光纤通信原理课件-第01章概述.ppt

第一章概述1.1光纤通信的发展与现状图1.1贝尔电话系统 贝尔光电话和烽火报警一样，都是利用大气作为光通道，光波传播易受气候的影响，在大雾天气，它的可见度距离很短，遇到下雨下雪天也有影响。
1.1.2光纤通信
在大气光通信受阻之后，人们将研究的重点转入到地下光波通信的实验，先后出现过反射波导和透镜波导等地下通信的实验，如图1.2所示。图1.2反射波导和透镜波导 1966年，英籍华人高锟(K.C.Kao，当时工作于英国标准电信研究所)博士深入研究了光在石英玻璃纤维中的严重损耗问题，发现这种玻璃纤维引起光损耗的主要原因是其中含有过量的铬、铜、铁与锰等金属离子和其他杂质，其次是拉制光纤时工艺技术造成了芯、包层分界面不均匀及其所引起的折射率不均匀，他还发现一些玻璃纤维在红外光区的损耗较小。 在高锟理论的指导下，1970年美国的康宁公司拉出了第一根损耗为20dB/km的光纤。
1977年美国在芝加哥进行了44.736Mbit/s的现场实验，1978年，日本开始了32.064Mbit/s和97.728Mbit/s的光纤通信实验；1979年，美国AT&T和日本NTT均研制出了波长为1.35μm的半导体激光器， 日本也做出了超低损耗的光纤(损耗为0.2dB/km，波长为1.55μm)，同时进行了多模光纤(同时允许多个方向的光线在其中传送的光纤)1.31μm的长波长传输系统的现场试验。
到如今，光纤通信已经发展到以采用光放大器(OpticalAmplifier，OA)增加中继距离和采用波分复用(WavelengthDivisionMultiplexing，WDM)增加传输容量为特征的第四代系统。1.2光纤通信的主要特性2.损耗低、中继距离长
目前，实用的光纤通信系统使用的光纤多为石英光纤，此类光纤在1.55μm波长区的损耗可低到0.18dB/km，比已知的其他通信线路的损耗都低得多，因此，由其组成的光纤通信系统的中继距离也较其它介质构成的系统长得多。 如果今后采用非石英光纤，并工作在超长波长(＞2μm)，光纤的理论损耗系数可以下降到10-3～10-5dB/km，此时光纤通信的中继距离可达数千，甚至数万公里。
3.抗电磁干扰能力强
我们知道，电话线和电缆一般是不能跟高压电线平行架设的，也不能在电气铁化路附近铺设。4.保密性能好
对通信系统的重要要求之一是保密性好。然而，随着科学技术的发展，电通信方式很容易被人窃听：只要在明线或电缆附近(甚至几公里以外)设置一个特别的接收装置，就可以获取明线或电缆中传送的信息。更不用去说无线通信方式。
5.体积小，重量轻
6.节省有色金属和原材料1.2.2光纤通信的缺点
事物都是一分为二的，光纤通信有许多优点，因而发展很快，但光纤通信也有以下缺点。
1.抗拉强度低
2.光纤连接困难
3.光纤怕水1.3光纤通信系统的组成和分类光接收机的作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。它一般由光电检测器和解调器组成，对于直接强度调制解调器可以省略。
光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介(信道)，将光信号由一处送到另一处。
中继器分为电中继器和光中继器(光放大器)两种，其主要作用就是延长光信号的传输距离。1.3.2光纤通信系统的分类
根据调制信号的类型，光纤通信系统可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。
根据光源的调制方式，光纤通信系统可以分为直接调制光纤通信系统和间接调制光纤通信系统。 根据光纤的传导模数量，光纤通信系统可以分为多模光纤通信系统和单模光纤通信系统。
根据系统的工作波长，光纤通信系统可分为短波长光纤通信系统、长波长光纤通信系统和超长波长光纤通信系统。