第1光纖通信系統(tǒng)1

1、1光纖通信u本課程教學計劃 32學時u所選教材 光纖通信(第五版) 電子工業(yè)出版社 王江平 譯 2光纖通信u課程特點 內容多 涉及知識多u教學方法 以概念為主3教材內容簡介教材內容簡介l 本書是美國亞利桑那大學palais教授撰寫的一本享有盛譽的著作，全面講述光纖通信用到的主要器件，光纖傳輸原理，光信號的產生和接收，光纖通信系統(tǒng)的設計以及光纖通信網絡。內容主要涉及光纖通信系統(tǒng)的構成、光學和波動學的簡單回顧、光學技術的基礎知識、光纖和光纜、光源和光檢測器、無源器件、光源的調制技術、光信號的檢測和噪聲對光通信的影響，以及系統(tǒng)設計中涉及的主要問題。本書對光纖通信基礎知識的講授全面、系統(tǒng)而又深入淺出，

2、同時也非常注重近年來光纖通信中出現(xiàn)的最新技術。4光纖通信第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)5第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l1.1 歷史回顧歷史回顧 l1.2 基本通信系統(tǒng)基本通信系統(tǒng) l1.3 光的屬性光的屬性 l1.4 光纖的優(yōu)點光纖的優(yōu)點 l1.5 光纖通信的應用光纖通信的應用 l1.6 總結和討論總結和討論6第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l1.1 歷史回顧歷史回顧 l1.2 基本通信系統(tǒng)基本通信系統(tǒng) l1.3 光的屬性光的屬性 l1.4 光纖的優(yōu)點光纖的優(yōu)點 l1.5 光纖通信的應用光纖通信的應用 l1.6 總結和討論總結和討論7第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l1探

3、索時期的光通信探索時期的光通信 原始形式的光通信：中國古代用原始形式的光通信：中國古代用“烽火臺報警烽火臺報警”8第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l歐洲人用旗語傳送信息. 旗語產生于西方的大航海時代，艦船之間通過旗語來進行聯(lián)絡；l直到現(xiàn)在，各種信號旗仍然在船舶上懸掛?，F(xiàn)在在F1的賽車場也使用到了旗語，可以說它也是一種目視光通信的手段。910第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l 不論是烽火臺, 還是交通紅綠燈、旗語，它們都是光通信的不同形式，但是它們有一個共同點，就是利用大氣來傳播可見光，由人眼來接收。也正因為如此，我們才會對它們如此地熟悉，可是這些卻不是真正的意義上的光通信，更不是強大的

4、光通信，真正強大的光通信應該是光纖通信。11第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l光通信指的是一切運用光作為載體而傳送信息的所有通信方式的總稱，而不管傳輸所使用的媒質是什么； 光通信的三要素：光源；傳輸介質；光檢測；大氣光通信優(yōu)點：有一定的容量, 傳輸距離；方便靈活 缺點：大氣干擾；距離帶寬有限；通信兩點必須直線可見l光纖通信則是單純地依靠光纖作為媒質來傳送信息的通信方式。12第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l1880年，美國人貝爾(Bell)發(fā)明了用光波作載波傳送話音的“光電話”。貝爾光電話是現(xiàn)代光通信的雛型。l1960年，美國人梅曼(Maiman)發(fā)明了第一臺紅寶石激光器， 給光通信帶

5、來了新的希望。激光器的發(fā)明和應用， 使沉睡了80年的光通信進入一個嶄新的階段。l在這個時期，美國麻省理工學院利用He - Ne激光器和CO2激光器進行了大氣激光通信試驗。l由于沒有找到穩(wěn)定可靠和低損耗的傳輸介質， 對光通信的研究曾一度走入了低潮l理想光傳輸介質的尋找 透明度很高的石英玻璃絲叫做光學纖維簡稱“光纖” 衰減損耗很大 20世紀60年代1000dB/Km 用玻璃纖維通信希望渺茫用玻璃纖維通信希望渺茫?13141966年7月，高錕就光纖傳輸?shù)那熬鞍l(fā)表了具有重大歷史意義的論文，論文分析了玻璃纖維損耗大的主要原因。大膽地預言，只要能設法降低玻璃纖維的雜質，就有可能使光纖的損耗從每公里1000

