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光纤通信技术简介-课件


光纤的诞生
难题之一:理想光传输介质的寻找 透明度很高的石英玻璃丝,叫做光学纤维
简称“光纤” 内窥镜 一米 衰减损耗很大 光的损耗程度是用每千米的分贝为单位来衡量的 20世纪60年代 1000dB/Km dB 在分贝学上,最重要的是要记住以下数字: +3dB=2* ,+10dB=10*, 而0dB=1*
探索时期的光通信
不论是烽火台,还是交通红绿灯、旗语,它们 都是光通信的不同形式,但是它们有一个共同点 ,就是利用大气来传播可见光,由人眼来接收。 可是这些却不是真正意义上的光通信,真正强大 的光通信应该是光纤通信。
光通信(Optical Communication)指的是一切运用 光作为载体而传送信息的所有通信方式的总称, 而不管传输所使用的媒质是什么;
光纤的诞生
发射端:太阳光作为光源,光束聚焦在震动片,使光强度随话 音的变化而变化(调制) 大气传送 接收端:光波反射到硅光电池上,使光信号变换成电流送到受 话器上(解调) 证明了用光波作为载波传送信息的可行性
光通信
真正用光来通信,必须要解决两个最根本问题:
必须有稳定的、低损耗的传输媒介 必须要找到高强度、可靠的光源
光纤的诞生
每公里10分贝就是输入的信号传送1公里后只剩 下了十分之一,20分贝就表示只剩下百分之一, 30分贝就指只剩千分之一......那么,1000分贝 ...... 此外,考虑比较复杂的波导结构 —— 放弃 难道用玻璃纤维通信希望渺茫?? ——失去信心 损耗问题如何解决?
英国标准电信实验室 英藉华人高锟(K.C.Kao) 博士
光纤通信发展的历史和现状
探索时期的光通信
➢ 烽火台通信,源于奴隶 制国家在政治和军事方 面对通信的需要。据历 史记载,早在三千多年 前,我国就有了利用烽 火台通信的方法。
1.1 光纤通信发展的历史和现状
探索时期的光通信
旗语产生于西方的大航海时代,舰船之间通过旗语来进 行联络;直到现在,各种信号旗仍然在船舶上悬挂。现 在在F1的赛车场也使用到了旗语,可以说它也是一种目 视光通信的手段。
纤维(光纤)来进行传输的通信方式。
光纤通信使用的波段
光纤通信常用的波长范围为近红外区,即从0.85 -1.6
µ
m,其频率范围约为
14
10
hz数量级,其比常用的微
波频率高 104 105倍,所以其通信容量也较常用的微波
通信原则上高 104 105。
短波长:0.8 µm ~0.9 µm 长波长:1.0 µm ~1.8 µm 超长波长:2.0 µm以上
光纤通信 (Optical Fiber Communication)则是以光
作为信息的载体,单纯的依靠光纤(光导纤维) 作为传输媒质来传送信息的通信方式。
探索时期的光通信
光电话
贝尔 1876年 发明电话 1880年 成功进行了光电话的实验 通话距离最远达到了213米 1881年 贝尔的《关于利用光线进行声音的产生与复制》
光纤通信技术在近40年里得到了极大的发展, 目前它和移动通信、数据通信已经成为电信领域 发展的基石。
课程介绍
本课程全面介绍了以下内容:
1、光纤通信系统的基本组成; 2、光纤和光缆的结构和类型,光纤的传输原理和特性,光纤
特性的测量; 3、光源、探测器和无源器件的类型、原理和性质; 4、光端机的组成和特性; 5、数字光纤通信系统(PDH和SDH)和模拟光纤通信系统 6、高速光纤通信技术和光纤复用技术 7、光纤接入网技术(EPON和GPON) 8、光纤通信的若干新技术,如EDFA、光波分复用技术、光
交换技术和光弧子通信等
第1章 绪 论
2020/9/4
本章内容
1
光纤通信概述
2
光纤通信的主要特点
3
光纤通信系统简介
4
光纤通信系统的应用
5
光纤通信系统的应用
6 光纤通信技术发展现状及展望
1.1 光纤通信的基本概念
什么是光纤通信?
➢ 光纤通信是指利用相干性和方向性极好的激光作 为载波(也称光载波)来携带信息,并利用光导
光通信的三要素:光源;传输介质;光检测; 早期光通信的共同点:
➢ 光源: 太阳光或灯光 ➢Байду номын сангаас传输介质:大气 ➢ 光检测:人眼
大气光通信优点:有一定的容量;传输距离;方便灵活 缺点:大气干扰;距离带宽有限;通信两点必须直线可 见
现代光纤通信
➢光纤通信的关键问题
1、必须要找到高强度的、可靠的光源; 2、必须有稳定的、低损耗的传输媒介; 3、高响应的光检测器件;
光纤通信
教材
教材
光纤通信技术,张新社等,人民邮电出版社
参考书
光纤通信(第二版),刘增基等,西安电子科技大学出版社 光纤通信,顾畹仪,人民邮电出版社 Fiber-Optic Communications Technology,Djafar
K.Mynbaev
学习意义
掌握一些光纤通信技术是现实需要对很多专 业提出的要求,也是形成相关人员合理知识结构 一个不可缺的重要组成部分要求。
光纤的诞生
他认为,既然电可以沿着金属导线传输,光也应 该可以沿着导光的玻璃纤维传输。 1966年7月,高锟就光纤传输的前景发表了具有 重大历史意义的论文,论文分析了玻璃纤维损耗 大的主要原因。 大胆地预言,只要能设法降低玻璃纤维的杂质, 就有可能使光纤的损耗从每公里1000分贝 降低 到20分贝/公里,从而有可能用于通信。
光纤发明人高锟 Charles K.Kao
高锟——光纤之父
论文:《光频介质纤维表面波导》1966 (Dielectric-Fiber Suface Waveguide for Optical Frequency) 提出:制造石英光纤可实现光纤通信
指出 三点:
• 光纤的容量很大 • 高纯石英光纤的损失可低达 20dB/km • 单模光纤的原理构造
波谱范围:1.67*1014Hz ~ 3.75*1014Hz
➢ 电磁波的频率的计算:根据频率、波长和光速
的关系式
f c
表1-1 各种单位的换算公式
C=3*108m/s
c/ f
1µm(微米)=10-6m 1nm(纳米)=10-9m
1Å (埃)=10-10m
1MHz(兆赫)=106Hz 1GHz(吉赫)=109Hz 1THz(太赫)=1012Hz 1PHz(拍赫)=1015Hz
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