光通信第01章概述.ppt

光纤通信原理 Guangming Li [李光明] Office: EE505 Phone: 5688066-505 Email: gmlihk@ 课程简介 定位：限选课 讲义：《光纤通信原理》（第2版）邓大鹏，人民邮电出版社 参考书： 1.《光纤通信系统》顾畹仪、李国瑞著，北京邮电大学出版社 2. Optical Networks: A Practical Perspective, Second Edition, Rajiv Ramaswami, Kumar Sivarajan, Morgan Kaufmann, Inc. 3. Fiber Optic Communications (Fifth Edition)，Joseph C. Palais，电子工业出版社 4. Fiber-Optic Communications Technology, Djafar K. Mynbaev, Lowell L. Scheiner eds., Pearson Education,??Inc.,?2001. 光纤通信技术，科学出版社 课程性质、任务 光纤通信是通信工程专业的专业课程。通过本课程的学习，要求学生掌握光纤传输用到的主要器件，光纤传输原理，光信号的产生和接收，光纤通信系统的组成等内容。开设光纤通信系统的系列实验课程，培养学生的动手能力，强化理论知识，使学生掌握光纤通信的基本特点，以及光纤通信系统的原理，具备设计光纤传输系统的能力，了解光纤通信的未来与发展，为今后的工程应用和研究生阶段的学习打下坚实基础。结合光纤通信技术的发展，介绍一些相关领域的前沿技术、方法和成就，为学生的视野拓展和就业打下基础。 课程考查方式 实验+平时+作业： 30% 期末：开卷考试：70% 第一章 概 述 1.1 光纤通信的发展与现状 1.2 光纤通信的主要特性 1.3 光纤通信系统的组成和分类 1.1 光纤通信的发展与现状 1.1.1 早期的光通信 Smoke signals Blinker lights 现代光通信的开端- 贝尔光电话 到了1880年，贝尔发明了第一个光电话，这一大胆的尝试，可以说是现代光通信的开端。 在这里，将弧光灯的恒定光束投射在话筒的音膜上，随声音的振动而得到强弱变化的反射光束，这个过程就是调制。 Bells Photophone 光通信的三大要素 光源 传输介质 光检测（光接收） 贝尔光电话和烽火报警一样，都是利用大气作为光通道。 大气光通信优点：有一定的容量、传输距离，方便灵活 缺点：1 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。 2. 距离带宽有限 3.通信两点必须直线可见 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，如图所示。 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ATT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(Optical Amplifier，OA)增加中继距离和采用波分复用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)增加传输容量为特征的第四代系统。 光通信 vs 光纤通信 光通信 ：一切运用光作为载体传送信息的所有通信方式的总称 光纤通信：依靠光纤作为媒质来传送信息 1.2 光纤通信的主要特性 1.2.1 光纤通信的优点 1. 光纤的容量大 光纤通信是以光纤为传输媒介，光波为载波的通信系统，其载波—光波具有很高的频率(约1014Hz)，因此光纤具有很大的通信容量。 Electromagnetic spectrum 光的波动性 光的特性 2. 损耗低、中继距离长 目前，实用的光纤通信系统使用