光纤通信01概述.pptx

第1章 概述第1章 概述光通信是20世纪70年代发展起来的通信技术。光通信技术的诞生是通信发展史上的一次革命性进步，促进了人类社会向信息化社会的发展。光通信技术主要涉及光信号的产生、传输、检测以及组网技术。本章将简要介绍光通信的发展与特点，光纤通信系统的组成等。第1章 概述1.1 光纤通信的发展历程1.2 光纤通信的特点与应用1.3 光纤通信系统的分类与组成1.1 光纤通信的发展历程光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式光纤通信技术是近40年来迅猛发展起来的高新技术，给世界通信技术乃至国民经济、国防事业和人民生活带来了巨大变革我国的高速骨干网络、城市环网已经建成并不断发展，光纤已经开始进入办公室和家庭，在信息社会里，光纤网络将无处不在一、早期的光通信直到20世纪60年代，电通信在通信领域都处于绝对统治地位一般来说，传送信息的总量与载波的工作频率直接相关，提高载波频率在理论上可以增加传输带宽，通常也就可以提高信息传输容量一、早期的光通信通信应用的电磁频谱一、早期的光通信电磁波频谱中，一个重要的部分是光频区域以光波形式实现信息传输一般不是通过对载波的频率调制完成的，而是通过改变光波的光功率来实现的光波的传输可以采用大气信道和导波信道一、早期的光通信早在1880年，贝尔就研制成功了光学电话大气作为光通道一、早期的光通信地下光波通信的实验反射波导透镜波导建设成本极高没有实用价值 二、光纤通信技术的发展现代意义的光通信系统两个关键问题：一是合适的光源；二是理想的传光媒介20世纪初就由德拜提出光学纤维波导中传输一直到60年代，用当时最好的光学玻璃做成的光学纤维其损耗也高达1000 dB/km二、光纤通信技术的发展1966年，英籍华裔学者高锟（C. K. Kao）和霍克哈姆（C. A. Hockham）发表了关于传输介质新概念的论文玻璃纤维引起光损耗的主要原因是其中含有过量的铬、铜、铁与锰等金属离子和其它杂质其次是拉制光纤时工艺技术造成了芯、包层分界面不均匀及其所引起的折射率不均匀还发现一些玻璃纤维在红外光区的损耗较小二、光纤通信技术的发展1970年美国的康宁玻璃公司（Corning Glass Work）拉出了第一根损耗为20dB/km的光纤它的意义在于：使光纤通信可以和同轴电缆通信竞争 二、光纤通信技术的发展1970年，光纤通信用的光源也取得了实质性进展室温下连续振荡的镓铝砷（GaAlAs）双异质结半导体激光器（短波长） 重大意义在于为半导体激光器的发展奠定了基础 二、光纤通信技术的发展1972年，康宁公司高纯石英多模光纤（同时允许多个方向的光线在其中传送的光纤）损耗降低到4dB/km1973年，美国贝尔（Bell）实验室取得了更大成绩，光纤损耗降低到2.5 dB/km1974年降低到1.1 dB/km1976年，日本电报电话（NTT）公司等单位将光纤损耗降低到0.47 dB/km（波长1.2 um）。二、光纤通信技术的发展在以后的10年中，波长为1550nm的光纤损耗：1979年是0.20 dB/km1984年是0.157 dB/km1986年是0.154 dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限 二、光纤通信技术的发展1973年，半导体激光器寿命达到7000小时1977年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时（约11.4年）1976年日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3 um的铟镓砷磷（InGaAsP）激光器1979年美国电报电话（ATT）公司和日本电报电话公司（NTT）研制成功发射波长为1.55 um的连续振荡半导体激光器 二、光纤通信技术的发展1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑 二、光纤通信技术的发展光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段第一阶段（1966~1976年），这是从基础研究到商业应用的开发时期第二阶段（1976~1986年），这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期第三阶段（1986~1996年），这是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期二、光纤通信技术的发展第一阶段（1966~1976年）以1976年美国在亚特兰大（Atlanta）进行的世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验为标志，光纤通信开始走向实用化第一代系统工作在850 nm附近，多模光纤作传输介质采用GaAs为基础材料制成的激光器作光源，硅材料制成的光检测器速率在45~140 Mb/s之间，传输距离约10 km二、光纤通信技术的发展第二阶段（1976~1986年）工作波长从850 nm（短波长）移至1310 nm（长波长）光纤也从多模发展到单模长途干线的传输速率为140~565 Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离为10~50 km 二、光纤通信技术的发