现代通信技术-光纤通信课件.ppt

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1、现代通信系统—光纤通信黄福明2012年8月31日1目录光纤通信概述光纤与光缆2光纤通信系统312光纤通信指利用光导纤维(简称光纤)传输光波信号的一种通信方式。电磁波：长波、中波、微波、红外线、可见光、紫外线。使用光(激光器)信号，使用光缆作为传输介质。光纤通信所用波长：0.8～1.8μm31.光纤通信概述1.1光纤通信发展史1.1.1探索时期的光通信原始形式的光通信:中国古代用“烽火台”报警，欧洲人用旗语传送信息。1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音的“光电话”。贝尔光电话是现代光通信的雏型。1960年，美

2、国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器，给光通信带来了新的希望。激光器的发明和应用，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质，对光通信的研究曾一度走入了低潮。41.1.2现代光纤通信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，光频率的介质纤维表面波导(dielectric-fibresurfacewaveguidesforopticalfrequencies)，指出了利用光纤(OpticalFiber)进行信息传

3、输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。5光纤通信发明家高锟(左)1998年在英国接受IEE授予的奖章61970年，光纤研制取得了重大突破•1970年，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4dB/km。•1973年，美国贝尔(Bell)实验室的光纤损耗降低到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0.47dB/km(波长1.2μm)

4、。•在以后的10年中，波长为1.55μm的光纤损耗：1979年是0.20dB/km，1984年是0.157dB/km，1986年是0.154dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。71970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(短波长)。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。由于光纤和半导体激光器的技术进步，使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑•1973年，半导体激光器寿

5、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1.3μm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。•1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55μm的连续振荡半导体激光器。8实用光纤通信系统的发展•1976年，美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验。•1980年，美国标准化FT-3光纤通信系统投入商业应用。•1976年和1978年，日本先后进行了速率为34Mb/s的突变型多模光纤

6、通信系统，以及速率为100Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。•1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。•随后，由美、日、英、法发起的第一条横跨大西洋TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。•第一条横跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光缆通信系统于1989年建成。从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开，促进了全球通信网的发展。91.2光纤通信特点通信容量大光载波频率在1014～1015Hz。一根仅有头发丝粗细的光纤，理论上可以传输1000亿个话路，实际24万。损耗很小，传输距离长用做光纤的二氧化硅玻璃介质的纯净度增

7、高，光纤的损耗降低。因此，中继距离可以很长，这样可在通信线路中减少中继站的数量，以降低成本并提高通信质量。抗电磁干扰光纤是由纯度较高的电绝缘玻璃材料（二氧化硅）制成的，是不导电和无电感的，在有强烈电磁干扰的地区和场合中使用，光纤也不会产生感应电压、电流，光纤通信线路不受各种电磁场的干扰和闪电雷击的损坏。101.2光纤通信特点不产生串话，保密性好光在光纤中传播时，几乎不向外辐射。光泄漏非常微弱，即使在弯曲地段也无法窃听。因此在同一光缆中，数根光纤之间不会相互干扰，即不会产生串话，也难以窃听，所以光纤通信和其它通信方式相比有更好的保密

8、性。线径细、重量轻光纤的直径很小，只有125m左右，因此制成光缆后，直径要比相同容量的电缆小得多，而且重量也轻。资源丰富、节约有色金属和原材料电缆是由铜、铝、铅等金属材料制成的，而光纤的原材料是石英，在地球上资源丰富，而且用很少的原材料就可以拉制