• 1970年贝尔实验室制作出可以在常温下连续 工作的铝镓砷（AlGaAs）半导体激光器。
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光纤通信简史
• 直到60年代中期，优质光学玻璃的损耗仍高 达1000dB/km，2x1081J，1047年太阳光能；
• 英国标准电信研究所的华裔科学家高锟博士 于1966年发表了一篇论文，提出利用带有包 层材料的石英玻璃光纤作为光通信媒介；
(ITU-T G.652)常规单模光纤,在1.31um的零色散为零 (ITU-T G.653)色散位移单模光纤,低损耗和零色散均在1.55um,工作波长为
1.55um (ITU-T G.655)非零色散位移单模光纤,在1.55um损耗小,色散小,非线性效应
小
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一级交换中心C1
二级交换中心C2
三级交换中心C3 四级交换中心C4 端 局 C5 汇接局 T
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传输链路
•实线传输链路 •频分载波传输链路 •电缆时分数字传输链路 •光缆时分数字传输链路 •数字微波传输链路
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光纤通信
• 以光波为载频，以光导纤维为传输介质的通 信方式
• 波长范围是近红外区，即0.8-1.6微米 • 目前所采用的三个实用通信窗口
短波波长段－－波长为0.85微米 长波波长段－－1.31微米和1.55微米
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光纤通讯的优点
• 具有传输频带宽、通信容量大 • 传输衰减小，距离远 • 信号串扰小，传输质量高 • 抗电磁干扰，保密性好 • 光纤尺寸小，质量轻便于运输和敷设 • 耐化学腐蚀，适用于特殊环境 • 原料资源丰富 • 节约有色金属
通信网及传输链路
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通信网的基本构成
• 终端设备 • 传输链路
PCM传输系统 光纤传输系统 卫星传输系统 数字微波传输系统
• 转接交换设备
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电话通信网的等级结构
国际
长途网
本地网
国际局
光纤传输链路
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光纤通信简史
古代光通信
• 3000年前的烽火台； • 17世纪中叶，发明了望远镜； • 1791年，法国人发明了信号灯。
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光纤通信简史
现代光通信--光话
• 1880年贝尔发明‘光话’，他以日光为光源，大气 为传输媒介，传输距离是200米；
光纤心线的剖面结构示意图
纤芯
包层 一次涂覆 二次涂覆 （套塑） 2a 2b
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光纤
光纤的传播模式
高次模 基模 低次模
• 在光纤的数值 孔径角内，以某一角度射入光纤端 面，并能在光纤的纤芯到包层界面上形成全反射的 传播光线就可称为一个光的传输模式。
PCM30/32幀与复幀
16帧，2ms 复帧 F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15
1帧，32时隙，256bit，125us
帧
TS 0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15 16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27 28
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光纤的传输特性
衰减 色散 偏振模色散 光纤的非线性效应
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• 1881年贝尔发表了论文《关于利用光线进行声音的 复制与产生》；
• 贝尔的光话始终没有实用化：
• 1、没有可靠的、高强度的光源； • 2、没有稳定的、低损耗的传输媒介。
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光纤通信简史
1970年光纤通信元年
• 1960年，第一台相干振荡光源--红宝石激光 器问世；1962年，半导体激光器问世；
脉冲编码调制PCM
（Pulse Code Modulation---PCM）
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PCM电话通信系统示意图
模拟信号
低通滤波器
抽样
量化
编码
PCM 信号
再生中继
PCM 信号
发送端 (模数转换）
信道
再生
解码
低通滤波器
模拟信号Leabharlann 接收端（数模转换）
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29
30
TS 31
CH1-CH15
CH16-CH30
帧同步时隙
信令时隙
偶帧 × 0 0 1 1 0 1 1 帧同步信号
F0 0 0 0 0 1 A2 1 1 复帧同步码
1 2 34 5 6 7 8
极性码
段落码 段内码
奇帧 × 1 A1 1 1 1 1 1
F1 a b c d a b c d
CH1
CH16
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光纤
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光纤传输基本原理
光纤通信所用的光波长范围在800－1600nm的近红外区 光的传播是通过电场、磁场的状态随时间变化的规律表现出来的。
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• 1970年美国康宁（Corning）公司制成损耗为 20dB/km的低损耗石英光纤。
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光纤通信简史
• 1976年，发现光纤的衰减在长波长区有：1.31um和1.55um 两个窗口
• 1980年，产生了低衰减光纤，在1.55um的衰减系数为 0.20dB/km已接近理论值
F2 a b c d a b c d
CH2
CH17
F15 a b c d a b c d CH15 CH30
注：1、A1、A2分别位帧、复帧失步时 对局告警码，正常为0，告警为1 2、当b、c、d码不用时，固定为 b=1,c=0,d=1 3、×为保留给国际通信用，暂固 定为1
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