[信息与通信]第1章发展历史.ppt

光缆通信工程 光纤(缆)通信技术近年的发展速度之快、应用面之广史上罕见。未来世界，光纤无所不在。 光纤技术是世界新技术革命的重要标志，是未来信息社会中各种信息网的主要传输工具。 你需要掌握怎样的光纤（缆）技术？——传输理论、结构特征、设计方法、敷设方法、连接技术、资料编制、测试方法等。 光纤基础知识 何谓光纤？光导纤维。其质多为玻璃，偶为塑料。其状多为圆柱形。质脆而韧。 何谓光缆？由单根光纤或多根光纤束（偶数）及加强构件、外护层等构成，为工程敷设之实体。 何谓光纤通信？光纤通信是以光波为载频，以光纤为传输媒质的一种通信方式。 光通信的发展历史 1、我国古时候的“烽火台”（典故：烽火戏诸侯） 2、1880年，贝尔发明“光电话” 3、1960年，梅曼发明了第一个红宝石激光器，1962年，霍尔研制出半导体激光器，解决了光源问题。 4、1961~1970年，激光器的出现引起了大气激光通信的研究热潮。其间出现过空心光波导管、透镜（或反射镜）阵列等传光方式，均不理想。 5、1966年，英籍华人高锟博士发表降低玻璃损耗的论文。 光通信的发展历史 6、1970年，CORNING公司首先制成了损耗为20dB/km的石英光纤，开创光通信的新局面。 7、1972年，随着制造工艺（材料提纯、制棒、拉丝）提高，多模光纤的衰减系数降至4 dB/km。 8、1976年，进一步降低玻璃中的OH含量，出现了1310nm和1550nm两个低损耗长波长窗口。 9、1980年，随着制造工艺的不断完善，制造出了低损耗光纤，在1550nm的衰减系数为0.2dB/km.已接近理论值。与此同时，激光器、光检测器、各种光无源器件、光仪表得到发展，形成了现代光纤通信技术 光通信的发展历史 1976年，美国西屋公司在亚特兰大成功进行了44.736Mbit/s传输110km的光纤通信系统的现场实验。 1981年以后，光纤通信技术大规模的投入商用，经过近20年的发展，光纤通信速率由45Mbit/s提高到目前的40Gbit/s乃至更高。 近年来的热门技术：全光通信、DWDM（密集波分复用）、低损耗光纤（红外光纤材料的研制）、掺铒光纤放大器(EDFA)、光孤子通信等。 1.1 光纤通信及其特点 1.2 光缆工程的现状及光纤发展趋势 1.1 光纤通信及其特点 1.1.1 光纤通信的概念、特点 1．什么是光纤通信 光纤通信就是以光波为载波，光导纤维为传输介质的通信方式 。 2．光纤通信的特点 （1）巨大的传输容量 （2）极低的传输衰耗 3．抗电磁干扰 4．信道串扰小、必威体育官网网址性好 5．光缆尺寸小、重量轻、可挠性好 表1-1列出了光缆和其他几种传输介质特性的比较。 光纤通信的特点 光纤通信同样也存在着如下缺点： ① 需要光/电和电/光变换部分； ② 光直接放大难； ③ 电力传输困难； ④ 弯曲半径不宜太小； ⑤ 需要高级的切断接续技术； ⑥ 分路耦合不方便 光纤通信系统的基本组成与分类 光纤通信系统的基本组成 所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。数字光纤通信系统方框图如图所示。由光发射机、光纤和光接收机组成。 光纤通信系统的基本组成与分类 光发送部分由电发送端机、光发送端机和光源组成。 电端机即数字终端设备（PCM多路复用设备） 光发送端机进行电/光信号的转换。由输入接口、线路码型变换和光发送等组成。 光源：能用电信号进行调制，要求寿命长、输出光功率足够大、电/光转换效率高、发射波长在低损耗窗口附近、光束集中、谱线宽度窄。 目前常用的光源有半导体激光器(LD)和半导体发光二极管(LED) 光传输部分主要由光缆和光中继器组成 光中继器工作原理:把来自光纤线路的微弱光信号，经中继器的光接收后转化为数字电信号，经过放大、均衡、定时判决、整形后，输入中继器的驱动电路驱动光源，发出强的光脉冲，再注入光纤线路进行传输。 目前的光中继器要经过光-电-光的转换，未来的直接对光进行放大（如EDFA——掺铒光纤放大器）。 具有放大、定时判决、整形功能的光中继器称3R中继器，具有放大、整形的为2R中继器，具有放大功能的为1R中继器。 光纤通信系统的基本组成与分类 光接收部分由光接收机、电接收端机、线路码型反变换、输出接口等组成。 光接收的主要功能是进行信号的光/电转换。主要通过光电检测器来完成。 常用的检测器有PIN光电二极管和APD（雪崩式）光电二极管。 在实际中常用APD光电二极管，其响应速度快，响应度大。 常用的APD有Si-APD（工作在短波长区）Ge-APD、InGaAs-APD（工作在长波长区）。 光源 1、通信通信用的光源有LD和LED两种。 2、LD响应速度快，用于高调制速