现代通信技术光纤CHppt课件

1、Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所第一篇 光纤通信 光纤通信是利用光导纤维光纤通信是利用光导纤维( (简称光纤简称光纤) )传送信息传送信息的光波通信技术。的光波通信技术。 Wei , dongxing Institute of Communication Techno

2、logy, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所第一章第一章 光纤通信概论光纤通信概论 本章主要内容本章主要内容 1.1光纤通信的发展光纤通信的发展 1.2光纤通信系统的基本构成光纤通信系统的基本构成 1.3光纤通信系统的特点光纤通信系统的特点Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Elec

3、tronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所1.11.1 光纤通信的发展光纤通信的发展光纤通信可简称光通信光纤通信可简称光通信古代：原始光通信古代：原始光通信烽火台、旗语等烽火台、旗语等1966年年高锟博士高锟博士提出了设想提出了设想1970年，美国康宁玻璃公司研制出损耗为年，美国康宁玻璃公司研制出损耗为20dBkm的石英光纤，光通信的元年的石英光纤，光通信的元年从从1970年至今共经历了五个发展阶段五代）年至今

4、共经历了五个发展阶段五代）l.1.1 l.1.1 光纤通信的发展历程光纤通信的发展历程 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所五个发展阶段五个发展阶段第一代第一代70年代开始，年代开始，1977年年BELLLABThisinstallationwastheworldsfir

5、stlightwavesystemtoprovideafullrangeoftelecommunicationsservicevoice,data,andvideooverapublicswitchednetwork.Thesystem,extendingabout1.5milesunderdowntownChicago,usedglassfibersthateachcarriedtheequivalentof672voicechannels.1984年：年：0.85m波长、多模光纤、速率范围在波长、多模光纤、速率范围在50100Mbps，中继距离为中继距离为10km。第二代第二代80年代中后

6、期：年代中后期：1.3m长波长、单模，中继距离长波长、单模，中继距离50km，速率为速率为1.7Gbps。第三代第三代1990年：年：1.55m、单模、中继距离超过、单模、中继距离超过100km，速率为，速率为2.4Gbps。第四代从第四代从1990年开始至中后期年开始至中后期波分复用、使用光放大器，速率波分复用、使用光放大器，速率为为2.5Gbps10Gbps以上中继距离以上中继距离4500km和和10Gbps速率上传速率上传输输1500km的试验。（的试验。（DWDM）第五代第五代光孤子通信系统在光孤子通信系统在2.5Gbps码率下光孤子沿环路可传输码率下光孤子沿环路可传输14000km的

7、距离离商用尚有距离）的距离离商用尚有距离）Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所图图1-1 1-1 五代光纤通信的发展情况五代光纤通信的发展情况 Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of

8、Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所中国光纤通信的发展回顾中国光纤通信的发展回顾1 1）1977年年,第一根短波长第一根短波长(0.85m)阶跃型石英光纤阶跃型石英光纤,长度为长度为17m,衰衰减系数为减系数为300dB/km。1977年年研制出研制出Si2APD。1978年年,阶跃光纤的衰减降至阶跃光纤的衰减降至5dB/km。研制出短波长多模梯度。研制出短波长多模梯度光纤光纤,即即G.651光纤

9、。光纤。1978年年研制出研制出GaAs2LD。1979年年,研制出多模长波长光纤研制出多模长波长光纤,衰减为衰减为1dB/km。1979年年建成建成5.7km,8Mbit/s光通信系统试验段。光通信系统试验段。1980年年,1300nm窗口衰减降至窗口衰减降至0.48dB/km,1550nm窗口，衰减窗口，衰减为为0.29dB/km。1980年研制出短波长用的年研制出短波长用的GaAlAs2LD。1981年年,研制出长波长用的研制出长波长用的InGaAsP2LD和和PIN探测器。探测器。多模光纤活动连接器进入实用。多模光纤活动连接器进入实用。1981年年,研制出研制出34Mbit/s光传输设

10、备。光传输设备。1982年年,研制成功长波长用的激光器组件和探测器组件研制成功长波长用的激光器组件和探测器组件PIN-FET)。Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所中国光纤通信的发展回顾中国光纤通信的发展回顾2 2）1982研制出光合波分波器、光耦合器、光衰减器、滤光器等

11、研制出光合波分波器、光耦合器、光衰减器、滤光器等无源器件。无源器件。研制出研制出140Mbit/s光传输设备。光传输设备。1984年年,武汉、天津武汉、天津34Mbit/s市话中继光传输系统工程建成市话中继光传输系统工程建成(多模多模)。1985年年,研制出研制出1300nm单模光纤单模光纤,衰减达衰减达0.40dB/km。1986年年,研制出动态单纵模激光器。研制出动态单纵模激光器。1988年年,全长全长245km的武汉的武汉荆州荆州沙市沙市34Mbit/s多模光缆多模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。通信系统工程通过邮电部鉴定验收。扬州扬州高邮高邮34Mbit/s单模光缆通信系统工程通过

12、邮电部鉴定单模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。验收。1989年年,汉阳汉阳汉南汉南140Mbit/s单模光传输系统工程通过邮电单模光传输系统工程通过邮电部鉴定验收。部鉴定验收。1990年年,研制出研制出G.652标准单模光纤标准单模光纤,最小衰减达最小衰减达0.35dB/km。到到1992年降至年降至0.26dB/km。成功地研制出成功地研制出1550nm分布反馈激光器分布反馈激光器(DFB-LD)。Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engin

