現代通信技術光纖CHppt課件

1、Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所第一篇 光纖通信 光纖通信是利用光導纖維光纖通信是利用光導纖維( (簡稱光纖簡稱光纖) )傳送信息傳送信息的光波通信技術。的光波通信技術。 Wei , dongxing Institute of Communication Techno

2、logy, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所第一章第一章 光纖通信概論光纖通信概論 本章主要內容本章主要內容 1.1光纖通信的發(fā)展光纖通信的發(fā)展 1.2光纖通信系統(tǒng)的基本構成光纖通信系統(tǒng)的基本構成 1.3光纖通信系統(tǒng)的特點光纖通信系統(tǒng)的特點Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Elec

3、tronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所1.11.1 光纖通信的發(fā)展光纖通信的發(fā)展光纖通信可簡稱光通信光纖通信可簡稱光通信古代：原始光通信古代：原始光通信烽火臺、旗語等烽火臺、旗語等1966年年高錕博士高錕博士提出了設想提出了設想1970年，美國康寧玻璃公司研制出損耗為年，美國康寧玻璃公司研制出損耗為20dBkm的石英光纖，光通信的元年的石英光纖，光通信的元年從從1970年至今共經歷了五個發(fā)展階段五代）年至今

4、共經歷了五個發(fā)展階段五代）l.1.1 l.1.1 光纖通信的發(fā)展歷程光纖通信的發(fā)展歷程 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所五個發(fā)展階段五個發(fā)展階段第一代第一代70年代開始，年代開始，1977年年BELLLABThisinstallationwastheworldsfir

5、stlightwavesystemtoprovideafullrangeoftelecommunicationsservicevoice,data,andvideooverapublicswitchednetwork.Thesystem,extendingabout1.5milesunderdowntownChicago,usedglassfibersthateachcarriedtheequivalentof672voicechannels.1984年：年：0.85m波長、多模光纖、速率范圍在波長、多模光纖、速率范圍在50100Mbps，中繼距離為中繼距離為10km。第二代第二代80年代中后

6、期：年代中后期：1.3m長波長、單模，中繼距離長波長、單模，中繼距離50km，速率為速率為1.7Gbps。第三代第三代1990年：年：1.55m、單模、中繼距離超過、單模、中繼距離超過100km，速率為，速率為2.4Gbps。第四代從第四代從1990年開始至中后期年開始至中后期波分復用、使用光放大器，速率波分復用、使用光放大器，速率為為2.5Gbps10Gbps以上中繼距離以上中繼距離4500km和和10Gbps速率上傳速率上傳輸輸1500km的試驗。（的試驗。（DWDM）第五代第五代光孤子通信系統(tǒng)在光孤子通信系統(tǒng)在2.5Gbps碼率下光孤子沿環(huán)路可傳輸碼率下光孤子沿環(huán)路可傳輸14000km的

7、距離離商用尚有距離）的距離離商用尚有距離）Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所圖圖1-1 1-1 五代光纖通信的發(fā)展情況五代光纖通信的發(fā)展情況 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of

8、Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所中國光纖通信的發(fā)展回顧中國光纖通信的發(fā)展回顧1 1）1977年年,第一根短波長第一根短波長(0.85m)階躍型石英光纖階躍型石英光纖,長度為長度為17m,衰衰減系數為減系數為300dB/km。1977年年研制出研制出Si2APD。1978年年,階躍光纖的衰減降至階躍光纖的衰減降至5dB/km。研制出短波長多模梯度。研制出短波長多模梯度光纖光纖,即即G.651光纖

9、。光纖。1978年年研制出研制出GaAs2LD。1979年年,研制出多模長波長光纖研制出多模長波長光纖,衰減為衰減為1dB/km。1979年年建成建成5.7km,8Mbit/s光通信系統(tǒng)試驗段。光通信系統(tǒng)試驗段。1980年年,1300nm窗口衰減降至窗口衰減降至0.48dB/km,1550nm窗口，衰減窗口，衰減為為0.29dB/km。1980年研制出短波長用的年研制出短波長用的GaAlAs2LD。1981年年,研制出長波長用的研制出長波長用的InGaAsP2LD和和PIN探測器。探測器。多模光纖活動連接器進入實用。多模光纖活動連接器進入實用。1981年年,研制出研制出34Mbit/s光傳輸設

