第一章光纤通信概述.pptVIP

1982年~1988年的第三代光纤通信系统。 其特征是：采用1.31?m长波长单模光纤，光纤损耗降至0.3~0.5dB/km，实用化、大规模应用，传输信号为准同步数字系列（PDH）的各次群路信号，中继距离为50~100km，于1983年以后陆续投入使用，主要用于长途干线和海底通信，是光纤通信重点推广应用阶段。 第三十页，共六十八页。 1988~1996年的第四代光纤通信系统。 其特征是：开始采用1.55?m波长窗口的光纤，光纤损耗进一步降至0.2dB/km，应用中主要用于建设同步数字系列（SDH）同步传送网络，传输速率达2.5Gbit/s，中继距离为80~120km，并开始采用掺铒光纤放大器（EDFA）和波分复用（WDM）器等新型器件。 第三十一页，共六十八页。 1996年~今的第五代光纤通信系统。 其特征是：采用密集波分复用（DWDM）技术的全光网络开发与应用，充分利用光纤低损耗波段潜在容量实现传输系统的急剧扩容，采用DWDM技术不仅仅是带来巨大容量方面的好处，可以预计，随着DWDM技术的推广应用，将会对现行的光纤网络带来深刻的变革，最终会成为全光网络（AON）的基石。 因此，电信界又将1997年称为WDM年。 第三十二页，共六十八页。 我国光纤通信的发展 1961年9月由中国科学院长春光学精密机械研究所研制成功中国第一台红宝石激光器。 70年代中期研制出低损耗光纤和室温下可连续发光的半导体激光器。 1979年分别在北京和上海建成了市话光缆通信试验系统。 第三十三页，共六十八页。 “八五”期间，建成了含22条光缆干线、总长达3.3万公里的“八横八纵”大容量光纤通信干线传输网（SDH）。 1999年1月，我国第一条最高传输速率的国家一级干线（济南——青岛）8×2.5Gbit/s密集波分复用（DWDM）系统建成。 第三十四页，共六十八页。 1.2 光纤通信的优点和应用领域 传输频带宽，通信容量大 90年代，光纤的传输速率已经达到了每秒T比特级（1012），1Tb/s的速率意味着我们可以用一对只有头发丝粗细的光纤在1秒钟之内将300年的泰晤士报传送到世界上任何一个角落，或者同时传送10万路电视节目，或同时通1200万路电话。 但在通信中，信道的带宽和信道的容量遵循相农公式 由于任何信道都无法避免地会有各种噪声，而信号的功率也不可能太高，所以信道的容量不可能达到无穷。 一. 光纤通信的优点 第三十五页，共六十八页。 损耗低，可大大增大无中继传输距离，这对长途干线通信十分有利 减少长距离通信的中继站，最主要的方法是减少传输线路的损耗。 光纤的损耗：在光波长为1.31um附近，传输损耗为0.5dB/km；在光波长为1.55um附近损耗已达0.2dB/km,甚至更低。（光传送15公里，其强度还有原来的一半。） 单模光纤最大中继距离可达上百公里，如果再加上光纤放大器，则可以直通上万公里而不需要再生中继。 第三十六页，共六十八页。 抗电磁干扰能力强，光纤之间也不易引起串音与干扰，故可用于强电磁环境下的通信。 光纤是石英介质材料构成的，它是绝缘体，不怕雷电和高压，不受电磁干扰； 光纤中传输的是频率很高的光波，而各种干扰的频率一般都比较低，所以它不能干扰频率比它高的多的光波。 第三十七页，共六十八页。 光缆重量轻，体积小，便于敷设和运输 相同话路的光缆要比电缆轻90%～95%(光缆重量仅为电缆重量的十分之一到二十分之一)，而直径不到电缆的五分之一。 通2万1千话路的900对双绞线，其直径为3英寸，重量为8 吨/公里；通讯量为其十倍的光缆，直径仅0.5英寸，重量仅450磅/公里。 军事，航空，宇宙飞船 美国在军用飞机上用光纤代替电缆，在A7飞机上，重量减轻了12.25公斤，节省了约27万美元 第三十八页，共六十八页。 材料丰富，成本低 SiO2，就是随处可见的沙子，而且1公斤高存度的石英玻璃可以制成上万公里的光纤，而制造1公里18管的同轴电缆需120公斤的铜，或500公斤的铝。 缺点：光纤质地脆、机械强度低、需要比较好的切割及连接技术，分路、耦合比较麻烦 。 第三十九页，共六十八页。 二.光纤通信的应用 1、通信网 全球通信网： 横跨大西洋和太平洋的海底光缆 跨越欧亚大陆的洲际光缆干线 各国的公共电信网：我国的国家一级干线、各省二级干线、县以下支线 各种专用通信网：电力、铁道、国防等 特殊通信手段：石化、煤矿、飞机、潜艇、导弹等 2、构成因特网的计算机局域网和广域网:光纤以太网,路由器间的光纤高速传输链路 3、