光纖課件引言

課程介紹-為什么要講這門課？光纖通信在通信產(chǎn)業(yè)中占有重要地位！光纖通信乃至光通信具有無可比擬的巨大優(yōu)勢！什么是通信？“通”傳送，“信”信息；信息的傳送基本組成：發(fā)送、傳輸、接收什么是光纖通信？以光波為載波，光纖為媒質(zhì)的信息傳輸方式光纖通信的最大優(yōu)勢——極大的通信容量

理論容量50Terabit/s,實際已達到25.6Terabit/sKilo—Mega—Giga—Tera!!萬億！相當于同時傳輸4億路電話(每路電話64kb/s)！1光纖？！光纖是傳光的纖維波導(dǎo)或光導(dǎo)纖維的簡稱2光纖通信的其他優(yōu)點：極低的傳輸損耗,超長的傳輸距離——環(huán)形的傳輸實驗系統(tǒng)距離甚至已經(jīng)達到100萬公里?。O小的器件尺寸，極輕的重量——普通光纖加涂覆層以后直徑250微米，裸光纖27g/km非常低的成本和資源消耗

——成分主要是SiO2,材料來源豐富，可節(jié)約大量有色金屬如銅

完全不存在電磁兼容問題,保密性強、使用安全光纖抗高溫和耐腐蝕，可以抵御惡劣的工作環(huán)境。。。。。光纖通信已經(jīng)是目前通信網(wǎng)絡(luò)無可爭議的基礎(chǔ)！課程介紹-為什么要講這門課？3網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量數(shù)據(jù)年增30-40%電話年增6%電話業(yè)務(wù)逐漸由主角成為配角！19982008世界網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)化趨勢

課程介紹-為什么要講這門課？通信業(yè)務(wù)發(fā)展趨勢：傳統(tǒng)話音—IP數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)—IPTV，遠程辦公，網(wǎng)絡(luò)會議……對通信系統(tǒng)容量的需求是無止境的！4課程介紹-為什么要講這門課？光纖定律

幾種關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展速度光纖通信的快速發(fā)展：5概述光纖和光纜光通信器件數(shù)字光纖通信系統(tǒng)課程介紹——講授內(nèi)容簡介6概述光纖通信簡介光通信技術(shù)發(fā)展歷史回顧7發(fā)送機信道（傳輸媒質(zhì)）接收機通信知識簡介簡單的通信系統(tǒng)框圖信息（語音視頻數(shù)據(jù)）（語音視頻數(shù)據(jù)）信息信息加載于載波上從載波中提取信息通信系統(tǒng)的容量（香農(nóng)定理）：C=BW×log2(1+SNR)通信系統(tǒng)的最大調(diào)制帶寬約為載波頻率的百分之幾通信容量∝調(diào)制帶寬∝載波頻率！810110710210610310510410410510310610210710110810010910-1101010-2101110-3101210-4101310-5101410-61015ELFVFVLFLFMFHFVHFUHFSHFEHF自由空間波長(m)頻率(Hz)電力、電話無線電、電視微波紅外可見光雙鉸線同軸電纜光纖衛(wèi)星/微波AM無線電FM無線電通信波段劃分及相應(yīng)傳輸媒介頻段劃分傳輸介質(zhì)9不同傳輸媒介的傳輸容量比較10近紅外頻率波長(真空)1.62291.00.8um0.60.41.81.4UV1.2THz1934610.2353骨干網(wǎng)城域網(wǎng)局域網(wǎng)850nm

1550nm

1310nm

CD盤780nmHeNeLasers633nm光在電磁波譜中的位置光波頻段可見光（人眼能看見的光），其波長范圍為：0.39至0.76μm。紅外線（人眼看不見的光），其波長范圍為：0.76至300μm。近紅外區(qū)：其波長范圍為：0.76至15μm；中紅外區(qū)：其波長范圍為：15至25μm；遠紅外區(qū)：其波長范圍為：25至300μm；紫外線（UV：UltraViolet）光通信波長范圍：約0.85至1.70μm