13、eering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所中国光纤通信的发展回顾中国光纤通信的发展回顾3 3）19911991年年 研制出研制出565 Mbit/ s 565 Mbit/ s 光传输设备。光传输设备。19911991年年 合肥合肥芜湖芜湖140 Mbit/ s 140 Mbit/ s 单模光传输系统工程通过国单模光传输系统工程通过国家鉴定验收。家鉴定验收。1992 1992 年年, ,研制出掺铒光纤研制出掺铒光纤EDFEDF。研制出可调谐研制出可调谐DFB-LD D

14、FB-LD 和泵浦源和泵浦源LD;LD;1993 1993 年年, ,在掺铒光纤放大器的研究上取得突破性进展在掺铒光纤放大器的研究上取得突破性进展, ,小信号小信号增益达增益达25 dB25 dB。上海上海- - 无锡无锡565 Mbit/ s 565 Mbit/ s 单模光传输系统工程通过邮电部鉴定单模光传输系统工程通过邮电部鉴定验收。该工程的建成验收。该工程的建成, ,在国内外产生了重大影响在国内外产生了重大影响, ,对此后对此后“巴统巴统的解散起到一定的的解散起到一定的“催化催化作用。作用。2019 2019 年年, ,研制出研制出STM21STM21、STM24 SDHSTM24 SD

15、H设备。设备。2019 2019 年年, ,研制出研制出STM216 SDHSTM216 SDH设备。设备。2019 2019 年年, ,研制出研制出G. 655 G. 655 非零色散位移光纤。非零色散位移光纤。研制出应变多量子阱研制出应变多量子阱DFB DFB 激光器激光器, STM21 , STM21 、STM2 4 STM2 4 收收/ / 发模发模块和块和STM216 STM216 接收模块。接收模块。Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information E

16、ngineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所中国光纤通信的发展回顾中国光纤通信的发展回顾4 4）20192019年年 成都成都- - 攀枝花攀枝花622 Mbit/ s SDH 622 Mbit/ s SDH 光传输工程通过邮电光传输工程通过邮电部鉴定验收部鉴定验收; ;咸宁咸宁622 Mbit/ s SDH 622 Mbit/ s SDH 双自愈环互连系统工程通双自愈环互连系统工程通过建设部门初验。过建设部门初验。系统工程通过建设部门初验。系统工程通过建设部

17、门初验。2019 2019 年年, ,海口海口三亚三亚2. 5 Gbit/ s 2. 5 Gbit/ s 光传输系统工程通过邮电光传输系统工程通过邮电部鉴定验收部鉴定验收, ,该工程全长该工程全长322 km,322 km,仅在万宁设一个中继站仅在万宁设一个中继站, ,海海口口万宁的中继距离为万宁的中继距离为172 km,172 km,仅在发送机中使用一个仅在发送机中使用一个EDFA EDFA 就就实现了这一超长中继。实现了这一超长中继。研制出研制出OADMOADM、OXCOXC样机。样机。2019 2019 年年,8 ,8 2. 5 Gbit/ s DWDM2. 5 Gbit/ s DWDM

18、系统通过国家验收。系统通过国家验收。研制出研制出STM264 SDHSTM264 SDH设备。设备。IP over SDH IP over SDH 的建议被的建议被ITU2TITU2T确认。确认。Reference Reference 毛谦毛谦 中国光纤通信技术的现状及未来中国光纤通信技术的现状及未来 电信科学电信科学2000 2000 年第年第1 1 期期, PP25-28, PP25-28Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering

19、 , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所l.1.2 l.1.2 光纤通信的发展方向和新技术光纤通信的发展方向和新技术发展目标：发展目标：（1 1市内用户网实现光纤通信，即由点到点的光纤通信发展市内用户网实现光纤通信，即由点到点的光纤通信发展到全程全网使用光纤。光纤进入到家庭到全程全网使用光纤。光纤进入到家庭FTTHFTTH）。）。（2 2实现宽带综合业务数字网实现宽带综合业务数字网B BISDNISDN）。）。科研和试验的热门方向：科研和试验的热门方向： 超高速大容量、超长中

20、继距离的试验。超高速大容量、超长中继距离的试验。 密集光波分复用密集光波分复用DWDMDWDM系统的试验。系统的试验。 光交换系统的研制。光交换系统的研制。现将这三方面及其它有关新技术略述如下：现将这三方面及其它有关新技术略述如下：超高速大容量、超长中继距离系统超高速大容量、超长中继距离系统 光孤子传输光孤子传输 密集光波分复用密集光波分复用 超长波长、超低损耗光纤超长波长、超低损耗光纤 光交换技术光交换技术Wei , dongxing Institute of Communication Technology, School of Electronic and Information Engineering , Dalian University of Technology (DUT), P. R. China.大连理工大学 电子与信息工程学院 电子工程系 通信所1.2光纤通信系统的基本构成光纤通信系统的基本构成光纤线路光纤线路 组成：组成： 光纤光纤 光纤接头光纤接头 光纤连接器光纤连接器 光发射机光发射机发射光功率是光发射机的一个重发射光功率是光发射机的一个重要参数要参数 ，lmWlmW为基准而用为基准而用dBm dBm mW1)mW(lg10)dBm(功率功率光接收机光接收机重要参数重要参数 ：接收灵敏