光纤光学刘德明光纤光学

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1、光纤光学刘德明光电子科学与工程学院Tel.87556188Email:dmliu@mail.hust.edu.cn1“导光”的古老历史中国古代烽火台1854年：英国的廷达尔(Tyndall)就观察到光在水与空气分界面上作全反射以致光随水流而弯曲的现象1929-1930年：美国的哈纳尔(Hanael)和德国的拉姆(Lamm)先后拉制出石英光纤并用于光线和图象的短距离传输2“光纤之父”----高锟博士1966年：高锟博士发表他的著名论文“光频介质纤维表面波导”首次明确提出,通过改进制备工艺,减少原材料杂质,可使石

2、英光纤的损耗大大下降,并有可能拉制出损耗低于20dB/km的光纤,从而使光纤可用于通信之中。1970年,康宁玻璃公司率先研制成功损耗为20dB/km的石英光纤,取得了重要的技术突破。3爆炸性发展自一九七０年以后，世界各发达国家对光纤通信的研究倾注了大量的人力与物力，其来势之凶，规模之大、速度之快远远超出了人们的意料之外，从而使光纤通信技术取得了极其惊人的进展。从光纤的衰耗看：七O年：20dB/km七二年：4dB/km七四年：1.1dB/km七六年：0.5dB/km七九年：0.2dB/km九O年：0.14d

3、B/km光纤的损耗已由1000dB/km下降到已经接近石英光纤的理论衰耗极限值0.1dB/km。致使光纤通信在世界范围内形成了一个充满活力的新兴产业。4光纤通信系统基本结构光发送端机光中继放大光接收端机电发送端机电发送端机5光纤通信：21世纪的“信息高速公路”以光信号作为载波，以光纤为传输媒介光纤带宽极宽、通信容量极大光纤重量轻、韧性好、易于敷设光纤损耗极低,使无中继通信距离更长保密性好、绝缘性好抗干扰、抗辐射、抗腐蚀成本低、节约金属线材6光纤通信系统的发展76年，美国在亚特兰大开通了世界上第一个实用化光纤通

4、信系统。码率为45Mb/s，中继距离为10km。80年，多模光纤通信系统商用化（140Mb/s），并着手单模光纤通信系统的现场试验工作。90年，单模光纤通信系统进入商用化阶段（565Mb/s），并着手进行零色散位移光纤和波分复用及相干通信的现场试验，而且陆续制定同步数字体系（SDH）的技术标准。93年，SDH产品开始商用化（622Mb/s以下）。95年，2.5Gb/s的SDH产品进入商用化阶段。96年，10Gb/s的SDH产品进入商用化阶段。97年，采用波分复用技术（WDM）的20Gb/s和40Gb/s的SD

5、H产品试验取得重大突破。此外，在光孤子通信、超长波长通信和相干光通信方面也正在取得巨大进展。7Year2000:“光通信的第一个春天”InternetbackboneT3E1STM1STM4STM16STM64cTransportcapacity140Mb/s565Mb/sSTM161.7Gb/sSTM64,4lSTM64,2lSTM64,8lSTM64,16lSTM64,32lI/Orates=opticalwavelengthcapacityImportantThreshold!Systemc

6、apacity(Mbps)101010101010123456198519901995200010Gb/sEthernetEthernetStandardsEthernetFastEthernetGbitEthernet8光纤通信技术产业激光技术产业光纤传感技术产业光存储技术产业照明与显示技术产业IC技术产业武汉-中国光谷9“光通信的第二个春天”3G的即将启动。运营商暗自布局，为即将到来的3G运营做准备。村村通工程的全面铺开也需要大量的光纤光缆及相关通信用产品。随着用户对带宽需求的提高,技术的突破和新标准的确

7、定以及光纤光缆及相关元器件价格的大幅度下降,FTTH出现迅速发展的势头。铜价的迅速飙升进一步加速了“光进铜退”的步伐和FTTx接入的浪潮汹涌。10FTTH光纤到户2layerInhouse19layerDist.ONUFiberVDSLmodemVDSLmodemVDSLPersonalUser10BASE-TTEPOWERGovernmentONUOLTVoIPIPNetworkCATVDTVHDTVVoIPIPTV…VLANAdvanceControllIGMPPON10/100/1000Base-T/S

8、X/LXUNIInhouse11三网合一:高质量生活householdOnlineshoppingNetworkgameOnlinelibraryTele-educationE-commerceE-governmentVideotelephoneHDTVBrowse/downloadVideoconferenceTele-medicineFTTHisnotonlyjustabroadbandacce