《-光通信技术与网络-PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《-光通信技术与网络-PPT课件（278页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、光与现光与现代科技代科技光与现代科技光与现代科技讲座讲座第八章第八章 光通信技术与网络光通信技术与网络2022/7/251光与现光与现代科技代科技光与现代科技讲座光与现代科技讲座 第一章第一章 绪论绪论 2 2第二章第二章 光源与激光器光源与激光器 2 2第三章第三章 光纤与光学传感技术光纤与光学传感技术 4 4第四章第四章 激光在现代医学中的应用激光在现代医学中的应用 4 4第五章第五章 激光在军事技术中的应用激光在军事技术中的应用 4 4第六章第六章 激光在现代工业和加工中的应用激光在现代工业和加工中的应用 4 4 第七章第七章 光与信息技术光与信息技术 4 4第八章第八章 光通信技术与网
2、络光通信技术与网络 6 6第九章第九章 光学成像、全息与显示技术光学成像、全息与显示技术 2 2第十章第十章 光电集成与纳米技术光电集成与纳米技术 2 22022/7/253光与现光与现代科技代科技第八章第八章 光通信技术与网络光通信技术与网络8.1 光通信原理光通信原理8.1.1 光通信的发展与现状光通信的发展与现状8.1.2 光通信的特点光通信的特点8.1.3 光通信系统的组成与光通信系统的组成与分类分类8.2 光通信的器件光通信的器件8.2.1 光源光源8.2.2 光检测器光检测器8.2.3 光无源器件光无源器件8.2.4 光放大器光放大器8.3 光纤通信系统与网络光纤通信系统与网络8.
3、3.1数字光通信系统数字光通信系统8.3.2光纤辅助系统光纤辅助系统8.3.3光超长波长光通信系光超长波长光通信系统统8.3.4多信道光波通信系统多信道光波通信系统8.3.5光纤孤子系统光纤孤子系统8.3.6光纤通信网络光纤通信网络8.4 无线激光通信无线激光通信8.4.1 微波通信与无线激光微波通信与无线激光通信通信8.4.2 无线激光通信的基本无线激光通信的基本原理原理8.4.3 空间无线激光通信进空间无线激光通信进展展8.4.4 激光水下通信激光水下通信2022/7/254光与现光与现代科技代科技8.1.1 光纤通信的发展与现状光纤通信的发展与现状一、光通信的发展史一、光通信的发展史二、
4、二、先进先进国家光纤通信的发展国家光纤通信的发展三、我国光纤通信事业的发展三、我国光纤通信事业的发展四、云南省光纤通信事业发展四、云南省光纤通信事业发展五、光纤通信的发展趋势五、光纤通信的发展趋势8.1 光纤通信的原理光纤通信的原理2022/7/255光与现光与现代科技代科技一、光通信的发展史一、光通信的发展史光通信光通信：利用光进行信息传输的一：利用光进行信息传输的一种通信方式。种通信方式。光通信的发展主要经历了三个发展光通信的发展主要经历了三个发展阶段阶段可视通信可视通信激光大气通信激光大气通信光纤通信光纤通信2022/7/256光与现光与现代科技代科技1、可视通信、可视通信古代的烽火台、
5、烟火传递单个信息古代的烽火台、烟火传递单个信息18世纪末信号灯、船舰使用的灯塔、旗世纪末信号灯、船舰使用的灯塔、旗语等语等近代战争中的信号弹，抗战时期的消息近代战争中的信号弹，抗战时期的消息树等树等1792年用中继器使机械代码信息传送年用中继器使机械代码信息传送100km，有效速率小于有效速率小于1b/s 之后很长一段时间之后很长一段时间电电取代了取代了光光2022/7/257光与现光与现代科技代科技电通信电通信19世纪世纪30年代：电报、莫尔斯代码，传输速率年代：电报、莫尔斯代码，传输速率310b/s，中中继可达继可达1000km1866年，第一条越洋电报电缆系统投入运营年，第一条越洋电报电
