光纤通信原理第1章PPT课件.ppt

光纤通信原理PrincipleofOpticalFiberCommunication教材：参考书籍：《光纤通信原理》课程教学基本信息一、课程性质、目的和任务二、教学基本要求三、教学内容及学时分配、授课教师实践环节（8学时）杨再旺实验1截断法光纤衰减系数测量；LED的P-I特性测量2学时实验2光纤熔接；OTDR光纤损耗特性测量2学时实验3光端机码型变换测试；系统眼图测试2学时实验4光纤通信系统光接口性能测试2学时教学辅导赵丽娟交作业时间：周一上午上课前答疑时间：周三下午2：30答疑地点：教三楼通信教研室四、考核方式1.1光纤通信发展的历史和现状1.1.1探索时期的光通信1.1.2现代光纤通信1.1.3国内外光纤通信发展的现状1.2光纤通信的优点和应用1.2.1光通信与电通信1.2.2光纤通信的优点1.2.3光纤通信的应用1.3光纤通信系统的基本组成1.3.1发射和接收1.3.2基本光纤传输系统1.3.3数字通信系统和模拟通信系统1.1光纤通信发展的历史和现状1.1.1探索时期的光通信利用反射镜传送光束1.1.2现代光纤通信1966年，英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤(OpticalFiber)进行信息传输的可能性（石英1000dB/km的损耗非固有，产生于杂质吸收和瑞利散射）和技术途径(材料提纯和制造的均匀性)，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。光纤通信发明家高锟(左)1998年在英国接受IEE授予的奖章1970年，光纤研制取得了重大突破•1970年，美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。•1972年，康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4dB/km。•1973年，美国贝尔(Bell)实验室的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974年降低到1.1dB/km。•1976年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47dB/km(波长1.2m)。•在以后的10年中，波长为1.55μm的光纤损耗：1979年是0.20dB/km，1984年是0.157dB/km，1986年是0.154dB/km，接近了光纤最低损耗的理论极限。1970年，光纤通信用光源取得了实质性的进展•1970年，美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联,先后研制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器(短波长)。虽然寿命只有几个小时，但它为半导体激光器的发展奠定了基础。•1973年，半导体激光器寿命达到7000小时。•1976年，日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3m的铟镓砷磷(InGaAsP)激光器。•1977年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时。•1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55m的连续振荡半导体激光器。实用光纤通信系统的发展•1976年，美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验。GaAlAsLD，多模光纤，10km，44.7Mb/s•1980年，美国标准化FT-3光纤通信系统投入商业应用。•1976年和1978年，日本先后进行了速率为34Mb/s的突变型多模光纤通信系统，以及速率为100Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。•1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。•随后，由美、日、英、法发起的第一条横跨大西洋TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。•第一条横跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光缆通信系统于1989年建成。从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开，促进了全球通信网的发展。光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：•第一阶段(1966~1976年)，这是从基础研究到商业应用的开发时期。短波长、低速率、多模，无中继距离10km。•第二阶段(1976~1986年)，这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。多模到单模，短波长到长波长，速率140-565Mb/s,无中继距100-50km。•第三阶段(1986~1996年)，这是以超大容量超长距离为目标、全面深入开展新技术研究的时期。1.55m色散位移单模系统；外调制，速率2.5-10Gb/s,无中继距150-100km。1.1.3国内外光纤通信发展的现状1976年美国在亚特兰大进行的现场试验，标志着光纤通信从基础研究发展到了商业应用的新阶段。此后，光纤通信技术不断创新：光纤从多模发展到单模，工作波长从0.85μm发展到1.31m和1.55m，传输速率从几十Mb/s发展到几十Gb/s。随着技术的进步和大规模产业的形成，光纤价格不断下降，应用范围不断扩大。目