第一章光纤通信概论课件.pptVIP

国内现状 1963年 开始光通信的研究 1974年 研究光纤通信 “六五”、“七五”、“八五”铺设“八纵八横”光纤线路总长约七万公里 传输码率：从140Mb/s~2.5Gb/s，10Gb/s开始研究 DFB（量子阱）激光器和EDFA研制成功，可供应用 高速电子器件、波导器件尚有差距 “光谷”：信息产业新的经济增长点 许其贞委员于2000年3月在全国政协会议提案：建立“武汉?中国光谷” 美国1998年5月以亚利桑那大学为中心建立了“美国光谷” 法国1999年以Alcatel为依托建立法国光谷 广东省将建立“广东光谷” 长春建设“长春光谷” 北京、重庆、上海、合肥都在建光谷。 “武汉?中国光谷” 国家科技部批准的两个“光谷”之一 国家计委批准的唯一一个“光谷” 规范名称： 武汉光电子及生物技术产业基地 武汉光电子产业化基地 光电子技术： 信息光电子、能量光电子 消费光电子、软件产业 生物技术： 生物医药、生物材料 生物农药、生物克隆 1.3 光纤通信系统概述 1.3.1 数字光纤通信系统的组成 光纤 中继器 中继系统 光发射机 光接收机 输入接口 电发射端机 用户 信号复接 PCM编码 码型变换 光纤 备用系统 辅助设备 输入接口 电发射端机 用户 * * * * * * * * * * * * * 光纤通信原理与系统 湖南理工学院物理与电子信息系 Dept. of Physics and E I , HNIST 梅 孝 安 TEL: 8643318Email: xiaoanmei@126.com 第一章 光纤通信概论 1.1 基本概念 1.2 光纤通信发展史及发展趋势 1.2.1 光纤通信的发展历程 1.2.2 光纤通信系统和网络的趋势 1.3 光纤通信系统概述 1.3.1 数字光纤通信系统的组成及优缺点 1.1 基本概念 什么是通信？Communication “通”传送，“信”信息；信息的传送 基本组成：发送、传输、接收 什么是光通信？Optical communication 用光波载运信息，实现通信 什么是光纤通信？Optical fiber communication 以光波载运信息，用光纤作传输媒体，实现通信 1.2 光纤通信发展史 1.2.1 光纤通信的发展历程 雏形：古代烽火、手旗、灯光 1880年 贝尔的光电话 激光器(发送源） 光纤（传输介质） 1960 Maiman发明红宝石激光器 1962 半导体激光器诞生（GaAs 870nm) 70 年代室温工作LD(GaAsAI 850nm) 1300、1550nm 多模LD 静态单模LD 动态单模LD 1951 医用玻璃纤维（损耗1000dB/km） 1965 E.Miller 透镜光波导 1966 高锟 理论预言 1970 康宁制出低损耗光纤(20dB/km) 1300（0.5dB/km)、1550nm(0.2dB/km) 低损耗窗口光纤开发 单模光纤 送话器 振动镜 透镜1 反射镜 透镜2 受话器 凹面镜 硅光电池 图1.1 贝尔的光电话原理示意图 光纤通信系统的发展历程 光纤通信追求目标: 大容量、长距离 技术发展：短波长-长波长、多模光纤-单模光纤、多模激光器-单模激光器 Tx E-O O-E-O Rx O-E 通信系统容量：比特率-距离积BL，B 比特率， L 中继距离 电通信技术：双绞线?同轴电缆?微波系统 比特率~100Mb/s 光纤通信技术的发展大体上可分为以下阶段 第四代光纤通信系统中采用光放大器（OA）来增加无中继距离和采用频分与波分复用（FDM与WDM）技术来增加比特率。 1996年：实际的越洋通信系统就产生了，将5Gbit/s的信号传输了11300km。 1999年：报道的实验中实现20路5Gbit/s的信号无电中继传输了9100km，总速率达100Gbit/s，比特率－距离乘积高达910(Tbit/s)?km。 2000年：NEC公司报道了160路20Gbit/s的DWDM系统，传输距离为1500km； Lucent公司报道了82路40Gbit/s的DWDM系统，传输距离为300km。 2001年：日本NEC公司实现了273路40Gbit/s的DWDM通信系统，总传输速率高达11Tbit/s。 光纤通信技术的革命 --基于掺铒光纤放大器（EDFA）的波分复用（WDM）技术 Conventional Transmission - 10Gb/s 1310 RPTR 1310 RPTR 1310 RPTR 1310 RPTR 1310 RPTR 13