6、缆系统投入运营1876年，发明了电话，电信号通过连续变化电流的模拟形年，发明了电话，电信号通过连续变化电流的模拟形式传输式传输1940年，第一代同轴电缆系统投入使用，年，第一代同轴电缆系统投入使用，3MHz系统，可传系统，可传300路音频信号或路音频信号或1路视频信号，但当频率超过路视频信号，但当频率超过100MHz时，时，电缆损耗迅速增加电缆损耗迅速增加1948年，年，4GHz的微波系统投入运营，利用的微波系统投入运营，利用110GHz的电的电磁载波及相关调制技术传递信号，可工作于磁载波及相关调制技术传递信号，可工作于100Mb/s1975年最先进同轴系统投入运营年最先进同轴系统投入运营,速
7、率可达速率可达274 Mb/s，中继中继约约1km 到到70年代，电通信获得的最大年代，电通信获得的最大BL不超过不超过100(Mb/s)km2022/7/258光与现光与现代科技代科技2、激光大气通信、激光大气通信60年代初，人们利用二氧化碳激光器进行激光大年代初，人们利用二氧化碳激光器进行激光大气通信实验气通信实验由于其传输介质是地球周围的大气层，而大气层由于其传输介质是地球周围的大气层，而大气层又存在着对光的严重吸收，散射作用和天气变化又存在着对光的严重吸收，散射作用和天气变化影响等缺点，使得激光大气通信在通信距离、稳影响等缺点，使得激光大气通信在通信距离、稳定性、可靠性方面受到严重影响
8、定性、可靠性方面受到严重影响60年代中期一度振兴的激光大气通信研究处于停年代中期一度振兴的激光大气通信研究处于停滞状态滞状态2022/7/259光与现光与现代科技代科技3、光纤通信、光纤通信光纤光纤(Fibre)光导纤维的简称光导纤维的简称光纤通信光纤通信以光波为载波，以光导以光波为载波，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。纤维为传输媒质的一种通信方式。容量容量 频率频率f 光波光波 光波是人们最熟悉的电磁波，其光波是人们最熟悉的电磁波，其波长在微波长在微米级，频率为米级，频率为1014Hz，紫外光、可见光、紫外光、可见光、红外光属于光波的范畴红外光属于光波的范畴2022/7/2510光与现光
9、与现代科技代科技电磁波波段划分和常用传输媒质电磁波波段划分和常用传输媒质-1频段和波段频段和波段名称名称频率范围和频率范围和波长范围波长范围传输媒质传输媒质主要用途主要用途极低频极低频(ELF)极长波极长波303000Hz10000100km有线线对，极长有线线对，极长波无线电波无线电潜艇通信、矿井通信潜艇通信、矿井通信甚低频甚低频(TLF)超长波超长波330kHz10010km有线线对，超长有线线对，超长波无线电波无线电潜艇通信、远程导航、潜艇通信、远程导航、远程无线电通信远程无线电通信低频低频(LF)长波长波30kHz300kHz101km有线线对，长波有线线对，长波无线电无线电中远距离通
10、信、地下通中远距离通信、地下通信、无线电导航等信、无线电导航等中频中频(MF)中波中波0.33MHz1000100m同轴电缆，中波同轴电缆，中波无线电无线电调幅广播、导航、业余调幅广播、导航、业余无线电无线电高频高频(HF)短波短波330MHz10010m同轴电缆，短波同轴电缆，短波无线电无线电调幅广播、移动通信、调幅广播、移动通信、军用通信等军用通信等2022/7/2511光与现光与现代科技代科技电磁波波段划分和常用传输媒质电磁波波段划分和常用传输媒质-2频段和波段频段和波段名称名称频率范围和波长范频率范围和波长范围围传输媒质传输媒质主要用途主要用途甚高频甚高频(VHF)超短波超短波3030
11、0MHz101m同轴电缆，超同轴电缆，超短波无线电短波无线电调幅广播、电视、移调幅广播、电视、移动通信、电离层散射动通信、电离层散射通信通信微微波波特高频特高频(UH F)分米波分米波0.33GHz101dm波导，分米波波导，分米波无线电无线电微波接力、移动通信、微波接力、移动通信、空间遥测雷达、电视空间遥测雷达、电视超高频超高频(SHF)厘米波厘米波330GHz101cm波导，厘米波波导，厘米波无线电无线电雷达、微波接力、卫雷达、微波接力、卫星和空间通信星和空间通信极高频极高频(EH F)毫米波毫米波30300GHz101mm波导，毫米波波导，毫米波无线电无线电雷达、微波接力、射雷达、微波接
