第三章第二节

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1、现代信息传输技术洛阳科技学院12级本科班古代通信喇叭；烽火台；驿站；信鸽、信猴等。信息传输的历史3.2现代信息传输技术3.2.1光纤传输技术3.2.2短波与超短波传输技术3.2.3微波传输技术3.2.3卫星传输技术3.2.1光纤通信发展的历史和现状3.2.1探索时期的光通信•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试验。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。•1960年，美国人梅曼(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

2、睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。•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。•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。3.2.1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，指出了利用光纤(OpticalFiber)进行信息传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。指明通过“原材料的提纯制造出适合于长距离通信使用的低损耗光纤”这一发展方向光纤通信发明家高

3、锟(左)1998年在英国接受IEE授予的奖章3.2.1光纤通信什么是光纤通信？光纤通信（OpticalFiberCommunications）是利用光波作载波，以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式，已成为现代通信的主要支柱之一，在现代电信网中起着举足轻重的作用。4.1光纤通信4.1.2光纤一、光纤的结构与分类1、结构光纤剖向结构图(上图)4.1光纤通信结构组成：纤芯：直径5μm～75μm，主要材料是SiO2（石英）掺杂微量的掺杂剂（如GeO2、P2O5等），提高纤芯的折射率（n1）；包层：直径100μm～150μm，通常是纯Si

4、O2，或掺杂微量的B2O3或F等，降低折射率（n2）；（为什么？）涂覆层：保护光纤，增强机械强度，厚度为30μm～150μm，未经涂覆和套塑时称为裸光纤。一次涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨基甲酸乙脂或硅酮树脂层，厚度一般为30um～150um。套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚丙烯塑料、尼龙等材料。经过二次涂敷的裸光纤称为光纤芯线。光的基本知识光是一种电磁波可见光350nm—750nm光纤通信所用的波长800——1600nm光的反射、折射全反射光的基本知识n1n2n1

5、的基本知识n1n2n1>n2n1n2临界角900临界角n1n2全反射入射角=反射角θ1θ2光纤导光原理：n1>n2光纤导光原理n1n22、光纤的分类3.2.2光纤分类1．按纤芯和包层材料划分可分为石英光纤和塑料光纤2．按光纤折射率分布特点划分主要分为阶跃光纤和渐变光纤3．按光波模式（即电磁波类型）划分可分为多模光纤和单模光纤。多模光纤：纤芯内传输多个模式的光波，纤芯直径较大（50m左右），适用于中容量、中距离通信。单模光纤：纤芯内只传输一个最低模式的光波，纤芯直径很小（几个微米），适用于大容量、长距离通信。常用连接器类型SCLCMT-R

6、JDSCVF-45Opti-Jack3.2.3光纤传输系统一个基本的光纤通信系统由三大部分构成：光源、光纤线路和光感测器3部分组成。。（1）光发信机光发信机是实现电/光转换的光端机，它由光源、驱动器和调制器组成，其功能是将来自于电子通信设备的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。（2）光收信机光收信机是实现光/电转换的光端机，它由光检测器和光放大器组成，其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电子通信设备。（3

7、）光纤或光缆光纤或光缆构成光的传输通路。其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。（4）中继器中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；另一个是对波形失真的脉冲进行修正。（5）光纤连接器、耦合器等无源器件由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km)。因此一条光纤线路可能存在多根光纤相连接的问题。于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连接器、耦合器等无源器

8、件的使用是必不可少的。光纤通信光纤通信系统光纤通信光纤信号传输实现过程如下：输入的电信号即可以是模拟信号，也可以是数字信号；调制器将输入的电信号转换成适合驱动光源器