光纤通信01：绪论讲义.pptVIP

光通信技术The Technology of Optical Communication;推荐教材;推荐教材;书名：光纤通信原理与系统 (第3版) 作者：张明德，孙小菡 出版单位：东南大学出版社 ;参考教材;思考;光源;贝尔的光电话（PhotoPhone）？;应用：第一次世界大战和第二次世界大战期间，军事部门先后试验过几种光电话装置，还采用了人眼看不见的必威体育官网网址性更好的红外光作为光载波。贝尔的光电话装置在晴天时通话距离可达数公里至十几公里。 优点：在贝尔的光电话中，包含着近代光通信技术的萌芽。在发射端，电能转换成弧光灯的光能；在调制器中，声音转变成电流，然后驱动话筒的音膜振动；在接收端，接收到的光信号在硅光电池中转换成电信号，电信号又在听筒中转换成声音信号，实现了光、电、声音（或文字、图像）的相互转换。;缺点： ①光波通信都是利用自然光源，它包括自然光和一般的灯光光源，人工不好控制它的变化，也不好处理，不能像短波波段和微波波段的电磁波那样进行复杂的通信工作。 ②光波传播易受气候的影响，可见度距离很短，遇到下雨下雪天也有影响。;在1870 年，英国物理学家丁达尔做了个实验。 ;现象： 射入水中的光竟随着水从小孔流出，并且同 水流一起沿着弧线落到地面，在地面上产生 一个光斑。 结论： 像水这样的透明物质是可以传送光束的。 启发： 光导纤维来作为光的“导线”。 不管玻璃丝怎样弯曲，从它的一端射入的光都会顺着它弯曲地传播，而从另一端射出。 ; 1966年，英籍华裔学者高锟指出了利用光纤(Optical Fiber)进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。;所谓光纤通信，就是利用光纤（光导纤维）来传输携带信息的光波以达到信息传输的目的。 回答三个问题： 1.传输媒质？ 2.载波？ 3.实现目的？;光纤;教学内容;教学目的与考核说明;1·1光纤通信发展的历史和现状 1.1.1 光纤的发展 1.1.2 激光器的发展 1.1.3 实用光纤通信系统的发展 1.1.4 国内外光纤通信的研究现状及展望 1·2 光纤通信的优点和应用 1.2.1 光纤通信的优点 1.2.2 光纤通信的应用 1· 3 光纤通信系统的组成 ;补充： 分贝（dB，decibel） 1.分贝表示相对功率。 2.分贝表示绝对功率。 3. 为什么采用分贝表示功率？;分贝表示相对功率：;2.已知相对功率时，可以得到传输功率状态：;分贝表示绝对功率：将功率与一个固定的参考值做比较，称为用分贝表示的绝对功率。;为什么用分贝来表示功率的变化？ 用分贝表示功率是一个十分方便的量。主要考虑元件级联时，计算十分方便。总的效率（以分贝为单位）是单个级联部分的效率（以分贝为单位）之和，这是采用分贝计算的主要优点。 ;计算： 1.如图所示的三个级联部分的损耗分别为-11dB，-6dB和-3dB。计算此系统的总损耗。如果输入功率为5mW，试计算输出功率。 2.假设有个发光二极管的输出功率为2mW，计算与此辐射功率相对应的dBm值。此功率通过一组元件后有23dB的损耗，计算输出功率。; ;2.解：发射功率是以毫瓦为单位的，所以; 1.1.1 光纤的发展 —— 降低损耗 1951年，医疗用玻璃纤维发明。但这种早期的光导纤维损耗太大（大于1000dB/km），不能用。 1965年，由一系列透镜构成的透镜光波导被报导。但结构太复杂且精度要求太高，不实用。 1966年，英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文，分析了造成光纤传输损耗高的主要原因，指出如果完全除去玻璃中的杂质，光纤损耗可降到20dB/km(相当于同轴电缆)，可以用于光纤通信。; 1970年，光纤研制取得了重大突破 ?1970年，美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。 用它和玻璃的透明程度比较，光透过玻璃功率损耗一半（相当于3分贝）的长度分别是：普通玻璃为几厘米、高级光学玻璃最多也只有几米，而通过每千米损耗为20分贝的光纤的长度可达150米。这就是说，光纤的透明程度已经比玻璃高出了几百倍！ ; ?1972年，康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4 dB/km。 ?1973 年，美国贝尔(Bell)实验室的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974 年降低到1.1dB/km。