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光纤通信 光纤通信 * 第1章 光纤通信概述 * 本章内容、重点和难点 ? 光纤通信的发展现状。 ? 光纤通信的光波波谱。 ? 光纤通信系统的基本组成与分类。 ? 光纤通信的特点与应用。 ? 光纤通信的发展趋势。 本章重点 ? 光纤通信系统的基本组成。 ? 光纤通信的特点。 本章难点 ? 光纤通信的光波波谱。 第1章 光纤通信概述 * 学习本章的目的和要求 ? 掌握光纤通信的概念。 ? 了解光纤通信的产生及发展。 ? 掌握光纤通信的组成及特点。 第1章 光纤通信概述 * 1.1 光纤通信的发展现状 1．光纤通信发展的里程碑 1966年高锟博士发表的论文《用于光频的光纤表面波导》。 2．光纤通信发展的实质性突破 1970年美国康宁公司制造出当时世界上第一根超低损耗光纤。 3．光纤通信爆炸性的发展 （1）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。 * 1.1 光纤通信的发展现状 （2）光器件 光发送器件： 砷化镓铝半导体激光器→异质结条形激光器→分布反馈式激光器（DFB-LD）和多量子阱（MQW）激光器。 光接收器件： Si-PIN →APD。 （3）光纤通信系统 从小容量到大容量、从短距离到长距离、从PDH →SDH → DWDM。在智能光网络（ION）、光分插复用器（OADM）、光交叉连接设备（OXC）等方面也取得巨大进展。 * 1.2 光纤通信的光波波谱 1． 光波波谱 光波是电磁波，光波范围包括红外线、可见光、紫外线，其波长范围为：300μm～6×10?3μm。 可见光由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的连续光波组成，其中红光的波长最长，紫光的波长最短。波长再短就是X射线、γ射线。 电磁波波谱图如图1-1所示。 * 1.2 光纤通信的光波波谱 图1-1 电磁波波谱图 * 1.2 光纤通信的光波波谱 2．光纤通信的光波波谱 光纤通信的波谱在1.67×1014Hz～3.75×1014Hz之间，即波长在0.8μm～1.8μm之间，属于红外波段，将0.8μm～0.9μm称为短波长，1.0μm～1.8μm称为长波长，2.0μm以上称为超长波长。 各种单位的换算公式如表1-1所示。 表1-1 各种单位的换算公式 c＝3×108m/s 1MHz（兆赫）＝106 Hz λ＝c/f 1GHz（吉赫）＝109 Hz 1μm（微米）＝10?6m 1THz（太赫）＝1012Hz 1nm（纳米）＝10?9m 1PHz（拍赫）＝1015 Hz 1?（埃）＝10?10m * 1.3 光纤通信系统的基本组成与分类 1.3.1 光纤通信系统的基本组成 所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。数字光纤通信系统方框图如图1-2所示。由光发射机、光纤和光接收机组成。 图1-2 数字光纤通信系统方框图 * 1.3 光纤通信系统的基本组成与分类 光发射机的作用就是进行电/光转换，并把转换成的光脉冲信号码流输入到光纤中进行传输。光源器件一般是LED和LD。 光纤：完成光波的传输。 光接收机的作用就是进行光/电转换。光收器件一般是PIN和APD。 * 1.3 光纤通信系统的基本组成与分类 1.3.2 光纤通信系统的分类 1．按传输信号分类 （1）数字光纤通信系统 （2）模拟光纤通信系统 2．按波长和光纤类型分类 （1）短波长（0.85μm左右）多模光纤通信系统 （2）长波长（1.31μm）多模光纤通信系统 （3）长波长（1.31μm）单模光纤通信系统 （4）长波长（1.55μm）单模光纤通信系统 * 1.4 光纤通信的特点与应用 1.4.1 光纤通信的特点 （1）通信容量大 （2）中继距离长 （3）必威体育官网网址性能好 （4）适应能力强 （5）体积小、重量轻、便于施工和维护 （6）原材料来源丰富，潜在价格低廉 （7）光纤通信同样也存在着如下缺点： ① 需要光/电和电/光变换部分； ② 光直接放大难； ③ 电力传输困难； ④ 弯曲半径不宜太小； ⑤