光纤通信概论教学课件.ppt

第一节 电磁波谱的开发利用 第二节 光纤通信发展史 第三节 光纤通信系统 光纤通信的发展 1980－ 850nm多模光纤通信系统 1983－ 1300nm单模光纤通信系统 1991－ 1550nm单模光纤单频激光器光纤通 信系统 1995－ 采用光放大器的第四代光纤通信系统 点－点光纤通信系统 由上图可知，光纤通信系统可分为三部分： 收、发信电端机 光发送、接收机 传输光纤 具体有： 1）PCM电端机 是常规电通信的载波机、图像设备及计算机等终端设备。 对数字通信来说，信号在电端机内要进行A/D及D/A转换，变成数字信号。 2）光发送机 电端机来的电信号经编码后调制光源，产生载有信息的光信号，完成电－光(E/O)转换。 3）传输光纤或光缆 4）光接收机 接收的光信号由光检测器检测转换成电信号，然后放大解调，判决再生，送入电端机恢复出原信号。 在长途光纤通信系统中还须中继器。 光－电－光中继器 光放大器 EDFA 光纤通信系统的拓扑结构： 光纤通信系统的拓扑结构 (a)点对点系统 (b)一点对多点系统 （c）光纤网 1、与传统的电通信相比较， 谈谈光纤通信的主要特点。 2、 借助网络和书籍 ，写一篇小文章从各自 的角度谈谈你对光纤通信的认识。 思考题： 本章结束 激光大气通信 60~70年代激光器的发明导致大气激光通信和地下光波导通信的热潮。 地下光波导通信 将激光束 限制在地下空间通信 克服气候的影响 ★透镜波导型 ★反射波导型 受气候的影响很大 激光大气通信的发展 60年代，麻省理工学院利用He-Ne激光器和CO2激光器进行点对点大气激光通信实验，取得了成功。 近年来激光大气通信再度兴起---自由空间光通信（FSO技术） FSO技术的应用 1、军事通信 2、外层空间通信 3、接入网 FOS技术在接入网中的优势： 工作频率不在管制区、安装拆除方便、成本低、带 宽大、组网灵活。 FSO技术存在的问题： 对准与捕获、天气的影响、空中障碍、安全问题 FSO的前景 俄罗斯在莫斯科、瓦诺涅什、图拉等多个城市安装了实用化的激光大气通信系统，运行情况一直良好。 OrAccess公司的FSO设备可以支持155M~10G的带 宽，距离达1~2公里，而LMDS 最高速率是622M。 2000年悉尼奥运会上首次使用FSO宽带接入技术。 返回 1998年巴西研制成便携式半导体激光大气通信系统，通信距离1km。装上固定光天线通信距离可达15km。 1990年美国研制成适用于特种战争和低强度战争需要的紫外光波通信系统，通信距离5－10km。可安装在直升机上进行通信。 * 第1章 光纤通信概论 * 第一章 光纤通信概论 返回 第一节 电磁波谱的开发利用 电通信: 1837年---摩尔斯电磁式有线电报 1876年---贝尔发明有线电话 1895年---俄罗斯波波夫发出第一份无线电报 1895年---意大利马可尼在英国取得无线电专利权，成为无线电的创始人。 电磁波谱图 话音 长波 中波 短波 微波 频率 （低） （高） 带宽 （小） （大） C=B㏒2（1+S/N） 容量 （大） （小） 物理光学 量子力学 材料科学 电通信 光通信 理论上光纤通信可容纳： 电话：7.5亿路 电视：30万路 通信系统框图 发送机 接收机 信道 载波： 射频波 微波 毫米波 光波 信道： 金属导线 同轴电缆 金属波导 大气、光纤 光通信自古就有：烽火、手旗、信号弹、红绿灯 第二节 光纤通信发展史 光通信的定义： 以光波作为载波进行信息的传输方式。 近代光通信：1880年Bell发明光电话，传输距离213m，但是并不实用，因为存在两个方面的制约： 一)信道：Bell的光电话利用大气作为传输介质，损耗非常大，同时自然界气象条件变化万千，对光信号的干扰很大。 二)光源： Bell的光电话利用自然光作为载波，这种光的频率和相位杂乱无章，不能用于大容量的通信。 近代光通信的发展就是上述两个方面的制约因素的解决过程： 1960年，美国人梅曼发明红宝石激光器，获得高强的、频率和相位都稳定（即相干的）光---激光。引起了新一轮的光通信研究热潮---激光大气通