光纤通信_第1章补充概要.ppt

2009年高锟获得诺贝尔物理学奖 高锟提出光纤通信 高锟指出，如果把材料中金属离子含量的比重降低到10?6以下，光纤损耗就可以减小到 10 dB/km。 再通过改进制造工艺，提高材料的均匀性，可进一步把光纤的损耗减少到几dB/km。这种想法很快就变成了现实。 光纤的进展情况 1970年 光纤研制取得了重大突破，美国康宁公司按照高锟的思路，生产出了20 dB/km的石英光纤 1972年 该公司生产的多模光纤损耗已下降到4dB/km ； 1973年 美国贝尔（Bell）实验室生产的光纤损耗为 2.5 dB/km，1974年已下降到 1.1 dB/km； 1976年 日本 NTT 公司已减小到 0.47 dB/km； 80年代初 单模光纤在波长 1550 nm 的损耗已降到 0.2 dB/km，接近了石英光纤的理论损耗极限； 目前G.654光纤的损耗是0.151 dB/km 。 光源---半导体激光器的发明 作为光纤通信用的光源，半导体激光器也发明了，并取得了实质性的进展。 1973 年半导体激光器的寿命是 7 000 小时 1977 年贝尔实验室已达到 10 万小时，完全满足实用化的要求。 1979 美国 ATT 公司和日本 NTT 公司又研制成功了长波长（1550 nm）连续振荡半导体激光器。 低损耗光纤和连续振荡半导体激光器的研制成功，是光纤通信发展的重要里程碑。 光纤通信的现状 进入21世纪以来，由于多种先进的调制技术，超强FEC纠错技术，电子色散补偿技术等一系列新技术的突破和成熟； 有源和无源器件集成模块大量问世，出现了以40 Gb/s和100 Gb/s为基础的WDM系统的应用。 光纤通信产业方兴未艾 电路交换逐渐被具有路由器功能的分组交换所取代； 最后的发展趋势是实现光交换和电信网络的全光化； 由于光电技术的发展和逐渐成熟，世界光纤市场和光电器件市场大幅增长，而市场价格却急剧下降； 光纤通信产业方兴未艾，其旺盛的生命力令人振奋。 表1.1.1 光通信发展简史 光纤通信的优点 1. 频带宽、传输容量大 光纤频带宽、传输容量大 在光纤通信系统中，作为载波的光波频率比电波频率高得多，而作为传输介质的光纤又比同轴电缆损耗低得多，因此相对于电缆或微波通信，光纤通信具有许多独特的优点。 电缆基本上只适用于数据速率较低的LAN，距离较长的高速局域网（?100Mb/s）和城域网（MAN）必须采用光纤。 * * 光纤通信的鼻祖——高锟 但是到了上世纪六十年代中期，情况就发生了根本的变化。而且这种变化还是由于一位中国人引起的，他就是高锟！ 早在1966年，英籍华人高锟发表了关于通信传输新介质的论文，当时他还是一个在英国工作的年轻工程师，他指出利用光导纤维进行信息传输的可能性和技术途径，从而奠定了光纤通信的基础。 在高锟早期的实验中，光纤的损耗约为3 000 dB/km，他指出这么大的损耗不是石英纤维本身的固有特性，而是由于材料中的杂质离子的吸收产生的。 高 锟----光纤通信发明家（左） 1998 年在 英国 接受 IEE 授予 的 奖章 全 波 光 纤 现已安装使用的光纤通信系统，光纤长度有的很短，只有几米长 (计算机内部或机房内) ；有的又很长，如连接洲与洲之间的海底光缆。 上世纪70年代以来，光纤通信的发展速度之快令人震惊，可以说没有任何一种通信方式可与之相比拟。光纤通信已变成所有通信系统的最佳技术选择。