10、備。光傳輸設備。1982年年,研制成功長波長用的激光器組件和探測器組件研制成功長波長用的激光器組件和探測器組件PIN-FET)。Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所中國光纖通信的發(fā)展回顧中國光纖通信的發(fā)展回顧2 2）1982研制出光合波分波器、光耦合器、光衰減器、濾光器等

11、研制出光合波分波器、光耦合器、光衰減器、濾光器等無源器件。無源器件。研制出研制出140Mbit/s光傳輸設備。光傳輸設備。1984年年,武漢、天津武漢、天津34Mbit/s市話中繼光傳輸系統(tǒng)工程建成市話中繼光傳輸系統(tǒng)工程建成(多模多模)。1985年年,研制出研制出1300nm單模光纖單模光纖,衰減達衰減達0.40dB/km。1986年年,研制出動態(tài)單縱模激光器。研制出動態(tài)單縱模激光器。1988年年,全長全長245km的武漢的武漢荊州荊州沙市沙市34Mbit/s多模光纜多模光纜通信系統(tǒng)工程通過郵電部鑒定驗收。通信系統(tǒng)工程通過郵電部鑒定驗收。揚州揚州高郵高郵34Mbit/s單模光纜通信系統(tǒng)工程通過

12、郵電部鑒定單模光纜通信系統(tǒng)工程通過郵電部鑒定驗收。驗收。1989年年,漢陽漢陽漢南漢南140Mbit/s單模光傳輸系統(tǒng)工程通過郵電單模光傳輸系統(tǒng)工程通過郵電部鑒定驗收。部鑒定驗收。1990年年,研制出研制出G.652標準單模光纖標準單模光纖,最小衰減達最小衰減達0.35dB/km。到到1992年降至年降至0.26dB/km。成功地研制出成功地研制出1550nm分布反饋激光器分布反饋激光器(DFB-LD)。Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engin

13、eering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所中國光纖通信的發(fā)展回顧中國光纖通信的發(fā)展回顧3 3）19911991年年 研制出研制出565 Mbit/ s 565 Mbit/ s 光傳輸設備。光傳輸設備。19911991年年 合肥合肥蕪湖蕪湖140 Mbit/ s 140 Mbit/ s 單模光傳輸系統(tǒng)工程通過國單模光傳輸系統(tǒng)工程通過國家鑒定驗收。家鑒定驗收。1992 1992 年年, ,研制出摻鉺光纖研制出摻鉺光纖EDFEDF。研制出可調諧研制出可調諧DFB-LD D

14、FB-LD 和泵浦源和泵浦源LD;LD;1993 1993 年年, ,在摻鉺光纖放大器的研究上取得突破性進展在摻鉺光纖放大器的研究上取得突破性進展, ,小信號小信號增益達增益達25 dB25 dB。上海上海- - 無錫無錫565 Mbit/ s 565 Mbit/ s 單模光傳輸系統(tǒng)工程通過郵電部鑒定單模光傳輸系統(tǒng)工程通過郵電部鑒定驗收。該工程的建成驗收。該工程的建成, ,在國內外產生了重大影響在國內外產生了重大影響, ,對此后對此后“巴統(tǒng)巴統(tǒng)的解散起到一定的的解散起到一定的“催化催化作用。作用。2019 2019 年年, ,研制出研制出STM21STM21、STM24 SDHSTM24 SD

15、H設備。設備。2019 2019 年年, ,研制出研制出STM216 SDHSTM216 SDH設備。設備。2019 2019 年年, ,研制出研制出G. 655 G. 655 非零色散位移光纖。非零色散位移光纖。研制出應變多量子阱研制出應變多量子阱DFB DFB 激光器激光器, STM21 , STM21 、STM2 4 STM2 4 收收/ / 發(fā)模發(fā)模塊和塊和STM216 STM216 接收模塊。接收模塊。Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information E

