通信系统教程第3章——光纤通信系统课件.pptVIP

光纤通信是以激光为信息载体，以光纤为传输介质的通信方式。 光纤通信技术是近30多年迅猛发展起来的高新技术；它的诞生和发展，给世界通信技术带来了划时代的革命。 1966年美籍华裔科学家高锟提出光纤通信概念。 1970年美国CORNING公司首次研制出阶跃折射率多模光纤，波长630nm处的衰减系数小于20dB/km。同年，贝尔实验室研制出室温下连续工作的激光器。 1976年发现光纤的衰减在两个长波长区有：1310nm及1550nm两个窗口。美国西屋电器公司在亚特兰大进行了世界上第一个44.736Mbit/s传输110km的光纤通信系统现场试验。 1980年制出低衰减光纤，在1550nm的衰减系数为0.20dB/km接近理论值。与此同时，开发出适用于长波长地光源：激光器、发光管、光检测器。成缆、无源器件、测试仪表等技术日趋成熟。 1981年以后，世界各发达国家将光通信技术大规模推入商用。历经20多年，光纤通信速率由1978年地45Mbit/s提高到目前地40Gbit/s。 我国自70年代初就已开始了光通信技术研究，1977年，武汉邮科院研制出中国第一根多模光纤，其在850nm地衰减系数为300dB/km。 1979年建立了用多模短波长光纤进行的8Mbt/s、5.7km室内通信系统。 1987年底，建成第一个国产长途光通信系统，由武汉－荆州，全长约250km，传输34Mbit/s。 1988年起，国内光纤通信系统的应用由多模光纤转为单模光纤。 1991年，完成了第一条全国产化140Mbit/s合肥－芜湖长途直埋单模光纤光缆线路，全长150km。 1993年建立全国产化上海至无锡的大容量565Mbit/s高速系统。 1997年以后，部分厂家研制出622Mbit/s、2.5Gbit/s及其波分复用系统。 我国光纤光缆生产企业： 制棒拉丝成缆：长飞、富通 买棒拉丝：上海朗讯、南京华新藤仓、深圳特发、成都中住、西古、富通昭和。 光缆生产企业：接近200家。 1、光纤通信：光波为载波，光导纤维为传输介质的通信方式 2、光纤通信——优点： ?传输频带极宽，通信容量很大（见下表）?传输衰减小，距离远?信号串扰小，传输质量高?抗电磁干扰，必威体育官网网址性好?光纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设?耐化学腐蚀，适用于特殊环境?原材料资源丰富,节约有色金属 3、光纤通信——缺点：?光纤弯曲半径不宜过小?光纤的切断和连接操作技术要求较高?分路、耦合操作繁琐 通信传输网常用的物理媒体——光纤、微波、电缆 以光纤为通信媒体，可提供高速通道的光纤传输网已成为目前通信传输网的主要部分。 一个基本的光纤通信系统由三大部分构成：光发射机、光纤线路、光接收机。 实际光纤通信系统 光纤和光缆 主要内容 预备知识：对光的认识 光纤的结构和分类 光缆的基本结构 光纤的传输特性 特种光纤的介绍 一、 光纤的结构 1、目前光纤是用石英玻璃（SiO2）制成的横截面很小的双层同心圆柱体。未经涂覆和套塑时称为裸光纤。 2、光纤的基本结构： 　纤芯（core)：位于光纤中心，直径2a为5～75μm, 作用是传输光波。 　包层（cladding)：位于纤芯外层，直径2b为100～150μm,作用是将光波限制在纤芯中。 　涂敷层：纤芯的折射率稍大于包层的折射率。涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨基甲酸乙脂或硅酮树脂层，厚度一般为 30～150μm。 3、光在纤芯和包层的交界面满足全内反射。 二、光纤的分类 按照光纤横截面上折射率分布情况来分： 　阶跃型光纤（SI）：在纤芯折射率布是均匀的 ，在纤芯和包层的交界面上折射率发生突变。成本费较小。 　渐变型光纤（GI）：折射率在纤芯中是连续变化的。成本费较大。 按传输总模数来分：多模光纤，单模光纤 　在一定的波长下，多模光纤能传输许多模式,从几何光学的角度看，多条满足全反射的光线在光纤中传输就称为多模。多模光纤纤芯直径50um,包层直径为125um.接续较容易，成本费小。多模光纤可以是阶跃型，也可以是渐变型折射率。 　而当光纤的直径为一个波长左右时，光线沿直线向前传播，因此只能传输基模。 单模光纤的纤芯直径10um,包层直径125m.接续难，成本费较小。　 按光纤材料分：石英材料光纤、塑料光纤、多成份玻璃纤维、石英蕊，塑料包层 分类－：按照光纤横截面上折射率分布情况来分 　（1）石英材料光纤：纤蕊和包层是由高纯度　　sio2掺适当的杂质制成损耗低，强度可靠性高，广泛采用。 　（2）石英蕊，塑料包层：硅树脂 　（3）多成份玻璃纤维 　（4）塑料光纤 　目前在光纤通信是主要使用石英光纤。 　　 光纤光缆  实际使用的光缆分类 光纤的传输特性信号劣化：信号衰减和