光纤课件第一章.pptxVIP

一、光纤通信的概念什么是光纤？光导纤维。可以传导光的玻璃纤维。是一种传输介质。定义：光纤是一种具有把光封闭在其中并进行传输的介质传输线（介质光波导）。什么是光纤通信？光纤通信则是用光波作为载波携带信息，以光纤作为传输介质传送光波信号的一种通信方式。定义：利用光导纤维（光纤）传输光信号的通信方式，称为光纤通信。

光通信与光信号电通信：是以高频电磁波作为载波传输信息如：微波通信的电磁载波频率为GHz.传输的是电信号。光通信：是以光波作为载波传输信息传输的是光信号。光波实质也是电磁波。频率高达1014Hz～1015Hz。

光纤通信的光波波谱

光纤通信中的光波波谱在167THz～375THz之间，即波长在0.8μm～1.8μm之间，属于近红外波段。0.8μm～0.9μm称为短波长波段1.0μm～1.8μm称为长波长波段各种单位的换算公式如表所示。c＝3×108m/s1MHz（兆赫兹）＝106Hzλ＝c/f1GHz（吉赫兹）＝109Hz1μm（微米）＝10?6m1THz（太赫兹）＝1012Hz1nm（纳米）＝10?9m1PHz（拍赫兹）＝1015Hz1?（埃）＝10?10m

三、光纤通信系统简介光纤通信是利用光纤传输光信号的通信方式。而现有的信号源产生的是电信号。

“光话”未能像“电话”那样得到发展，被冷落了。原因有两个：一是光源没有可靠的高强度的光源二是传输介质没有稳定的低损耗的传输介质光话是一项伟大的发明，它证明了用光波作为载波传送信息的可行性。因此可以说贝尔的光话是现代光通信的雏型。

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为20dB/km的光纤。可以远距离传输。同年，美国贝尔实验室研制成功室温下可以连续工作的镓铝砷（GaAlAs）半导体激光器。特点为：体积小，调制速率高，谱线宽度窄，功耗低，容易和光纤耦合，效率高，是光纤通信中的理想光源。这两项研究成果的出现，使得光纤通信走上实用道路。1970年——称为光纤通信元年。

光纤通信经过了40多年的发展，已经有五代光纤通信系统进行了使用。第一代光纤通信系统：1977年在芝加哥相距7公里的两个电信局之间进行了数字光纤通信系统传输试验。使用的速率为44.736Mb/s，采用的光纤损耗为2.54dB/km，光源采用镓铝砷（GaAlAs）半导体激光器，工作波长为0.85μm（353THZ），光电探测器采用硅材料制作。它成为第一代光纤通信的标志。光纤通信的发展

第一代光纤通信的特征：采用光波的工作波长为850nm（0.85μm），属于光纤的短波长波段，是光纤的第一个低损耗窗口。使用的光纤为“多模光纤”光纤损耗为2.5～3dB/km，光源采用镓铝砷半导体激光器，光电探测器采用硅材料的光电二极管传输速率为50～100Mb/s中继距离为8～10公里用于城市内局间短距离数字传输系统、模拟电视。

第二代光纤通信系统：大约在1980年，进入了工作波长在1.31μm（1310nm、230THZ）、使用多模光纤传输的第二代光纤通信时代。该波段是石英光纤的第二个低损耗窗口，光纤损耗为1dB/km，且有最低的色散相应的光源：长波长铟镓砷磷/铟磷（InGaAsP/InP）半导体激光器，光电探测器采用锗材料的光电二极管，传输速率为140Mb/s，中继距离为20～40公里。

第三代光纤通信：1983年实现了使用单模光纤，在1.31μm（1310nm）波长传输的第三代光纤通信。单模光纤和多模光纤相比：色散低得多，损耗也更小，损耗降至0.3～0.5dB/km中继距离为50～60公里传输速率达1Gb/s这一代光纤通信广泛地应用于长途干线和跨洋海底通信中。

第四代光纤通信阶段：80年代期后，进入了使用特种光纤在1.55μm（1550nm、193THZ）波段上传输的第四代光纤通信阶段。55μm（1550nm）是石英光纤的最低损耗窗口，为0.2dB/km，传输速率可达10Gb/s，中继距离为80～150公里。使用色散平坦光纤和非零色散光纤。光源是分布反馈激光器DFB。在这个时期，掺铒光纤放大器(EDFA)的出现成为光纤通信发展史上的重要里程碑。

掺铒光纤放大器对1.55μm波长的光信号可以直接放大。掺铒光纤放大器研制的成功可进行全光中继。降低成本，提高传输质量。多方面推动了光纤通信的发展。尤其是在波分复用WDM光纤通信系统中的应用。波分复用WDM：将一根光纤分割成多个光信道，即在一根光纤上传输多路光波信号的一种光纤通信方式。从而可以充分利用光纤带宽，有效扩展通信容量。这项技术使光纤通信进入了高速光纤通信阶段。

波分复用（WDM）一根光纤同时传输几个不同波长的光载波，每个光载波携带不同的信息--波分复用（WDM）?1?2