16、ngineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所中國光纖通信的發(fā)展回顧中國光纖通信的發(fā)展回顧4 4）20192019年年 成都成都- - 攀枝花攀枝花622 Mbit/ s SDH 622 Mbit/ s SDH 光傳輸工程通過郵電光傳輸工程通過郵電部鑒定驗收部鑒定驗收; ;咸寧咸寧622 Mbit/ s SDH 622 Mbit/ s SDH 雙自愈環(huán)互連系統(tǒng)工程通雙自愈環(huán)互連系統(tǒng)工程通過建設部門初驗。過建設部門初驗。系統(tǒng)工程通過建設部門初驗。系統(tǒng)工程通過建設部

17、門初驗。2019 2019 年年, ,?？诤？谌齺喨齺?. 5 Gbit/ s 2. 5 Gbit/ s 光傳輸系統(tǒng)工程通過郵電光傳輸系統(tǒng)工程通過郵電部鑒定驗收部鑒定驗收, ,該工程全長該工程全長322 km,322 km,僅在萬寧設一個中繼站僅在萬寧設一個中繼站, ,海?？诳谌f寧的中繼距離為萬寧的中繼距離為172 km,172 km,僅在發(fā)送機中使用一個僅在發(fā)送機中使用一個EDFA EDFA 就就實現了這一超長中繼。實現了這一超長中繼。研制出研制出OADMOADM、OXCOXC樣機。樣機。2019 2019 年年,8 ,8 2. 5 Gbit/ s DWDM2. 5 Gbit/ s DWDM

18、系統(tǒng)通過國家驗收。系統(tǒng)通過國家驗收。研制出研制出STM264 SDHSTM264 SDH設備。設備。IP over SDH IP over SDH 的建議被的建議被ITU2TITU2T確認。確認。Reference Reference 毛謙毛謙 中國光纖通信技術的現狀及未來中國光纖通信技術的現狀及未來 電信科學電信科學2000 2000 年第年第1 1 期期, PP25-28, PP25-28Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering

19、 , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所l.1.2 l.1.2 光纖通信的發(fā)展方向和新技術光纖通信的發(fā)展方向和新技術發(fā)展目標：發(fā)展目標：（1 1市內用戶網實現光纖通信，即由點到點的光纖通信發(fā)展市內用戶網實現光纖通信，即由點到點的光纖通信發(fā)展到全程全網使用光纖。光纖進入到家庭到全程全網使用光纖。光纖進入到家庭FTTHFTTH）。）。（2 2實現寬帶綜合業(yè)務數字網實現寬帶綜合業(yè)務數字網B BISDNISDN）。）?？蒲泻驮囼灥臒衢T方向：科研和試驗的熱門方向： 超高速大容量、超長中

20、繼距離的試驗。超高速大容量、超長中繼距離的試驗。 密集光波分復用密集光波分復用DWDMDWDM系統(tǒng)的試驗。系統(tǒng)的試驗。 光交換系統(tǒng)的研制。光交換系統(tǒng)的研制?，F將這三方面及其它有關新技術略述如下：現將這三方面及其它有關新技術略述如下：超高速大容量、超長中繼距離系統(tǒng)超高速大容量、超長中繼距離系統(tǒng) 光孤子傳輸光孤子傳輸 密集光波分復用密集光波分復用 超長波長、超低損耗光纖超長波長、超低損耗光纖 光交換技術光交換技術Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大連理工大學 電子與信息工程學院 電子工程系 通信所1.2光纖通信系統(tǒng)的基本構成光纖通信系統(tǒng)的基本構成光纖線路光纖線路 組成：組成： 光纖光纖 光纖接頭光纖接頭 光纖連接器光纖連接器 光發(fā)射機光發(fā)射機發(fā)射光功率是光發(fā)射機的一個重發(fā)射光功率是光發(fā)射機的一個重要參數要參數 ，lmWlmW為基準而用為基準而用dBm dBm mW1)mW(lg10)dBm(功率功率光接收機光接收機重要參數重要參數 ：接收靈敏