教学课件：《光纤通信》(第三版)张宝富.ppt

光纤通信

第1章概述

本章内容

1.1光通信概念

一、什么是光通信？

二、光波在电磁频谱中的位置

三、激光器产生理想的光波

四、FSO自由空间光通信

五、光纤是光波理想的传输介

质

一、什么是光通信？

通信

--是为了信息交流借助某种手段进行的信息传递。

通信的演变与发展历程

古代通信：人类基于原始需求利用自然的基本规律和人的基础感官

可达性建立通信。（旗语、身体语言、手语、烽火狼烟等）

一、什么是光通信？

古代通信接力通信（飞鸽传书、快马驿站、邮政）

一、什么是光通信？

近代通信：利用电磁能量的传播性建立通信。（电报、电话等）

莫尔斯电码，美国人萨缪尔·摩尔斯于1844年发明，从华盛顿到巴尔的

摩之间长达64公里的电报线路，电文内容是《圣经》中的一句话：

上帝啊，你创造了何等的奇迹！

一、什么是光通信？

近代通信

利用电磁波（能量/信号）的传播性建立通信。（电报、电话等）

电话机美国人A.G.贝尔于１８７６年３月１０日，贝尔通过送话

机喊道：“沃森先生，请过来！我有事找你！”

1892年纽约芝加哥的电

话线路开通。电话发明

人贝尔第一个试音：

“喂，芝加哥”，这一

历史性声音被记录下来。

一、什么是光通信？

近代通信电通信电信通信

现代通信利用无线电波/光波（信号）进行的通信。

（无线/移动/卫星/光纤）

1901年，马可尼（左）首次成功地

实现了横跨大西洋的无线电通信

一、什么是光通信？

现代通信利用无线电波/光波（信号）进行的通信。

（无线/移动/卫星/光纤）

1880年，他利用太阳光作光源，大气为传输媒质，用硒晶体作

为光接收器件，成功地进行了光电话的实验，通话距离最远达

到了213米。1881年，贝尔宣读了一篇题为《关于利用光线进

行声音的产生与复制》的论文，报导了他的光电话装置。

一、什么是光通信？

现代通信利用无线电波/光波（信号）进行的通信。

（无线/移动/卫星/光纤）

一、什么是光通信？

现代通信利用无线电波/光波（信号）进行的通信。

（无线/移动/卫星/光纤）

高锟世界著

名的华人物

理学家

1966年，高锟就取得了光纤物理学上的突破性成果，在PIEE杂志上发表论文

《光频率的介质纤维表面波导》，从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体以

实现光通信的可能性，并预言了制造通信用的超低耗光纤的可能性。

一、什么是光通信？

光通信

是指利用光波进行信息传递的一种通信

方式。可分为红外光通信、可见光通信和紫

外光通信，如光波在大气层或大气层外的自

由空间传播称为自由空间光通信(FSO)，如在

光纤中传输称为光纤通信。光通信大多采用

激光源产生光波，因而光通信主要指激光通

信。

二、光波在电磁频谱中的位置

光波：紫外(200~400nm)、可见(390~760nm)和红外(800~1600nm)

二、光波在电磁频谱中的位置

二个重要的关系式

c

频率与波长的关系

f

C：为光速（3×108m/s）f:光波频率λ：光波的波长

光波频率常用单位：GHZTHz；波长单位：μmnm

频率与通信容量

C通信容量f载频

通信中常将携带信息的电磁波称为载波，对应的频率称作载频。

载波越高通信容量越大，因而光载波或光频通信容量最大。

三、激光器产生理想的光波

•古代光通信：中国古代烽火台；近代的扬旗通信；现

在仍在使用的旗语、灯语。

特点：利用人眼视觉可达性进行通信

局限：视距通信

•贝尔光电话

光源：太阳光

传输媒质：大气(200m)

光检测器：硅光电池

三、激光器产生理想的光波

特点：利用可见光在大气传输媒质进行通信，同时