11載頻位于光波段，利用光纖承載信息的通信方式發(fā)送機：激光器（光源）+光調(diào)制器激光器發(fā)出激光作為載波，光調(diào)制器將信息調(diào)制在光載波上信道：光纖（目前制造光纖的主要材料是SiO2）接收機：光電檢測器將光信號轉(zhuǎn)化為電信號何謂光纖通信？12光纖的基本結(jié)構(gòu)光纖(opticalfiber)是高度透明的玻璃絲，具有三層結(jié)構(gòu):纖芯：SiO2(99.9999%),少量摻GeO2包層：純SiO2，或少量摻Be硼，折射率略低于纖芯涂覆層：環(huán)氧樹脂、硅橡膠等高分子材料,保護作用纖芯包層涂覆層13光纖通信的應(yīng)用主要應(yīng)用于：電信網(wǎng)骨干網(wǎng)，跨海光纜線路城域網(wǎng)，局域網(wǎng)接入網(wǎng)輸電線路，電氣化鐵路沿線通信生產(chǎn)、交通監(jiān)控有線電視網(wǎng)次要應(yīng)用:航空航天：光纖陀螺軍事：光纖制導(dǎo)導(dǎo)彈、光纖水聽器醫(yī)療：光纖內(nèi)窺鏡14概述光纖通信簡介光通信技術(shù)發(fā)展歷史回顧15光通獅信的監(jiān)雛形產(chǎn)：烽火挨臺—最早的的光機通信苦系統(tǒng)鈔，“二進貢制，蹈有中影繼”手旗滔、燈華光16貝爾-光電仿話18跌80年，Al攏ex詢ad脈erBe爭ll發(fā)明“光話”以日葵光為礦光源拿，大米氣為靈媒質(zhì)愚，硒沾晶體嫩作為戲光接穩(wěn)收器澤，振卵動調(diào)飽制21晃3米傳覆輸距牲離，豆最早虜?shù)臒o詳線光摸通信優(yōu)！17沒有決合適堆的光欲源普通分光源即（太蠶陽光笛、燈尾光）辟方向依性和壩相干辰性極意差，祖近于席噪聲沖，無惱法適間應(yīng)長喜距離狐傳輸逐的需傭要沒有紅合適杠的傳無輸媒犬質(zhì)光的齊波長篩極短雙，穿侍越障免礙的懸能力繞很差以空冤氣作飼為傳驕輸媒切質(zhì)時劫，光涼信號遭受環(huán)卻境影煙響太未大必須自通過傾一個哥低損漸耗的棋介質(zhì)飾器件衡進行唯引導(dǎo)陶（波杯導(dǎo)）沒有速合適靠的檢否測器蠢件沒有……進一收步發(fā)撓展的億困難嘆在哪僑里？18光源既問題確的解年決——激光歐器的需發(fā)明激光辟器Vs意.傳統(tǒng)緞電信拴系統(tǒng)愁中的亡信號功源激光——LA秒SE極R：Li踐gh寒t脫Am仔pl道if此ic扁at宵io卷n萍by過S蒸ti駛mu拒la指te保d悟Em槽is爪si汪on曬o映f券Ra駝di過at暫io途n通過錄受激慘輻射努的光恢放大與自撇然光串，燈音光有泉本質(zhì)創(chuàng)區(qū)別頻率怎穩(wěn)定奶，方削向性低、相儀干性掠都好,適合屠遠距券離傳軟輸19蹈60年梅續(xù)曼發(fā)丘明了軌紅寶撿石激酒光器19兄61年9月由逐中國伍科學(xué)揪院長魄春光穿機所忍研制地成功滅中國菜第一巨臺紅亡寶石使激光軋器。之后最大量計不同扮類型室的激禿光器球?qū)映鰬{不窮卡?！庠催|問題賽得到刷解決阿！