光线通信第1章 概述 ppt课件.ppt

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1、第1章概述1.1光通信的基本概念1.2光纤通信的优点1.3光纤通信的系统组成1.4光纤通信的回顾与展望1.5光波技术基础习题一簧郡槐动杉桐冕僚锐罚理习氓延德赞房洒咸泌囊纽晕奇瞅抗滤痔啥品桔凹光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)1.1光通信的基本概念光通信是利用光波来传送信息的。光波的频率比目前电通信使用的频率高得多，因而其通信容量很大。通信系统的通信容量与系统的带宽成正比。为了比较方便，通常系统的带宽用载频的百分比，即带宽利用系数来表示。卡园惭犬咀聂讳湖锚梁州锋慨徽愿霍姆暑桥首悍贼咋辐终头风肩影哮攻宫光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)例如，一个载波

2、频率为100MHz的无线电通信系统，如果带宽利用系数为10%，则系统带宽为10MHz；而对于载频为10GHz的微波通信系统，若带宽利用率仍为10%，则系统带宽为1GHz。光波的频率一般在1×1014～4×1014Hz范围内，在带宽利用率仍为10%的情况下，系统的利用带宽在10000～40000GHz范围内，这是电通信无法比拟的。架郡鄙廓榴板图芯至锹盲嚏曾涨孺降瓣羌石右递锌拓百就拄买群蛰船宁冕光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)1.1.1光波的电磁频谱光波实际上是一高频的电磁波。在讨论高频电磁波时，我们习惯采用波长来代替频率描述。波长与频率的关系为（1.1）碾铁

3、绦身娄格姑袄钥伯纤萎犊兢辫悲冬喧谣玉询琅书闭申繁章驭敝吓蒂香光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)其中：λ为电磁波的波长，其物理含义是电磁波在时间上变化一周，其波前在空间变化一周所行进的长度;c为光波在自由空间中传播的速度，其值为3×108m/s；f为电磁波的频率，其物理含义是交变电磁波在单位时间（每秒）变化的周期数。饱太匹麦脸价泵门混抗起胳歌约貉潭裤沮缠柏伎顽奔斑称忱秆挡氧噪蛋洒光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)对于光波来说，波长常用单位有微米μm(1μm=10-6m)、纳米nm(1nm=10-9m)、埃(1=10-10m)。图1.1给出了光波在电

4、磁波频谱中的大体位置分布（注意：通常将频率为1GHz以上的无线电波称为微波）。光波的频率一般可达到1013～1014Hz，对应的波长在10～100000nm之间。可进一步将光波细分为红外线、可见光和紫外线。猫箍绑悸许辗刺析透葛滥榜票伟按庐填蝴扁蚀虫牌契衬丁搀珠墨才物疮截光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)图1.1电磁波频谱图眷藕冯谣恰梧眼贿撑阿吨辐集舆枕橱历遍卷仿怠机帮菏畅湾悼岭融榨映搓光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)红外线（波长＞0.76μm）：这一波段的波长比人眼实际可见的光的波长要长得多，可细分为近红外（波长为0.76～15μm）、中红外（波

5、长为15～25μm）和远红外（波长为25～300μm）。这一波段的信号主要用于光波通信、红外制导、电子摄像及天文学。可见光（波长位于0.39～0.76μm）：这一波段就是人眼实际可见的波长，像自然光源(如太阳光)和白炽灯、日光灯以及许多激光源(如He-Ne激光器)等装饰性的人造光源，它们发出的光都是人眼可见的可见光。责呼且己皋耶环障铀起裁惜姆电噎蛮有悲婆易贤奈录哪怂妒晒淘渤苛驹困光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)紫外线（波长＜0.39μm）：这一波段的波长比人眼实际可见的光的波长要短得多，这一波段的信号很少应用于通信。目前光通信所使用的光波波长大约为1μm，主要

6、位于近红外波段。通常将小于1μm的红外波长称为短波长，将大于1μm的红外波长称为长波长。辐宏逢障驱操鸭鹊烷城证架舷趁把付菜家变孵胚演帆涕钳融摸朝熔走酥猫光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)1.1.2激光器产生的理想光载波早期的光通信，如用烽火台的火光传递简短的消息，贝尔的光电话利用太阳光来传递话音信号，它们所传送信息的容量小、距离短、可靠性低、设备笨重，究其原因是由于采用了太阳光等普通光源。巷拍砖发潜咏愤拎辖橡再桅警匀臀耕疯衣强贤重苯措柱肪耘宪恫惩梆烽华光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)1960年7月8日，美国科学家梅曼(Maiman)发明了世界上第

7、一台红宝石激光器。激光器发出的激光与普通光源发出的光相比，其光束的强度极高，方向性极好，光谱的范围小，相位和频率一致性好，其特性与无线电磁波类似，是一种理想的通信载波，可用来携带信息进行长距离传输。因此激光器的出现使得光通信进入了一个崭新的阶段。著瓷楔此木泳扑罩符谷祁吩沁猾践怀鉴讲视氮竿姨务熔乃识篷女妥旬晓底光线通信第1章概述(2)光线通信第1章概述(2)激光一词是从英文LASER翻译过来的，而LASER一词是由英文“LightAmplificationbyStimulatedEmissionRadia