光纖通信系統(tǒng)《光纖通信原理(第2版)

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鄧大鵬編著人民郵電出版社;第2版(2009年9月)

參考書目共計36學時

考試課第一章概述

重點：光纖通信的主要特性；光纖通信系統(tǒng)的組成。難點：通過光纖通信發(fā)展過程的學習，了解、掌握新技術(shù)的發(fā)展和進化過程。要求：通過對本章的學習，掌握光纖通信的主要特性、光纖通信系統(tǒng)的組成及常用的分類方法，了解光纖通信的基本概念，了解光通信的發(fā)展過程和當前的水平。

1880年，貝爾發(fā)明了第一個光電話弧光燈透鏡透鏡話筒硅電池拋物鏡受話器貝爾電話系統(tǒng)

貝爾電話在晴好天氣通信距離可達數(shù)公里、甚至幾十公里，是現(xiàn)代光通信開端的標志。提問：以烽火通信和貝爾光電話為例，光通信系統(tǒng)由哪幾部分組成？

貝爾電話和烽火通信一樣都是利用大氣作為光信道，屬于大氣光通信。大氣光通信屬視距通信，受氣候影響很大，霧、雪、雨對它都有影響。氣候不好，則可能無法通信。所以一時間被人們所淡忘。光通信系統(tǒng)＝光發(fā)送部分＋光信道＋光接收部分1.1.2光纖通信光波導(dǎo)通信(a)反射鏡波導(dǎo)(b)透鏡波導(dǎo)你有更好的辦法嗎？1966年，英籍華人高錕（K.C.Kao，當時工作于英國標準電信研究所）博士發(fā)表了一篇著名的論文《介質(zhì)纖維表面光頻波導(dǎo)》：1.提出了降低光纖損耗的方法提純材料、提高材料的均勻性。2.提出了光纖模型帶包層的玻璃纖維，芯線直徑約為一個光波長，總直徑約為100個光波長。3.帶寬可以超過100MHz光纖通信之父,獲2009年諾貝爾物理獎1977年美國在芝加哥率先進行現(xiàn)場實驗，1980年多模光纖通信系統(tǒng)投入商用。我國1976年拉出第一根可用于通信的多模光纖，并于1983年用武漢郵科院()的產(chǎn)品建成連接武漢三鎮(zhèn)的8Mb/s實用光纖通信系統(tǒng)，1987年建成武漢－荊州的長途光纖通信系統(tǒng)。1970年美國的康寧公司()拉出了第一根損耗為20dB/km的光纖。同年貝爾實驗室（）研制成功室溫下可連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器，其體積小、功耗低，是理想的光源。

光纖通信元年當前水平：單波道：商用10Gb/s，現(xiàn)場實驗40Gb/s多波系統(tǒng)：商用160×10Gb/s實驗室Essex4000×1Gb/sLucen1022波1.2光纖通信的主要特性1.2.1光纖通信的優(yōu)點

1、光纖的容量大

0.10.20.30.40.50.6波長(nm)衰減(dB/km)1200110016001700140013001500140THz短距離應(yīng)用長距離應(yīng)用50THz@50GHzSpacing=1,000Channels20000GHz2、損耗低、中繼距離長

目前石英光纖：0.18dB/km非石英超長波長光纖10－3~10－5dB/km傳輸技術(shù) 容量 相當電話數(shù) 放大站距

電纜 6MHz 1800路 6公里電纜電視 500~1000MHz 100路電視 50~100米微波通信 140Mb/s 1920路 50公里光纖通信（一對） 2.5~1600Gb/s 3~1935萬路 100公里采用了光波分復(fù)用技術(shù)WDM4、相對于電通信保密性能好

5、體積小，重量輕

6、節(jié)省有色金屬和原材料

適用于軍事應(yīng)用500m長約一兩重特別適用于航空、航天器、艦艇等1.2.2光纖通信的缺點

1、抗拉強度低

2、光纖連接困難

3、光纖怕水

1.3光纖通信系統(tǒng)的組成和分類

1.3.1光纖通信系統(tǒng)的組成

光纖通信系統(tǒng)是以光纖為傳輸媒介，光波為載波的通信系統(tǒng)。主要由光發(fā)送機、光纖光纜、中繼器和光接收機組成。還包含了一些互連和光信號處理部件，如光纖連接器、隔離器、光開關(guān)等。

光發(fā)送機中繼器光接收機光纖光纜光纖光纜TsignalRsignal光纖的作用是為光信號的傳送提供傳送媒介（通道），將光信號由一處送到另一處。中繼器有電中繼和光中繼，目的是將光信號長距離的傳輸。光中繼器是利用光放大器直接對經(jīng)過長途傳送有衰減、畸變的光信號進行透明的放大。電中繼器采用光－電－光的形式，用于對經(jīng)過長途傳送有衰減、畸變的光信號進行再定時、整形、然后再生成規(guī)則的信號。1.3.2光纖通信系統(tǒng)的分類

1.根據(jù)調(diào)制信號的類型:

★模擬光纖通信系統(tǒng)、數(shù)字光纖通信系統(tǒng)。例如：廣電的HFC網(wǎng)，就是模擬光纖通信系統(tǒng)；郵電的SDH傳送網(wǎng)就是數(shù)字光纖通信系統(tǒng)。后續(xù)課程中我們主要介紹數(shù)字光纖通信系統(tǒng)及設(shè)備。2.按光源的調(diào)制方式分：

★直接調(diào)制光纖通信系統(tǒng)、間接調(diào)制光纖通信系統(tǒng)。3.按光纖中導(dǎo)模數(shù)分：

★多模光纖通信系統(tǒng)、單模光纖通信系統(tǒng)?，F(xiàn)在的光纖通信系統(tǒng)絕大部分是單模光纖通信系統(tǒng)，小結(jié)：

1、光纖通信的發(fā)