19中國集第一寒臺紅約寶石拾激光掀器20波導(dǎo)停傳光遭原理訪的第飾一次蛋實驗購演示18地70年，Jo拌hn評T龍yn閉da魚ll證明制光線系可以圣在傳浙導(dǎo)媒涌質(zhì)的狂邊界赤上經(jīng)全反撞射，而爐沿著殺媒質(zhì)秋形狀晴彎曲覺的前柳進傳輸葬媒質(zhì)蕩問題勉的解走決——關(guān)于伸光纖齊的早演期發(fā)勇現(xiàn)與貫發(fā)明21光纖等傳光蘋的基勸本原套理全反嬸射：當光磁從光命密媒疊質(zhì)進晃入光煎疏媒扎質(zhì)時,折射枯角大鼠于入核射角當入話射角圍增大涌到某熟一角精度時,折射開角等尸于90度,此時,折射牢光完炎全消勒失，議入射坊光全籌部反毛回原租來的爹媒質(zhì)決中——光纖喝傳光暖的基辟本原而理臨界角c光密媒質(zhì)光疏媒質(zhì)icic22光纖丘的導(dǎo)占光原識理——全反勤射纖芯憂折射股率為n1包層鏈折射休率為n2n1>n2光線維將在配纖芯攪和包氧層的而界面筍上不聽斷地絞產(chǎn)生芹全反黑射而樂向前持傳播弊。n2n1包層纖芯光線光纖鬧傳光證的基楊本原捷理23關(guān)于街光纖勻的早狀期發(fā)肺現(xiàn)與窯發(fā)明純Si系O2是已裝知的炭對光運損耗允最小媽的材歌料！——對導(dǎo)尼光材徹料的以研究主集中南在石宰英玻懸璃纖棍維上所！先制竿成無包憑層玻熊璃光于纖，可以雷用于的光線督和圖孫象的逮短距脹離傳漠輸后發(fā)現(xiàn)叛使用蜜包層炎能夠撿改善犯光纖銳的特粉性光纖凈在20世紀50年代樹進入飾實用主要站用于礎(chǔ)醫(yī)療罵，如袖胃鏡榆，只幅能短腥距離亮成像殘，損東耗很輸大到20世紀60年代踩中期殃，光纖漫損耗煮仍在40凈0d墳B/妖km以上很多拜人對療光纖辭通信辯喪失疼了信弄心dB據(jù)=1堵0*魂lo悉g1淹0(輸入柜功率攔／輸拌出功晨率)4００dB對應(yīng)騙剩余訊功率真為１覽／１拜０4０?。?419酸66年，匙英籍匆華人逆高錕輩（Ch懶ar靜le價s困Ka豈o,雖19孟33年生福于上食海)發(fā)表辟堪稱妥光纖久通信鹽開山史之作私的論態(tài)文(P饑ro心c.狹I賣EE的)文章毛從理克論角匪度指已出：玻璃凈損耗鍛太高戀主要誼由其兩中的秤雜質(zhì)巡壽離子堪導(dǎo)致首；利用兼帶有紅包層豈的石尋英玻很璃纖捉維，渴可望買將損排耗降伶低到20獎dB離/k亡m(達到欣電纜激水平)；通過辮進一裹步降舒低雜駐質(zhì)濃呈度，則可以迎獲得銳遠遠盟低于20殼dB順/k效m的損溝耗值作！轉(zhuǎn)折悔點——高錕晌的偉段大預(yù)榴言！一篇榆文章足奠定墓了整匯個光刑纖通戲信產(chǎn)津業(yè)的耀基礎(chǔ)螺！高錕漸因此肉被世渣界譽剃為“溝光纖勢之父詳”25光纖塞之父——高錕19給33年出寬生于蒸中國川上海扁，先文后于19禍57年和19奮65年在虹倫敦踩大學(xué)滔獲得窯電機倚工程藥學(xué)士速和博召士學(xué)徑位。曾任楊香港羽中文正大學(xué)霸校長第。19生90年，辮獲選雞美國痛國家都工程區(qū)院院缸士，19溜96年當莖選為販中國利科學(xué)循院外焦籍院傾士。20徒09年，楚由于施在“拐有關(guān)淹光在吳纖維程中的呈傳輸案以用求于光毀學(xué)通貼信方盜面”耍取得獵了突衣破性枯成就東，獲張得諾貝偽爾物念理學(xué)北獎。國際濁上被溪公認驢尊稱途為“..脖.之父”的華低人科右學(xué)家薦？？耀？袁隆育平—雜交寫水稻貼之父陳省雁身—現(xiàn)代伸微分醒幾何弦之父2619珠98年高竹錕在憐英國海接受IE填E授予兵的獎刺章光纖歡之父——高錕20乓09年高紹錕在剝?nèi)鸬渚邮芡慈鸬渖試趵暑C發(fā)縣的諾烏貝爾企獎?wù)?719嚇68年獲回得了啟損耗賠為5d綁B/鄉(xiāng)豐km的體真材料19伶70年美沉國康適寧(C溝or宇ni王ng歷)玻璃腐公司侵宣布冶制作船出了因損耗低為20墻dB第/k趟m的石份英光墾纖以純?nèi)嗍⒍橹骱皿w，棄摻雜已不同月氧化贈物獲粉得所姐需要莫的折慎射率嗎分布程；以氣模相沉拼積工茂藝制肥作預(yù)珠制棒啊，拉案制出麻光纖潛。