现代通信技术第2版魏东兴冯锡钰光纤CH1章节

1、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 worlds 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 gla

2、ss 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G

3、aAs2LD。 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

4、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

5、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（FTT

6、H）。 （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.,

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