光纤通信 第2版 教学课件 乔桂红 光纤通信课件01.ppt

光纤通信 第1章 光纤通信概述 学习本章的目的和要求 1.1 光纤通信的发展史 1.1 光纤通信的发展史 1.1 光纤通信的发展史 1.1 光纤通信的发展史 1.1 光纤通信的发展史 1.1 光纤通信的发展史 1.2 我国光纤通信现状 1.2 我国光纤通信现状 1.3 光纤通信的光波波谱 1.3 光纤通信的光波波谱 1.3 光纤通信的光波波谱 1.4 光纤通信系统的组成 1.4 光纤通信系统的组成 1.4 光纤通信系统的组成 1.4 光纤通信系统的组成 1.5 光纤通信的特点与应用 1.5 光纤通信的特点与应用 1.6 光纤通信的发展趋势 * 光纤通信 * 本章内容 光纤通信的发展过程。 ? 光纤通信系统的组成。 ? 光纤通信的特点与应用。 ? 光纤通信的发展趋势。 本章重点 ? 光纤通信系统的组成。 ? 光纤通信的特点。 本章难点 ? 光纤通信系统的组成。 第1章 光纤通信概述 ? 掌握光纤通信的概念。 ? 了解光纤通信的发展史和我国光纤通信现状。 ? 掌握光纤通信的组成及特点。 第1章 光纤通信概述 1．光通信的雏形 光通信的历史可以追溯到古代的烽火通信，以及现在还在使用的交通信号和水上交通用的“旗语”等，在这些通信方式中，光信号本身即是信息，包含的信息非常少，不能称为严格意义上的光通信。 2．光通信的早期 18世纪60年代，英国发明第一架光电报机，利用日光作为光源，利用反光板的不同组合，通过空气作为传输介质，传递相应的信息。 19世纪80年代，美国的贝尔发明了光学电话，他以日光作为光源，采用话筒的薄膜随着声音的振动而振动来实现声光调制。 从此之后，直到1960年以前，光通信的发展几乎停滞不前，主要原因是碰到光源、光传输介质和光电检测器等技术障碍。 3．光纤通信发展的里程碑 1966年7月，英籍华裔学者高锟博士在Proc. IEE杂志上发表了一篇十分著名的论文《用于光频的光纤表面波导》，该文从理论上分析证明了用光纤作为传输媒体以实现光通信的可能性。 4．光纤通信发展的实质性突破 光源：1960年，美国梅曼（Maiman）发明了红宝石激光器，它发出的是一种谱线很窄、方向性很好、频率和相位一致的相干光，易于调制和传输；其缺点是耦合率极低，无法在室温下运行，寿命很短，但是它的发明解决了光源方面的障碍，加速了光通信的研究和发展。 传输介质：1970年美国康宁公司根据高锟论文的设想，用改进型化学汽相沉积法（MCVD法）制造出当时世界上第一根超低损耗光纤，光纤通信的重大实质性突破。 5．光纤通信爆炸性的发展 （1）光器件 光发送器件： 1970年，美国贝尔实验室研制出世界上第一只在室温下连续工作的砷化镓铝半导体激光器；后来发展到性能更好、寿命达几万小时的异质结条形激光器。现在是寿命达几十万小时分布反馈式激光器（DFB-LD）和多量子阱（MQW）激光器。 光接收器件： 从简单的硅光电二极管发展到量子效率达90%以上的Ⅲ-Ⅴ族雪崩光电二极管。 （2）光纤损耗 1970年：20dB/km； 1972年：4dB/km； 1974年：1.1dB/km； 1976年：0.5dB/km； 1979年：0.2dB/km； 1990年：0.14dB/km （3）光纤通信系统 光纤通信系统从小容量到大容量、从短距离到长距离、从旧体制（PDH）到新体制（SDH）的迅猛发展。 1976年，美国在亚特兰大开通了世界上第一个实用化光纤通信系统。 1985年，140Mbit/s多模光纤通信系统商用化。 1990年，565Mbit/s单模光纤通信系统进入商用阶段。 1993年，622Mbit/s的SDH产品进入商用化。 1995年，2.5Gbit/s的SDH产品进入商用化。 1998年，10Gbit/s的SDH产品进入商用化；同年20Gbit/s和40Gbit/s的DWDM系统进入商用化。 2000年，以10Gbit/s为基群、总容量为320Gbit/s的DWDM系统进入商用化。 我国在20世纪70年代中期成立专业研究队伍开展光纤通信的研究开发，在国家攻关计划部门的重点项目支持下，有源光器件、无源光器件、光纤光缆、光纤通信系统的研究同步进行。 在光器件方面，20世纪70年代后期，研制出1?310nm的激光器，随后又研制生产了光纤活动连接器。 在光纤方面，20世纪80年代初，先后研制成功多模光纤和常规的单模光纤，并生产出从4芯到12芯的层绞式光缆。 在光纤通信系统方面，从20世纪70年代后期到80年代中期，先后完成了34Mbit/s和140Mbit/s复用设备（电端机）和光端机及传输系统的开发。 20世纪90年代初期，我国就开始了光纤通信系统的大规模建设