光纤第1章.ppt

第1章 概 述 第1 章 1.1 光纤通信的发展史 1.2 光纤通信的特点 1.3 光纤通信系统的结构 1.4 光纤通信系统的发展趋势 1.1 光纤通信的发展史 光纤是现代化通信网中传输信息的媒质。光纤通信作为一种新兴的通信技术，从一开始就显示出无比的优越性，引起人们的极大兴趣和关注，在短短二十多年中取得了迅速的发展。 自从1966年高锟提出以光纤作为传输介质的概念以来，光纤通信从研究到应用、发展非常迅速，技术上不断更新换代，通信能力(传输速率和中继距离)不断提高，应用范围不断扩大。光纤通信的发展可以粗略地分为四个阶段： 第一阶段(1966-1976年)，这是从基础研究到商业应用的开发时期。在这个时期，实现了短波长(850nm)低速率(45或34Mb/s)多模光纤通信系统，无中继传输距离约10km 。 1.1 光纤通信的发展史 第二阶段(1976-1986年)，这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。在这个时期，光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长(850nm)发展到长波长(1310nm和1551nm)，实现了工作波长为1310nm、传输速率为140~565 Mb/s的单模光纤通信系统，无中继传输距离为50~100km。 第三阶段(1986-1996年)，这是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期。在这个时期，实现了1550nm色散位移单模光纤通信系统。采用外调制技术，传输速率可达2.5~10 Gb/s，无中继传输距离可达100~150km，实验室可以达到更高水平。 第四阶段(1996年至今)，采用光放大器，波分复用光纤通信系统和超长距离的光孤子通信系统。 光纤通信技术发展迅速，至今已在公用通信网中占据了半壁江山，在未来的信息传输与交换网中将起举足轻重的作用，发展前景十分广阔。 光纤通信与传统的电信区别： 光终端(光源，光发射机，光接收机，光检测器)； 传输介质(属特殊的电磁波谱)； PDH调制码率：基群(2.048Mb/s) 二次群(8.448Mb/s) 三次群(34.368Mb/s) 四次群(139.264Mb/s) 传送的信息在发送端输入到发送机中，将信息叠加或调制到作为信息信号载体的载波上，然后将已调制的载波通过传输介质传送到远处的接收端，由接收机解调出原来的信息。 通常信息的载波是射频波、微波或毫米波等，传输介质为金属导线、同轴电缆、金属波导管或大气等。 近20多年来，以光波为载波、光纤作为传输介质的光纤通信异军突起，在通信领域中发展十分迅速。 光纤通信与其它通信方式相比，其优点为： 1.光纤损耗低，在1550mm波长仅0.2～0.3dB/km，因而中继距离长，可达50～100km，用光放大器作功率放大器及接收机前置放大器后可达300km以上。 2.光纤的可用带宽非常大，每个传输窗口(850、1300或1550nm波长)的带宽约有20000GHz，通信容量十分大。 3.光纤尺寸小，重量轻，其制造原料SiO2资源 十分丰富。 4.光纤是电绝缘的，也不受强电磁干扰的响。 5.光纤间串话小，必威体育官网网址性好。 光纤通信的发展目标：充分发挥光纤带宽潜力，克服光纤损耗及色散影响、延长中继距离、扩大传输容量及降低成本。 1.2 光纤通信的特点 光波的波长在微米级，相对应的频率非常高，因而它特别适于作宽带信号的载频。光纤通信 具有许多独特的优点： 1.2 光纤通信的特点 总之，光纤通信不仅在技术上具有很大的优越性，而且在经济上亦具有巨大的竞争能力，因此在通信领域中将发挥越来越重要的作用。 当然光纤系统也存在一些不足： ＊ 接口昂贵。 ＊ 强度差。 ＊ 不能传送电力。 ＊ 需要专用的工具、设备以及培训。 1.3 光纤通信系统的结构 根据不同的用户要求，不同的业务种类，以及不同阶段技术水平的发展情况，光纤通信系统的形式多种多样。如图1-3-1给出的是光纤通信系统链路的简化框图。通信链路中最基本的三个组成部分是光发射机、光接收机和光纤链路。 光发射机由模拟或数字电接口、电压-电流驱动、光源和光源与光纤之间的耦合接口等组成。光纤是高纯度的玻璃或塑料光纤，长距离大容量的光纤链路普遍采用玻璃光纤，对于低速率短距离的传输系统可以采用塑料光纤。光接收机包括光纤与光检测器之间的耦合器