1、袁國(guó)良、李元元編著光纖通信簡(jiǎn)明教程1第1頁(yè)第1頁(yè)課程簡(jiǎn)介光纖通信發(fā)展歷史非常短暫，但發(fā)展速度卻非常驚人，它以獨(dú)特長(zhǎng)處引領(lǐng)了通信領(lǐng)域一次革命，成為了當(dāng)代通信網(wǎng)主要支柱。光纖通信既是高新技術(shù)也是實(shí)用技術(shù)，是通信技術(shù)專業(yè)一門主要專業(yè)課程。2第2頁(yè)第2頁(yè)本書(shū)主要內(nèi)容包括：（1）光纖通信原理及其發(fā)展; （2）光纖通信物理學(xué)基礎(chǔ); （3）光纖傳播理論和特性; （4）光檢測(cè)器和光發(fā)射機(jī),光檢測(cè)器和光接受機(jī); （5）光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成設(shè)計(jì)和工程; （6）簡(jiǎn)介了SDH技術(shù)WDM技術(shù)光放大與色散補(bǔ)償技術(shù)和其它高新技術(shù)在光纖通信中應(yīng)用.3第3頁(yè)第3頁(yè)第1章 光纖通信概述本章內(nèi)容1.1 光纖通信及系統(tǒng)構(gòu)成1.2 光纖通

2、信發(fā)展歷史1.3 光纖通信特點(diǎn)和應(yīng)用1.4 光纖通信發(fā)展趨勢(shì)1.5 光纖通信認(rèn)知小結(jié)、習(xí)題 4第4頁(yè)第4頁(yè)1.1 光纖通信及其系統(tǒng)構(gòu)成1、基本概念光纖通信基本特性 1.使用激光器產(chǎn)生激光作為信息載體 2.使用光導(dǎo)纖維作為傳播光波信號(hào)通信介質(zhì)5第5頁(yè)第5頁(yè) 圖1-1-1 光纖與電話雙絞線對(duì)比圖6第6頁(yè)第6頁(yè)2、光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成圖1-1-2所表示是簡(jiǎn)化光纖通信系統(tǒng)模型，由圖中能夠看出一個(gè)光纖通信系統(tǒng)通常由電發(fā)射機(jī)、光發(fā)射機(jī)、光接受機(jī)、電接受機(jī)和由光纖構(gòu)成光纜等構(gòu)成。7第7頁(yè)第7頁(yè)1.2 光纖通信發(fā)展歷史20世紀(jì)50年代對(duì)通信技術(shù)提出了新要求,于是人們提出光纖通信設(shè)想通信容量近一步擴(kuò)大（當(dāng)初通信系統(tǒng)

3、容量100Mb/s.km）通信中繼距離進(jìn)一步延長(zhǎng)（當(dāng)初中繼距離1km）可靠性進(jìn)一步提升（電通信易受電磁干擾）8第8頁(yè)第8頁(yè)人們思考使用光通信出發(fā)點(diǎn)：光波頻率范圍較廣，能夠處理電通信頻譜資源不足問(wèn)題，擴(kuò)展通信帶寬。9第9頁(yè)第9頁(yè)光纖通信初創(chuàng)階段(1960-1976 )實(shí)現(xiàn)光纖通信兩大關(guān)鍵技術(shù)適當(dāng)光源：必須是相干光，頻率和方向單一性較好，適合信息調(diào)制適當(dāng)傳播介質(zhì)：對(duì)光信號(hào)傳播損耗小10第10頁(yè)第10頁(yè)光纖通信初創(chuàng)階段(1960-1976 )實(shí)現(xiàn)光纖通信兩大關(guān)鍵技術(shù)適當(dāng)光源：必須是相干光，頻率和方向單一性較好，適合信息調(diào)制適當(dāng)傳播介質(zhì)：對(duì)光信號(hào)傳播損耗小11激光低損耗光纖第11頁(yè)第11頁(yè)1960年,

