《光纤通信原理 第2版 教学课件 PPT 作者 邓大鹏 第一次课》由会员分享，可在线阅读，更多相关《光纤通信原理 第2版 教学课件 PPT 作者 邓大鹏 第一次课（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第一章 概述,重点：光纤通信的主要特性；光纤通信系统的组 成。 难点： 通过光纤通信发展过程的学习，了解、掌 握新技术的发展和进化过程。 要求：通过对本章的学习，掌握光纤通信的主要 特性、光纤通信系统的组成及常用的分类 方法，了解光纤通信的基本概念，了解光 通信的发展过程和当前的水平。,1.1光纤通信的发展与现状,原始的光通信： 以 “烽火狼烟”为号-骊山烽火台 杜甫有诗云： “烽火连三月，家书抵万金” 军事应用,1880年，贝尔发明了第一个光电话,贝尔电话在晴好天气通信距离可达数公里、甚至几十公里，是现代光通信开端的标志。,提问：以烽火通信和贝尔光电话为例，光通信系统由哪几部分组成？,贝尔电
2、话和烽火通信一样都是利用大气作为光信道，属于大气光通信。,大气光通信属视距通信，受气候影响很大，雾、雪、雨对它都有影响。气候不好，则可能无法通信。 所以一时间被人们所淡忘。,光通信系统 光发送部分光信道光接收部分,现在应用：外空通信 楼宇通信 海岛、战舰间通信,问题：有什么办法能解决大气 环境对通信的影响吗？,1.1 .2 光纤通信,光波导通信,(a) 反射镜波导,(b) 透镜波导,你有更好的办法吗？,1966年，英籍华人高锟（K.C.Kao，当时工作于英国标准电信研究所）博士发表了一篇著名的论文介质纤维表面光频波导： 1.提出了降低光纤损耗的方法 提纯材料、提高材料的均匀性。 2.提出了光纤
3、模型 带包层的玻璃纤维，芯线直径约为一个光波长，总直径约为100个光波长。 3.带宽可以超过100MHz,光纤通信之父,获2009年诺贝尔物理奖,1977年美国在芝加哥率先进行现场实验，1980年多模光纤通信系统投入商用。,我国1976年拉出第一根可用于通信的多模光纤，并于1983年用武汉邮科院()的产品建成连接武汉三镇的8Mb/s实用光纤通信系统，1987年建成武汉荆州的长途光纤通信系统。,1970年美国的康宁公司()拉出了第一根损耗为20dB/km的光纤。 同年贝尔实验室（www.bell-）研制成功室温下可连续工作的半导体激光器，其体积小、功耗低，是理想的光源。,光纤通信元年,第一代：0
4、.85m多模光纤通信系统 第二代：1.31m多模光纤通信系统 第三代：1.31m单模光纤通信系统 第四代：以OA为标志的DWDM光纤通信系统 第五代：光孤子通信系统,当前水平：,单波道：商用10Gb/s，现场实验40Gb/s,多波系统：商用160 10Gb/s 实验室Essex 4000 1Gb/s Lucen 1022波,1.2光纤通信的主要特性,1.2.1 光纤通信的优点,1、光纤的容量大,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,波长 (nm),衰减 (dB/km),1200,1100,1600,1700,1400,1300,1500,长距离应用,2、损耗低、中继距离长,目前石英光
5、纤：0.18dB/km 非石英超长波长光纤103105 dB/km,传输技术 容量 相当电话数 放大站距 电缆 6MHz 1800路 6公里 电缆电视 5001000MHz 100路电视 50100米 微波通信 140Mb/s 1920路 50公里,光纤通信（一对） 2.51600Gb/s 31935万路 100公里,3、抗电磁干扰、核辐射能力强,适合于铁路、电力、核实验场,光导纤维是石英玻璃丝，是一种非导电的介质，交变电磁波在其中不会产生感生电动势，即不会产生与信号无关的噪声。,4、相对于电通信保密性能好,5、体积小，重量轻,6、节省有色金属和原材料,适用于军事应用,500m长约一两重 特别
6、适用于航空、航天器、舰艇等,1.2.2 光纤通信的缺点,1、抗拉强度低,2、光纤连接困难,3、光纤怕水,1.3光纤通信系统的组成和分类,1.3.1光纤通信系统的组成,光纤通信系统是以光纤为传输媒介，光波为载波的通信系统。 主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。 还包含了一些互连和光信号处理部件，如光纤连接器、隔离器、光开关等。,光发送机是将处理处理好电信号转换为光信号，并且将生成的光信号注入光纤。,光接收机是将接收到的光信号还原为电信号，送到相应的电路进行电域处理。,现行的光纤通信设备基本上是电域处理，光域传输。如时分复用/解复用都是在电域处理好。处理好的信号可以是模拟信号，也可以是
7、数字信号。数字信号可以是SDH信号，也可以是其它信号。然后光发送机将处理好的电信号转换为光信号，注入光纤进行传输。,光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介（通道），将光信号由一处送到另一处。,中继器有电中继和光中继，目的是将光信号长距离的传输。,光中继器是利用光放大器直接对经过长途传送有衰减、畸变的光信号进行透明的放大。 电中继器采用光电光的形式，用于对经过长途传送有衰减、畸变的光信号进行再定时、整形、然后再生成规则的信号。,1.3.2光纤通信系统的分类,1.根据调制信号的类型: 模拟光纤通信系统、数字光纤通信系统。 例如：广电的HFC网，就是模拟光纤通信系统； 邮电的SDH传送网就是数字光纤
8、通信系统。 后续课程中我们主要介绍数字光纤通信系统及设备。,2.按光源的调制方式分： 直接调制光纤通信系统、间接调制光纤通信系统。,3.按光纤中导模数分： 多模光纤通信系统、单模光纤通信系统。 现在的光纤通信系统绝大部分是单模光纤通信系统，,4.按系统工作波长分： 短波长光纤通信系统 0.7 0.9 m 长波长光纤通信系统 1.1 1.6 m 超长波长光纤通信系统 大于2m 现行的光纤通信系统基本上为长波长光纤通信系统。,小结：,1、光纤通信的发展过程 2、光纤通信的特点 3、光纤通信系统的组成,1.光纤到底靠什么样的结构来确保它的这些特性的呢？ 2.光纤又是如何导光的呢？ 这就是我们下次课需要解决的问题。,作业： 查阅相关资料，简述当前光纤通信研究的一些最新技术。,
