第一章 绪 论

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1、第一章绪论1.1光纤通信的发展1.2光纤通信系统简介1.3光纤通信的特点1.4光纤通信的应用与发展1.1光纤通信的发展随着人类社会的进步与发展，以及人们日益增长的物质与文化需求，通信向大容量，长距离的方向发展是必然的趋势，而且随着Internet的迅速普及以及宽带综合业务数字网(B-ISDN)的快速发展，人们对信息的需求更是呈现出爆炸性的增长，几乎是每半年翻一番。在这样的背景下，信息高速公路建设已成为世界性热潮。而作为信息高速公路的核心和支柱的光纤通信技术更是成为重中之重。目前，很多国家和地区不遗余力地斥巨资发展光纤通信技术及其产业，

2、光纤通信事业得到了空前发展。下一页返回1.1光纤通信的发展1.1.1光通信的定义自古以来，人类对大自然，尤其是光有特殊的敏感，光更是成为人类早期的信息传递渠道之一，如古代的烽火台，就是一种原始的信息传递工具，这种创造其实是一种自然的直觉。所谓光通信就是利用光波来传递信息，实现通信的方式。今天我们认为光通信是指容量大、传输距离远的光传递方式，象指挥交通的红绿灯就是一种最普遍、也是最普通的光通信。很显然光通信是利用光在空气中能够直线传播的特点，进行大气传输的，它不需任何线路，而且简单、经济。上一页返回下一页1.1光纤通信的发展1.1.2存

3、在的问题(1)光通信在大气中进行时，对天气情况十分敏感。如大雾时，通信几乎无法进行。(2)大气的特性决定了它的密度或折射率不均匀，以及大气湍流的影响，使光线发生漂移和抖动，致使通信的信噪比变劣、衰减增大、传输不稳定、传输距离也变短。(3)要求大气传输设备设在高处，收发两地直线可见。这种要求必然使光通信的应用范围受到限制。与光通信相比，电通信的成熟运用要早的多。从二十世纪30年代开始，无线电载波通信获得迅速的发展，如电缆通信．微波中继、直至后来的卫星通信等，电通信系统遍及世界的各个角落。其频域涉及低频到高频的几乎所有频段，由于复用技术的

4、发展，电通信的容量得到了尽可能的利用。上一页下一页返回1.1光纤通信的发展1.1.3发展情况1960年梅曼（T.H.Maiman）发明了红宝石激光器，产生了单色相干光，使高速的光调制成为可能。他的发明，重新点燃了人们利用光进行通信的希望。美国林肯实验室率先利用氦氖激光器通过大气传输了一路彩色电视。随后，越来越多的研究者投入到光通信的试验中。直至1966年，英藉华人科学家高锟博士（C.K.Kao）在PIEE杂志上发表了一篇十分著名的文章《用于光频的光纤表面波导》，阐述了利用玻璃制作通信光导纤维（即光纤）的可行性，即使用光纤这种玻璃丝引导

5、光波转弯，实现通信。1977年，贝尔研究所和日本电报电话公司几乎同时研制成功寿命达100万小时（实用中10年左右）的半导体激光器，从而有了真正实用的激光器。如图1-1所示返回上一页图1-1光纤导光原理图1-1光纤导光原理返回1.2光纤通信系统简介光纤通信就是指利用光纤作为传输介质，实现光信号传输的通信方式。一个基本的光纤通信系统模型如图1-2所示，它是由电端机、光端机（光发射机、光接收机）、光纤等部件组成的。其中，电端机的作用是对来自信源的信号进行处理，例如模数转换、多路复用等处理；光端机的发送端内有光源（如激光器（LD）），其作用是

6、将电信号变成光信号，光端机的接收端内有光检测器（如光电二极管（PD）），将来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、整形、再生后，输入到电端机的接收端；对于长距离的光纤通信系统，还需要有中继器，其作用是把经过长距离光纤的衰减和畸变后的微弱光信号，放大、整形、再生成一定强度的光信号，继续送向前方，以保证良好的通信质量；光纤的作用则是用来作为光信号传输的介质。返回图1-2光纤通信系统模型图1-2光纤通信系统模型返回1.3光纤通信的特点与电缆或微波通信相比，光纤通信具有许多的优点，表现为：（1）通信容量大理论上，如头发丝粗细的光纤可同时传输10

7、00亿路语音。实际应用中可同时传输24万路，这比传统的电缆或微波通信高出了几十、甚至上千倍。（2）中继距离长目前，光纤的衰减被控制在0.19dB/km以下，其衰减系数很低，可使中继距离延长到数百公里。返回下一页1.3光纤通信的特点（3）保密性能好光波信号在光纤中传输的时候，只在光纤的“纤芯”中进行，无光泄漏，因此保密性好。（4）适应能力强光纤通信，不受外界的电磁干扰，而且耐腐蚀、可挠性强（5）可节省大量的金属材料（6）体积小、重量轻、便于施工和维护返回上一页1.4光纤通信的应用与发展1.光纤通信在我国的应用2.光纤通信的发展趋势（1）

8、向超长距离传输发展无中继传输是骨干传输网的期望，目前已能够实现2000～5000km的无电中继传输。（2）向超高速系统发展高比特率系统的经济效益大致按指数规律增长，高速系统的出现不仅增加了业务传输容量，而且也为各种各样的