4、美國(guó)人梅曼創(chuàng)造第一臺(tái)紅寶石激光器 。 1966年，英籍華人高錕指出：假如能夠減少玻璃中雜質(zhì)含量，就能夠制造出損耗低于20dB/km光纖。 1970年是使光纖通信發(fā)展出現(xiàn)跨越一年，美國(guó)康寧公司研制出了損耗系數(shù)為20dB/km光纖，同年，美貝爾公司研制出使用壽命長(zhǎng)達(dá)幾小時(shí)半導(dǎo)體激光器。光纖通信從此進(jìn)入飛速發(fā)展。12第12頁(yè)第12頁(yè)光纖通信發(fā)展階段(1976-1986 )影響光纖通信系統(tǒng)性能主要參數(shù)色散：由于光波長(zhǎng)（頻率）和傳播方向單一性不夠而引起傳播過(guò)程中波形失真，造成誤碼。損耗：光信號(hào)在光纖中傳播時(shí)能量損耗。13第13頁(yè)第13頁(yè)提升性能主要辦法：選擇色散和損耗較少波段：0.8m ，1.3m（最低

5、色散） 和 1.5m（最低損耗）研制更加好性能光纖：進(jìn)一步減少雜質(zhì)和OH-離子含量，創(chuàng)造色散位移光纖14第14頁(yè)第14頁(yè)光纖通信新技術(shù)(1986-)容量擴(kuò)大：時(shí)分復(fù)用向超高速發(fā)展，波分復(fù)用向密集化方向發(fā)展。新型光纖研制：非零色散光纖，無(wú)水吸取峰光纖光纖接入網(wǎng)：光纖接入家庭全光通信網(wǎng)：研制各種光器件，使得光信息互換，處理所有在光域內(nèi)進(jìn)行15第15頁(yè)第15頁(yè)1.3 光纖通信特點(diǎn)和應(yīng)用長(zhǎng)處1. 光纖通信主要長(zhǎng)處有 傳播頻帶寬，通信容量大。傳播衰減小，傳播距離長(zhǎng)。 抗電磁干擾，傳播質(zhì)量好。 體積小、重量輕、便于施工。 原材料豐富，節(jié)約有色金屬，有助于環(huán)境保護(hù)。 16第16頁(yè)第16頁(yè)2. 光纖通信應(yīng)用

6、光纖通信應(yīng)用非常廣泛,其應(yīng)用領(lǐng)域遍布通信、交通、工業(yè)、醫(yī)療、教育、航空航天和計(jì)算機(jī)等行業(yè)，并正在向更廣更深層次發(fā)展 . 1) 作為公用電信網(wǎng)傳輸線 2) 滿足不同網(wǎng)絡(luò)層面應(yīng)用（關(guān)鍵網(wǎng)和局域網(wǎng)） 3）綜合數(shù)字業(yè)務(wù)（除電話、數(shù)字業(yè)務(wù)外，還包含可視電話、IPTV等業(yè)務(wù)） 4）危險(xiǎn)環(huán)境下通信線 5）應(yīng)用于專網(wǎng)17第17頁(yè)第17頁(yè)1.4 光纖通信發(fā)展趨勢(shì)1. 時(shí)分復(fù)用(TDM)方式向超高速系統(tǒng)發(fā)展2. 波分復(fù)用(WDM)方式向密集化方向發(fā)展 3. 新型光纖不斷發(fā)展4向?qū)拵Ч饫w接入網(wǎng)方向發(fā)展5新型器件和高新技術(shù)在光纖通信系統(tǒng)應(yīng)用6全光通信網(wǎng)絡(luò)18第18頁(yè)第18頁(yè)1.5 光纖通信認(rèn)知光纖和光纜光纖桶裝光纖及其局部放大圖 19第19頁(yè)第19頁(yè)二次涂覆主要采用下列兩種保護(hù)結(jié)構(gòu)（a）緊套結(jié)構(gòu) （b）松套結(jié)構(gòu)圖1-5-2 光纖保護(hù)結(jié)構(gòu)示意圖 20第20頁(yè)第20頁(yè)光纜芯線再加上加強(qiáng)元件和保護(hù)層構(gòu)成光纜。光纜結(jié)構(gòu)是依據(jù)其應(yīng)用條件和環(huán)境擬定，習(xí)慣上分為室內(nèi)光纜和室外光纜。室外光纜主要有下列幾種含有代表性結(jié)構(gòu)形式，如圖1-5-3所表示 21第21頁(yè)第21頁(yè)光源和光電檢測(cè)器圖1-5-5 光發(fā)射接受模塊22第22頁(yè)第22頁(yè)光纖連接 光纖與光纖永久性連接通常采取光纖熔接機(jī)高頻電弧放電熔接 .光纖熔