光纤通信概述 .ppt

光纤通信的缺点 1. 抗拉强度低（由于光纤在生产过程中表面存在或产生微裂痕，光纤受拉时应力全加于此，使光纤的实际抗拉强度非常低，这就是裸光纤易折断的原因） 2. 光纤连接困难（要使连接损耗小，两根光纤的纤芯必须严格对准） 3. 光纤怕水（水进入光纤后，会增加光纤的OH-吸收损耗，使信道总损耗增大；会造成光缆中的金属构件氧化，使金属构件腐蚀，导致光缆强度降低；水遇冷后，水结冰体积增大有可能压坏光纤） 第三十页，共三十七页，2022年，8月28日 第一页，共三十七页，2022年，8月28日 第二页，共三十七页，2022年，8月28日 第一章 光纤通信概述 1.1 光纤通信的发展历程 1.2 光纤通信的主要特性 1.3 光纤通信系统的组成与分类 1.4 全光网 第三页，共三十七页，2022年，8月28日 早期的光通信 3000多年前，中国古代的重要军事防御设施，建造“烽火台”，防止敌人入侵，遇敌情则白天点燃掺有狼粪的柴草，使浓烟直上云霄；夜里则燃烧加有硫磺和硝石的干柴，使火光通明，台台相连，以传递紧急军情。 第四页，共三十七页，2022年，8月28日 早期光通信 旗语（世界各国海军通用的语言） 不同的旗子，不同的旗组表达着不同的意思。 郑和下西洋 交通信号灯、机场上的跑道标志灯 第五页，共三十七页，2022年，8月28日 1880年，美国人贝尔发明了 “光电话” 第六页，共三十七页，2022年，8月28日 Bells Photophone 1880 - Photophone Transmitter 1880 - Photophone Receiver 第七页，共三十七页，2022年，8月28日 之后的几十年，光通信进展不大原因 光不纯 作为接收机的硅光电池内部噪声很大 没有一个适当的光传输媒质 第八页，共三十七页，2022年，8月28日 1960年，美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员梅曼发明了第一台红宝石激光器。 第九页，共三十七页，2022年，8月28日 在这个时期，美国麻省理工学院利用He-Ne激光器和CO2激光器进行了大气激光通信实验。实验证明：用承载信息的光波，通过大气的传播，实现点对点的通信是可行的，但是通信能力和质量受气候影响十分严重。 固体激光器和气体激光器的体积大、功耗大、不适宜做通信设备中的光源。 第十页，共三十七页，2022年，8月28日 1970 年，光纤通信用光源取得了实质性的进展 1970年，美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联先后研制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器。虽然寿命只有几个小时，但它为半导体激光器的发展奠定了基础。 1973 年，半导体激光器寿命达到7000小时。 1976年，日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3 μm的铟镓砷磷(InGaAsP)激光器。 1977 年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时（实用中10年左右） 。 1979年美国电报电话(ATT)公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55 μm的连续振荡半导体激光器。 第十一页，共三十七页，2022年，8月28日 把激光束限定在特定的空间内传输。 解决方法 第十二页，共三十七页，2022年，8月28日 1966年，英籍华人高锟深入研究了光在石英玻璃纤维中的严重损耗问题（1000dB/km) 发现引起光纤损耗的主要原因 如果把材料中金属离子含量的比重降低到10?6以下，光纤损耗就可以减小到 10 dB/km。 再通过改进制造工艺，提高材料的均匀性，可进一步把光纤的损耗减少到几dB/km。这种想法很快就变成了现实。 现代光纤通信的发展历程 第十三页，共三十七页，2022年，8月28日 高 锟----光纤通信发明家（左） 2009年获得诺贝尔物理学奖 1998年在英国接受IEE授予的奖章 第十四页，共三十七页，2022年，8月28日 1970年，光纤研制取得了重大突破 1970年，在高锟理论的指导下，美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。 1972年，康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4 dB/km。 1973 年，美国贝尔(Bell)实验室用改进的化学气相沉积法制造的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974 年降低到1.1dB/km。 1976 年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47 dB/km(波长1.2μm)。 在以后的 10 年中，波长为1.55 μm的光纤损耗：1979 年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986 年是0.154 dB/km。 目前G.