上述腰兩個嘉思路松直到性現(xiàn)在飽仍是乘光纖里制作掏基礎(chǔ)目前趴的實臥用化瓜水平臘：<0章.2變dB妥/k肝m光纖鮮技術(shù)扛的不劫斷發(fā)鋤展19斃70—光通妖信元五年！光纖尺通信險時代渣正式掏到來溜！恰恰裕也是19鐵70年，哀美國跡貝爾勤實驗歸室成才功地侍研制勝出能苦在室丙溫下序連續(xù)夸工作禮的半撕導(dǎo)體幫激光炭器28光纖地通信記技術(shù)坑的三答次飛黨躍20世紀60年代要。從19維62年第帖一只云半導(dǎo)夢體激唐光器評誕生飄，到19際66年高歐錕提爽出用頓玻璃逆可以姓制成笛衰減礦為20談dB分/k能m的通柔信光扔導(dǎo)纖建維，19計70年美改國康挽寧公樸司首副先制表出了20雄dB曠/k文m的光科纖，臂標志設(shè)著光咳纖通能信系醫(yī)統(tǒng)的皆實際慕研究耐條件潛得以幻玉具備藍。20世紀70年代丟。19囑70年發(fā)役明了LD的雙躺異質(zhì)體結(jié)構(gòu)衫，使玻得光團源與顛光檢寇測器棍的壽穿命都筒達到梢了10萬小淚時的實很用化傅水平鉗。19念79年發(fā)牙現(xiàn)了脖光纖13醒10遵nm和15犯50盲nm新的井低損隙耗窗惠口，嗓緊接丹著單模坊光纖問世蝕。光偏纖的躲衰減斷系數(shù)剛一下神降到0.提5d峽B/拳km。這使紗得光纖剛通信除邁進烘了實用討化階沫段，從80年代稼初開客始光呀纖通妙信便赴大步福地邁侵向了泊市場蹤蝶。29光纖幕通信饑技術(shù)塘的三征次飛促躍20世紀90年代和初。19糟89年摻役鉺光慮纖放牢大器儲（ED衡FA）的已研制赴成功撕是光剃纖通叮信新工一輪帳突破看的開晶始。ED爪FA的應(yīng)府用不禽僅解浙決了績光纖望傳輸鑄衰減茄的補瀉償問掩題，賢而且蓮為一侍批光茄網(wǎng)絡(luò)腐器件龍的應(yīng)閑用創(chuàng)略造了什條件塑。使得楊光纖額通信粉的數(shù)色字傳堂輸速烘率迅突速提智高，舌促成進了波客分復(fù)烘用技呈術(shù)的薄實用掃化30光纖敞通信牲最具垃代表任性技峽術(shù)—E下DF書A摻鉺很光纖吉放大趕器技倡術(shù)（ED勉FA）——利用根摻鉺塘光纖弊對輸犁入信等號光盒的能劑量進移行放慶大的業(yè)一種茂光放脊大技余術(shù)功能沫：提泉供光基信號丹增益毫，以貫補償絡(luò)光信柳號在廊通路驕中的虧傳輸紙衰減剪，增沙大系兇統(tǒng)的誰無中滅繼傳瞇輸距疊離。光放哈大器婦出現(xiàn)槐之前欲，光賞纖通端信的違中繼馳器采擺用光伸－電題－光(O濕-E努-O贈)變換牛方式搖，裝遭置復(fù)痕雜、凱耗能惕多光放亭大器椅出現(xiàn)側(cè)之后滿，中置繼采成用光觀－光巖（O-蘆O）變和換ED秘FA實現(xiàn)進了光救纖的詢長距垃離無敢電中崇繼全蛾光傳斧輸，政大大沈降低株了光冠纖系農(nóng)統(tǒng)的鄉(xiāng)豐成本法！直抗接推蹦動了婆光纖穩(wěn)通信崇的爆念炸式術(shù)發(fā)展旬！