光通信技术课件.ppt

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1、光通信技术第1章绪论第2章光纤和光缆第3章通信用光器件第4章光端机第5章光纤通信系统第6章光纤通信新技术第7章光网络第8章无线光通信技术目录1.1光纤通信发展的历史和现状1.1.1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，使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。

2、•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。1.1.2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，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锟

3、(左)1998年在英国接受IEE（国际电气工程师学会）授予的奖章获得2009诺贝尔物理学奖“有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面”取得了突破性成就1970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。1970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

4、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。波长模式损耗中继距离容量话路数第一代0.85µmMM2dB/km10km50~100Mb/s480第二代1.31µmMM0.3~0.4550km1.7Gb/s1920第三代1.55µmSM0.2100km2.4Gb/s7680第四代WDM+EDFA14300km5Gb/s第五代光孤子通信

5、1.2光纤通信的优点和应用1.2.1光通信与电通信通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽度越宽。载波频率高；频带宽度宽（图1.1）光通信利用的传输媒质-光纤，可以在宽波长范围内获得很小的损耗。（图1.2）图1.1部分电磁波频谱1.2.2光纤通信的优点•容许频带很宽，传输容量很大•损耗很小，中继距离很长且误码率很小•重量轻、体积小•抗电磁干扰性能好•泄漏小，保密性能好•节约金属材料，有利于资源合理使用1.2.3光纤通信的应用光纤可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。光纤在

6、通信网、广播电视网与计算机网，以及在其它数据传输系统中，都得到了广泛应用。光纤宽带干线传送网和接入网发展迅速，是当前研究开发应用的主要目标。光纤通信的各种应用可概括如下：①通信网②构成因特网的计算机局域网和广域网③有线电视网的干线和分配网④综合业务光纤接入网ATMInternet骨干网DDN/FRPSTN/ISDNTV业务分配节点(COT)业务接入节点（RT）网管SNMP与电信网管中心相连Q3100/1000ME1/BRA/PRA155M622MSDH典型应用之一：宽带综合业务光纤接入系统拓扑结构通信系统—

7、—将一个用户的信息传送给另一个用户的全部设备。信息源信源编码信道编码信道解码信源解码信息宿调制解调信道光纤通信系统组成：光发射机、光接收机、光纤、各种耦合器等组成的信息传输系统。TR1.3光纤通信系统的基本组成下图示出单向传输的光纤通信系统，包括发射、接收和作为广义信道的基本光纤传输系统。基本光纤传输系统的三个组成部分1、光发送机光源调制器通道耦合器电信号输入光输出驱动电路结构参数：发送功率，dBm概念功能：电信号转变成光信号（E/O转换），并将光信号耦合进入传输光纤中。组成框图：光源、驱动器、调制器2.

8、光纤线路功能：是把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变(失真)和衰减传输到光接收机组成:光纤、光纤接头和光纤连接器低损耗“窗口”：普通石英光纤在近红外波段，除杂质吸收峰外，其损耗随波长的增加而减小，在0.85μm、1.31μm和1.55μm有三个损耗很小的波长“窗口”，见后图。光源激光器的发射波长和光检测器光电二极管的波长响应，都要和光纤这三个波长窗口相一致。目前在实验室条件下，1.55μm的损