第1 光纤通信系统1.pptx

1光纤通信u本课程教学计划 32学时u所选教材 光纤通信(第五版) 电子工业出版社 王江平 译 2光纤通信u课程特点 内容多 涉及知识多u教学方法 以概念为主3教材内容简介l 本书是美国亚利桑那大学palais教授撰写的一本享有盛誉的著作，全面讲述光纤通信用到的主要器件，光纤传输 原理，光信号的产生和接收，光纤通信系统的设计以及光纤通信网络内容主要涉及光纤通信系统的构成、光学和波动学的简单回顾、光学技术的基础知识、光纤和光缆、光源和光检测器、无源器件、光源的调制技术、光信号的检测和噪声对光通信的影响，以及系统设计中涉及的主要问题本书对光纤通信基础知识的讲授全面、系统而又深入浅出，同时也非常注重近年来光纤通信中出现的最新技术4光纤通信第1章 光纤通信系统5第1章 光纤通信系统l1.1 历历史回顾顾 l1.2 基本通信系统统 l1.3 光的属性 l1.4 光纤纤的优优点 l1.5 光纤纤通信的应应用 l1.6 总结总结 和讨论讨论6第1章 光纤通信系统l1探索时时期的光通信 原始形式的光通信：中国古代用“烽火台报报警”7第1章 光纤通信系统l欧洲人用旗语传送信息. 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；l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8当出现花色方格旗的时候，表示比赛或者练习赛结束了绿旗表示前方存在的障碍已经得到清除，车手可以重新加速以比赛速度前进，而且可以超车红旗表示比赛或者试车因故提前结束白旗表示前方赛道上有慢速行驶的车辆红旗表示比赛或者试车因故提前结束 9第1章 光纤通信系统l 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，由人眼来接收也正因为如此，我们才会对它们如此地熟悉，可是这些却不是真正的意义上的光通信，更不是强大的光通信，真正强大的光通信应该是光纤通信10第1章 光纤通信系统l光通信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； 光通信的三要素：光源；传输介质；光检测；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l光纤通信则是单纯 地依靠光纤作为媒质来传送信息的通信方式11第1章 光纤通信系统l1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音的“光”贝尔光是现代光通信的雏型。

l1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器， 给光通信带来了新的希望激光器的发明和应用， 使沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段l在这个时期，美国麻省理工学院利用He - Ne激光器和CO2激光器进行了大气激光通信试验l由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质， 对光通信的研究曾一度走入了低潮l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” 衰减损耗很大 20世纪60年代1000dB/Km 用玻璃纤维纤维 通信希望渺茫?12131966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14第1章 光纤通信系统世界上第一根低损耗的石英光纤:1970年，美国康宁玻璃公司传输损耗20dB/Km标志着光纤用于通信有了现实的可能性重大突破15第1章 光纤通信系统 1970年激光器和低损耗光纤这两项关键技术的重大突破，使光纤通信开始从理想变成可能，这立即引起了各国电信科技人员的重视，他们竞相进行研究和实验。

1974年美国贝尔研究所发明了低损耗光纤制作法CVD法（化学汽相沉积法），使光纤损耗降低到1分贝公里； 1977年，世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用，速率为45Mbs16第1章 光纤通信系统1976年和1978年，日本先后进进行了速率为为 34 Mb/s 的阶跃阶跃 多模光纤纤通信系统统和速率为为100 Mb/s的渐变渐变 型多模光纤纤通信系统统的试验试验1980年，美国标标准化FT - 3光纤纤通信系统统投入商业应业应 用1983年，敷设设了纵贯纵贯 日本南北的光缆长缆长 途干线线1988年，由美、日、 英、法发发起的第一条横跨大西洋TAT-8海底光缆缆通信系统统1989年，第一条横跨太平洋 TPC-3/HAW-4 海底光缆缆通信系统统 建成 1.2基本通信系统 l所谓通信，从广义上讲就是信息从发信者传输到收信者的过程l消息是用以载荷信息的有次序的序列或连续的时间函数前者称为离散信息，后者称为连续 信息l通信系统中传输的具体对象是消息，这种传输利用通信系统来实现完成通信过程的全部设备和传输媒质，称为通信系统.17l基本通信系统统 181.2 基本通信系统 19l信息通过过信道由发发送机传传到接收机l信道可以分为为两类类 非导导引信道(大气) 被导导引信道(双导线传输线导线传输线 , 同轴电缆轴电缆 )20第1章 光纤通信系统21第1章 光纤通信系统l信源 可以有多物理形式 最常见的是一 个将非电信号转换为电信号的变换 器22l调调制器 两个主要功能 将电信号转换为 适合传输 的形态;将这种信号加载到由载波源产生的载波上 2324第1章 光纤通信系统模拟调制模拟信号时连续信号,与源信号的形态非常类似. 假设要发送一个单音频的声波,麦克风产生电流波形与声波本身的波形完全相同.在 这种情况下,调制器不需要改变信号的形式.但是,需要适当的放大这个信号,使其有足够的幅度以便驱动载波源.l数字调制25图 1.5 数字调制电流数字信号只有”开”和”关”两种状态.载波源l载波源产生携带信息并一起传播的波,我们将其称为载 波.光纤通信中产生载波的器件l半导体发光二极管（LED）l半导体激光二极管（或称激光器）（LD） 光震荡器2627光载波的模拟和数字调制28第1章 光纤通信系统l信道耦合器 其功能是将功率送进信道. 在光纤通信系统中,耦合器需要有效的将来自光源的已调制光束传给 光纤29第1章 光纤通信系统l信道 信道是指发送机和接收机之间的传输 路径适宜的信道特征包括低衰减和一个较大的光接收锥角3031第1章 光纤通信系统32第1章 光纤通信系统l检测检测 器 从信道接收的信息必须从其载波上分离出来. 在光纤通信系统,光检测 器将光波转换 成电流.检测 器输出的电流包含了信息.3334模拟系统中各个点上信号 之间的关系l检测检测 器 对光检测 器的要求？l尺寸小、响应度高、噪声低、高可靠性、高性价比和响应速度快。

35l信号处处理器l信宿 不在本书的讨论 范围36。