光纤通信发展历史和趋势市公开课获奖课件

1、袁国良、李元元编著光纤通信简明教程1第1页第1页课程简介光纤通信发展历史非常短暂，但发展速度却非常惊人，它以独特长处引领了通信领域一次革命，成为了当代通信网主要支柱。光纤通信既是高新技术也是实用技术，是通信技术专业一门主要专业课程。2第2页第2页本书主要内容包括：（1）光纤通信原理及其发展; （2）光纤通信物理学基础; （3）光纤传播理论和特性; （4）光检测器和光发射机,光检测器和光接受机; （5）光纤通信系统构成设计和工程; （6）简介了SDH技术WDM技术光放大与色散补偿技术和其它高新技术在光纤通信中应用.3第3页第3页第1章 光纤通信概述本章内容1.1 光纤通信及系统构成1.2 光纤通

2、信发展历史1.3 光纤通信特点和应用1.4 光纤通信发展趋势1.5 光纤通信认知小结、习题 4第4页第4页1.1 光纤通信及其系统构成1、基本概念光纤通信基本特性 1.使用激光器产生激光作为信息载体 2.使用光导纤维作为传播光波信号通信介质5第5页第5页 图1-1-1 光纤与电话双绞线对比图6第6页第6页2、光纤通信系统构成图1-1-2所表示是简化光纤通信系统模型，由图中能够看出一个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接受机、电接受机和由光纤构成光缆等构成。7第7页第7页1.2 光纤通信发展历史20世纪50年代对通信技术提出了新要求,于是人们提出光纤通信设想通信容量近一步扩大（当初通信系统

3、容量100Mb/s.km）通信中继距离进一步延长（当初中继距离1km）可靠性进一步提升（电通信易受电磁干扰）8第8页第8页人们思考使用光通信出发点：光波频率范围较广，能够处理电通信频谱资源不足问题，扩展通信带宽。9第9页第9页光纤通信初创阶段(1960-1976 )实现光纤通信两大关键技术适当光源：必须是相干光，频率和方向单一性较好，适合信息调制适当传播介质：对光信号传播损耗小10第10页第10页光纤通信初创阶段(1960-1976 )实现光纤通信两大关键技术适当光源：必须是相干光，频率和方向单一性较好，适合信息调制适当传播介质：对光信号传播损耗小11激光低损耗光纤第11页第11页1960年,

4、美国人梅曼创造第一台红宝石激光器 。 1966年，英籍华人高锟指出：假如能够减少玻璃中杂质含量，就能够制造出损耗低于20dB/km光纤。 1970年是使光纤通信发展出现跨越一年，美国康宁公司研制出了损耗系数为20dB/km光纤，同年，美贝尔公司研制出使用寿命长达几小时半导体激光器。光纤通信从此进入飞速发展。12第12页第12页光纤通信发展阶段(1976-1986 )影响光纤通信系统性能主要参数色散：由于光波长（频率）和传播方向单一性不够而引起传播过程中波形失真，造成误码。损耗：光信号在光纤中传播时能量损耗。13第13页第13页提升性能主要办法：选择色散和损耗较少波段：0.8m ，1.3m（最低

5、色散） 和 1.5m（最低损耗）研制更加好性能光纤：进一步减少杂质和OH-离子含量，创造色散位移光纤14第14页第14页光纤通信新技术(1986-)容量扩大：时分复用向超高速发展，波分复用向密集化方向发展。新型光纤研制：非零色散光纤，无水吸取峰光纤光纤接入网：光纤接入家庭全光通信网：研制各种光器件，使得光信息互换，处理所有在光域内进行15第15页第15页1.3 光纤通信特点和应用长处1. 光纤通信主要长处有 传播频带宽，通信容量大。传播衰减小，传播距离长。 抗电磁干扰，传播质量好。 体积小、重量轻、便于施工。 原材料丰富，节约有色金属，有助于环境保护。 16第16页第16页2. 光纤通信应用

6、光纤通信应用非常广泛,其应用领域遍布通信、交通、工业、医疗、教育、航空航天和计算机等行业，并正在向更广更深层次发展 . 1) 作为公用电信网传输线 2) 满足不同网络层面应用（关键网和局域网） 3）综合数字业务（除电话、数字业务外，还包含可视电话、IPTV等业务） 4）危险环境下通信线 5）应用于专网17第17页第17页1.4 光纤通信发展趋势1. 时分复用(TDM)方式向超高速系统发展2. 波分复用(WDM)方式向密集化方向发展 3. 新型光纤不断发展4向宽带光纤接入网方向发展5新型器件和高新技术在光纤通信系统应用6全光通信网络18第18页第18页1.5 光纤通信认知光纤和光缆光纤桶装光纤及其局部放大图 19第19页第19页二次涂覆主要采用下列两种保护结构（a）紧套结构 （b）松套结构图1-5-2 光纤保护结构示意图 20第20页第20页光缆芯线再加上加强元件和保护层构成光缆。光缆结构是依据其应用条件和环境拟定，习惯上分为室内光缆和室外光缆。室外光缆主要有下列几种含有代表性结构形式，如图1-5-3所表示 21第21页第21页光源和光电检测器图1-5-5 光发射接受模块22第22页第22页光纤连接 光纤与光纤永久性连接通常采取光纤熔接机高频电弧放电熔接 .光纤熔