现代通信技术第2版魏东兴冯锡钰光纤CH1章节
第一篇 光纤通信,光纤通信是利用光导纤维(简称光纤)传送信息的光波通信技术。,第一章 光纤通信概论,本章主要内容 1.1 光纤通信的发展 1.2 光纤通信系统的基本构成 1.3 光纤通信系统的特点,1.1 光纤通信的发展,光纤通信可简称光通信 古代：原始光通信烽火台、旗语等 1966年 高锟博士提出了设想 1970年，美国康宁玻璃公司研制出损耗为20dBkm的石英光纤，光通信的元年 从1970年至今共经历了五个发展阶段（五代）,l.1.1 光纤通信的发展历程,五个发展阶段,第一代70年代开始， 1977年 BELL LAB This installation was the world's first lightwave system to provide a full range of telecommunications service voice, data, and video over a public switched network. The system, extending about 1.5 miles under downtown Chicago, used glass fibers that each carried the equivalent of 672 voice channels. 1984年：0.85m波长、多模光纤、速率范围在50100Mbps，中继距离为10km。 第二代80年代中后期：1.3m长波长、单模，中继距离50km，速率为1.7Gbps。 第三代 1990年：1.55m、单模、中继距离超过100km，速率为2.4Gbps。 第四代从1990年开始至中后期 波分复用、使用光放大器，速率为2.5Gbps（10Gbps）以上中继距离4500km和10Gbps速率上传输1500km的试验。（DWDM） 第五代 光孤子通信系统在2.5Gbps码率下光孤子沿环路可传输14000km的距离（离商用尚有距离）,图1-1 五代光纤通信的发展情况,中国光纤通信的发展回顾（1）,1977 年,第一根短波长(0. 85m) 阶跃型石英光纤, 长度为17 m,衰减系数为300 dB/ km。 1977年 研制出Si2APD。 1978 年,阶跃光纤的衰减降至5 dB/ km。研制出短波长多模梯度光纤,即G. 651 光纤。 1978年 研制出GaAs2LD。 1979 年,研制出多模长波长光纤,衰减为1 dB/ km。 1979 年 建成5. 7 km,8 Mbit/ s 光通信系统试验段。 1980 年,1 300 nm窗口衰减降至0. 48 dB/ km,1 550 nm窗口，衰减为0. 29 dB/ km。 1980 年研制出短波长用的GaAlAs2LD。 1981 年,研制出长波长用的InGaAsP2LD 和PIN 探测器。 多模光纤活动连接器进入实用。 1981 年,研制出34 Mbit/ s 光传输设备。 1982 年,研制成功长波长用的激光器组件和探测器组件PIN-FET) 。,中国光纤通信的发展回顾（2）,1982 研制出光合波分波器、光耦合器、光衰减器、滤光器等无源器件。 研制出140 Mbit/ s 光传输设备。 1984 年,武汉、天津34 Mbit/ s 市话中继光传输系统工程建成(多模) 。 1985 年,研制出1 300 nm单模光纤,衰减达0. 40 dB/ km。 1986 年,研制出动态单纵模激光器。 1988 年,全长245 km的武汉荆州沙市34 Mbit/ s 多模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。 扬州高邮34 Mbit/ s 单模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。 1989 年,汉阳汉南140 Mbit/ s 单模光传输系统工程通过邮电部鉴定验收。 1990 年,研制出G. 652 标准单模光纤, 最小衰减达0. 35 dB/ km。到1992 年降至0. 26 dB/ km。 成功地研制出1 550 nm 分布反馈激光器(DFB-LD) 。,中国光纤通信的发展回顾（3）,1991年 研制出565 Mbit/ s 光传输设备。 1991年 合肥芜湖140 Mbit/ s 单模光传输系统工程通过国家鉴定验收。 1992 年,研制出掺铒光纤EDF。 研制出可调谐DFB-LD 和泵浦源LD; 1993 年,在掺铒光纤放大器的研究上取得突破性进展,小信号增益达25 dB。 上海- 无锡565 Mbit/ s 单模光传输系统工程通过邮电部鉴定验收。该工程的建成,在国内外产生了重大影响,对此后“巴统”的解散起到一定的“催化”作用。 1995 年,研制出STM21、STM24 SDH设备。 1996 年,研制出STM216 SDH设备。 1997 年,研制出G. 655 非零色散位移光纤。 研制出应变多量子阱DFB 激光器, STM21 、STM2 4 收/ 发模块和STM216 接收模块。,中国光纤通信的发展回顾（4）,1997年 成都- 攀枝花622 Mbit/ s SDH 光传输工程通过邮电部鉴定验收;咸宁622 Mbit/ s SDH 双自愈环互连系统工程通过建设部门初验。 系统工程通过建设部门初验。 1998 年,海口三亚2. 5 Gbit/ s 光传输系统工程通过邮电部鉴定验收,该工程全长322 km,仅在万宁设一个中继站,海口万宁的中继距离为172 km,仅在发送机中使用一个EDFA 就实现了这一超长中继。 研制出OADM、OXC样机。 1999 年,8 ×2. 5 Gbit/ s DWDM系统通过国家验收。 研制出STM264 SDH设备。 IP over SDH 的建议被ITU2T确认。,Reference 毛谦 中国光纤通信技术的现状及未来 电信科学2000 年第1 期, PP25-28,l.1.2 光纤通信的发展方向和新技术,发展目标： （1）市内用户网实现光纤通信，即由点到点的光纤通信发展到全程全网使用光纤。光纤进入到家庭（FTTH）。 （2）实现宽带综合业务数字网（BISDN）。 科研和试验的热门方向： 超高速大容量、超长中继距离的试验。 密集光波分复用（DWDM）系统的试验。 光交换系统的研制。 现将这三方面及其它有关新技术略述如下： 超高速大容量、超长中继距离系统 光孤子传输 密集光波分复用 超长波长、超低损耗光纤 光交换技术,1.2 光纤通信系统的基本构成,光发射机,发射光功率是光发射机的一个重要参数 ，lmW为基准而用dBm,1.3 光纤通信的优点和应用,电信干线传输（市局之间、城市之间、国家之间越洋光缆）SDH 光纤局域网（FTTB、FTTC、FTTH） CATV系统的干线传输 特殊的防爆、耐腐蚀、抗电磁干扰场合 光纤传感器（温度、压力、微位移、浓度等）,1.3.2 光纤通信的应用,End of CH1,1.3.1 光纤通信的优点 光纤的通信容量大。310144103750亿路电话 光纤的传输损耗低，传输通信距离长。 不受电磁干扰，通信质量高。 光纤尺寸小，重量轻，便于敷设施工和运输。 制造光纤的主要原料是SiO2，它是地球上蕴藏最丰富的物质，取之不尽，用之不竭。 光纤传感器：10-8 、能量低、防爆、灵敏度高、精度高.,