6、分貝降低到20分貝公里，從而有可能用于通信。15第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)世界上第一根低損耗的石英光纖:1970年，美國康寧玻璃公司年，美國康寧玻璃公司傳輸損耗傳輸損耗20dB/Km標志著光纖用于通信有了現(xiàn)實的可能性重大突破16第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)1970年激光器和低損耗光纖這兩項關鍵技術的年激光器和低損耗光纖這兩項關鍵技術的重大突破，使光纖通信開始從理想變成可能，這重大突破，使光纖通信開始從理想變成可能，這立即引起了各國電信科技人員的重視，他們競相立即引起了各國電信科技人員的重視，他們競相進行研究和實驗。進行研究和實驗。1974年美國貝爾研究所發(fā)明了低損耗光纖制作年

7、美國貝爾研究所發(fā)明了低損耗光纖制作法法CVD法（化學汽相沉積法），使光纖損耗法（化學汽相沉積法），使光纖損耗降低到降低到1分貝公里；分貝公里；1977年，世界上第一條光纖通信系統(tǒng)在美國芝年，世界上第一條光纖通信系統(tǒng)在美國芝加哥市投入商用，速率為加哥市投入商用，速率為45Mbs。17第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)1976年和年和1978年，日本先后進行了速率為年，日本先后進行了速率為 34 Mb/s 的階躍多模光纖通信系統(tǒng)和速率為的階躍多模光纖通信系統(tǒng)和速率為100 Mb/s的漸變型多模光纖通信系統(tǒng)的試驗的漸變型多模光纖通信系統(tǒng)的試驗1980年，美國標準化年，美國標準化FT - 3光纖通信

8、系統(tǒng)投入商光纖通信系統(tǒng)投入商業(yè)應用業(yè)應用1983年，敷設了縱貫日本南北的光纜長途干線年，敷設了縱貫日本南北的光纜長途干線1988年，由美、日、年，由美、日、 英、法發(fā)起的第一條橫跨大英、法發(fā)起的第一條橫跨大西洋西洋TAT-8海底光纜通信系統(tǒng)海底光纜通信系統(tǒng)1989年，第一條橫跨太平洋年，第一條橫跨太平洋 TPC-3/HAW-4 海底海底光纜通信系統(tǒng)光纜通信系統(tǒng) 建成建成 1.2基本通信系統(tǒng) l所謂通信，從廣義上講就是信息從發(fā)信者傳輸?shù)绞招耪叩倪^程。l消息是用以載荷信息的有次序的序列或連續(xù)的時間函數(shù)。前者稱為離散信息，后者稱為連續(xù)信息。l通信系統(tǒng)中傳輸?shù)木唧w對象是消息，這種傳輸利用通信系統(tǒng)來實現(xiàn)

9、。完成通信過程的全部設備和傳輸媒質，稱為通信系統(tǒng).18l基本通信系統(tǒng)基本通信系統(tǒng) 191.2 基本通信系統(tǒng) 20l信息通過信道由發(fā)送機傳到接收機信息通過信道由發(fā)送機傳到接收機l信道可以分為兩類信道可以分為兩類 非導引信道非導引信道(大氣大氣) 被導引信道被導引信道(雙導線傳輸線雙導線傳輸線, 同軸電纜同軸電纜)21第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)22第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l信源信源 可以有多物理形式 最常見的是一 個將非電信號轉換為電信號的變換器23l調制器調制器 兩個主要功能兩個主要功能 將電信號轉換為適合傳輸?shù)男螒B(tài);將這種信號加載到由載波源產生的載波上 2425第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)模擬調制l數(shù)字調制26圖 1.5 數(shù)字調制電流l半導體發(fā)光二極管（LED）l半導體激光二極管（或稱激光器）（LD） 光震蕩器2728光載波的模擬和數(shù)字調制光載波的模擬和數(shù)字調制29第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l信道耦合器信道耦合器 其功能是將功率送進信道. 在光纖通信系統(tǒng)中,耦合器需要有效的將來自光源的已調制光束傳給光纖30第第1章章 光纖通信系統(tǒng)光纖通信系統(tǒng)l信道信道 信道是指發(fā)送機和接收機之間的傳輸路徑適宜的信道特征