12、力、射电天文电天文紫外、可见光、红紫外、可见光、红外外1035107GHz300 m 60光纤，激光空光纤，激光空间传播间传播光通信光通信2022/7/2512光与现光与现代科技代科技红外光：波长红外光：波长 0.75m紫外光：波长紫外光：波长 0.4m可见光：可见光：0.4m 10GHz.km0.2350方便方便特殊特殊2022/7/2554光与现光与现代科技代科技光纤通信的应用光纤通信的应用11、通信网通信网，包括全球通信网，包括全球通信网(如横跨大西洋和太如横跨大西洋和太平洋的海底光缆和跨越欧亚大陆的洲际光缆干平洋的海底光缆和跨越欧亚大陆的洲际光缆干线线)、各国的公共电信网、各国的公共电
13、信网(如我国的国家一级干如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线线、各省二级干线和县以下的支线)、各种专用、各种专用通信网通信网(如电力、铁道、国防等部门的通信、指如电力、铁道、国防等部门的通信、指挥、调度、监控的光缆系统挥、调度、监控的光缆系统)、特殊通信手段、特殊通信手段(如石油、化工、煤矿等部门易燃易爆环境下使如石油、化工、煤矿等部门易燃易爆环境下使用的光缆，以及飞机、军舰、潜艇、导弹和宇用的光缆，以及飞机、军舰、潜艇、导弹和宇宙飞船的内部光缆系统宙飞船的内部光缆系统)。2022/7/2555光与现光与现代科技代科技光纤通信的应用光纤通信的应用22、构成因特网的计算机、构成因特网
14、的计算机局域网和广域网局域网和广域网，如光纤，如光纤以太网、路由器之间的光纤高速链路。以太网、路由器之间的光纤高速链路。3、有线电视的干线和分配网有线电视的干线和分配网；工业电视系统，如；工业电视系统，如工厂、银行、商场、交通和公安部门的监控；自工厂、银行、商场、交通和公安部门的监控；自动控制系统的数据传输。动控制系统的数据传输。4、综合业务、综合业务光纤接入网光纤接入网，分为有源接入网和无源，分为有源接入网和无源接入网，可实现电话、数据、视频接入网，可实现电话、数据、视频(会议电视、会议电视、可视电话等可视电话等)多媒体业务综合接入核心网，提供多媒体业务综合接入核心网，提供各种各样的社区服务
15、。各种各样的社区服务。2022/7/2556光与现光与现代科技代科技8.1.3 光纤通信系统的组成及分类光纤通信系统的组成及分类一、组成一、组成信信息息源源电电发发射射机机电电接接收收机机光光接接收收机机光光发发射射机机信信息息宿宿基本光纤传输系统基本光纤传输系统电信号电信号输入输入光信号光信号输出输出光信号光信号输入输入电信号电信号输出输出光纤光纤线路线路光光中中继继器器光纤通信系统的基本组成（单向传输光纤通信系统的基本组成（单向传输）备用系统备用系统辅助系统辅助系统2022/7/2557光与现光与现代科技代科技组成光纤通信系统各部分的主要作用组成光纤通信系统各部分的主要作用1、电发射机：电
16、发射机：A/D，合并多个用户信号，进行复用。合并多个用户信号，进行复用。方法：脉冲编码调制方法：脉冲编码调制(PCM)方式，即进行抽样、量方式，即进行抽样、量化、编码，抽样频率化、编码，抽样频率2f(模拟信号的频带宽度模拟信号的频带宽度)。2、光发射机：光发射机：E/O,将电发射机送来的电信号转变将电发射机送来的电信号转变成适合于光纤传输的光信号，并用耦合技术把光成适合于光纤传输的光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。信号最大限度地注入光纤线路。3、光纤线路：光纤线路：把来自光发射机的光信号，以尽可能把来自光发射机的光信号，以尽可能小的崎变（失真）和衰减传输到光接收机小的崎变（失真）和衰减传输到光接收机.4、光中继器：光中继器：也称光放大器，对光纤传送的光信号也称光放大器，对光纤传送的光信号进行放大处理。进行放大处理。2022/7/2558光与现光与现代科技代科技组成光纤通信系统各部分的主要作用组成光纤通信系统各部分的主要作用5、光接收机光接收机：O/E,将光纤传送来的光信号转变成电将光纤传送来的光信号转变成电信号，送入电接收机进行信号处理。信号，送入电接收机进行信号处理