31波分柿復(fù)用(WD弱M:滴Wa雄ve袋le翅ng逮thDi健vi逆si馬on攤M絮ul擱ti稍pl閃ex烈in外g)技術(shù)對傳辯輸容所量的耐追求作要求禽發(fā)展舟復(fù)用凝技術(shù)提高免單路蓬傳輸黑速率科依靠OT叛DM鋪(O離pt詳ic和alTi喇me賽D伏iv蕉is良io速n尋Mu放lt習(xí)ip屑le努xi園ng科)更為瓦簡單狠和有戴效的期復(fù)用香技術(shù)—W登DM在一公根光五纖里訪同時若傳輸蘿多路襯不同宇波長箱的光借信號單路陰波長擊速率逐不用以太高拆，性極價比俯最高70年代質(zhì)已經(jīng)靈提出抓，由業(yè)于ED化FA的出肯現(xiàn)以稍及光瀉電子角器件挪技術(shù)才水平憑的發(fā)揭展而臨得到嫌飛速別發(fā)展需！Mu講lt省ip班l(xiāng)e傻xi凳ng脆:在相嗎同的瓣信道岡上利逆用相棋互正神交的籃物理詠量（飾時間械，頻松率，緣瑞偏振剖）擴更大傳繞輸容鏟量！不同煉的時院隙傳遮輸多噴路信釘號：壺短脈導(dǎo)沖產(chǎn)賀生（ps—fs)＋光仰延時彩，技崗術(shù)難趙點較然多！光纖絮通信公最具非代表甩性技琴術(shù)—W犯DM32實用株光纖螞通信絨系統(tǒng)穿的發(fā)幣展19相76年，美燦國貝劈燕爾實能驗室嘴進行薦了世界哨上第輕一個速率45群Mb夏/s傳輸10塔km的多模堆光纖晴通信眼系統(tǒng)現(xiàn)場艷試驗19泡77年美國役在芝善加哥烈兩個錯電話蠢局之何間開白通世界優(yōu)上第凡一個使用鏡多模槽光纖銅的商用莊光纖輩通信巴系統(tǒng)(距離7k肅m，波墻長85知0n櫻m，速宅率45餐Mb務(wù)/s衣)沖(我國濟第一答個商貍用光政纖通危信系諷統(tǒng)開皮通于19去82年)19獵83年日排本敷娘設(shè)了君縱貫鑒日本泊南北躲的光妄纜長受途干份線。19杰88年由躁美、丈日、秒英覆、法抖發(fā)起頓的第樂一條熟橫跨泄大西練洋海跪底光攻纜通員信系校統(tǒng)建詞成。19持89年第他一條降橫跨仆太平賤洋的槽海底拜光纜咳通信雄系統(tǒng)我建成懼。……33全球嚇海底停光纜全分布嫌情況34在20世紀80年代知中期慶，數(shù)醒字光緊纖通耐信的蘆速率辯已達臟到14塌4M制b/裝s，可集傳送19且80路電滲話，面超過隱同軸和電纜普，光纖味通信間開始貴作為核主流究被大滿量采鴉用，包在傳稅輸干朵線上電全面蹄取代劈燕電纜至19忘99年，8縱8橫光壞纖骨餅干網(wǎng)謎建成，覆侵蓋了某除臺長灣外叢所有語省會悄城市視和75％地繩市，全國殖長途捕光纜養(yǎng)達到盤20擾萬公達里，建成亞并開盈通了流中日宏、中余韓、煌亞歐門等多妹條國年際陸雜地、苗海底樂光纜20梳05持年3.辦2T僻bp穴s超歸大容伯量的光趟纖通漠信系棗統(tǒng)在朋上海徹至杭襲州開掘通到20抵07年底夜，光關(guān)纜線悶路總足長度桌達57傅7.策7萬公肯里，閑其中窮長途陳光纜噸線路贏長度頸達到79臥.2萬公務(wù)里，仿接入就網(wǎng)光堡纜線杰路長銹度15華9.親6萬公革里20名08年9月，掩中、律韓、巧美的聚六家拋公司油合建鳴的橫旬跨太褲平洋師高速勇直達樣光纜沫建成陡投產(chǎn)訴，速摩率1.紫28瞞-5穗.1嫌2T崖b/勿s，可化同時沫供19嫂20萬人紹通話紅或傳婦輸16萬路跌高清興電視多，光純纜全舌長2.貴6萬公描里我國這光纖羅通信汗系統(tǒng)弓及光灑纜線路的發(fā)展35FLAG－FiberOpticLink aroundtheGlobe架空光纜直埋光纜北京上海至歐洲至日本FLAG至韓國至朝鮮至俄羅斯至東南亞我國田光纜斧骨干策網(wǎng)分同布圖36光纖認通信稈發(fā)展鍬的五慕個階禮段37技術(shù)貼發(fā)展擦方向短波枕長