光纖通信概述完整版

1 光纖通信概述21.1

光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀1．光纖通信發(fā)展的里程碑

1966年高錕博士發(fā)表的論文《用于光頻的光纖表面波導(dǎo)》。

2．光纖通信發(fā)展的實質(zhì)性突破

1970年美國康寧公司制造出當(dāng)時世界上第一根超低損耗光纖。

3．光纖通信爆炸性的發(fā)展（1）光纖損耗

1970年：20dB/km；1972年：4dB/km；

1974年：1.1dB/km；1976年：0.5dB/km；

1979年：0.2dB/km；1990年：0.14dB/km。31.1

光纖通信的發(fā)展現(xiàn)狀

（2）光器件光發(fā)送器件：砷化鎵鋁半導(dǎo)體激光器→異質(zhì)結(jié)條形激光器→分布反饋式激光器（DFB-LD）和多量子阱（MQW）激光器。光接收器件：Si-PIN→APD。（3）光纖通信系統(tǒng)從小容量到大容量、從短距離到長距離、從PDH→SDH→DWDM。在智能光網(wǎng)絡(luò)（ION）、光分插復(fù)用器（OADM）、光交叉連接設(shè)備（OXC）等方面也取得巨大進展。41.2

光纖通信的光波波譜

1．光波波譜光波是電磁波，光波范圍包括紅外線、可見光、紫外線，其波長范圍為：300μm～6×10?3μm?？梢姽庥杉t、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的連續(xù)光波組成，其中紅光的波長最長，紫光的波長最短。波長再短就是X射線、γ射線。電磁波波譜圖如圖1-1所示。51.2

光纖通信的光波波譜圖1-1電磁波波譜圖61.2

光纖通信的光波波譜

2．光纖通信的光波波譜光纖通信的波譜在1.67×1014Hz～3.75×1014Hz之間，即波長在0.8μm～1.8μm之間，屬于紅外波段，將0.8μm～0.9μm稱為短波長，1.0μm～1.8μm稱為長波長，2.0μm以上稱為超長波長。各種單位的換算公式如表1-1所示。表1-1 各種單位的換算公式c＝3×108m/s1MHz（兆赫）＝106Hzλ＝c/f1GHz（吉赫）＝109Hz1μm（微米）＝10?6m1THz（太赫）＝1012Hz1nm（納米）＝10?9m1PHz（拍赫）＝1015Hz1?（埃）＝10?10m71.3光纖通信系統(tǒng)的基本組成與分類

1.3.1光纖通信系統(tǒng)的基本組成所謂光纖通信，就是利用光纖來傳輸攜帶信息的光波以達到通信的目的。數(shù)字光纖通信系統(tǒng)方框圖如圖1-2所示。由光發(fā)射機、光纖和光接收機組成。圖1-2數(shù)字光纖通信系統(tǒng)方框圖81.3光纖通信系統(tǒng)的基本組成與分類

光發(fā)射機的作用就是進行電/光轉(zhuǎn)換，并把轉(zhuǎn)換成的光脈沖信號碼流輸入到光纖中進行傳輸。光源器件一般是LED和LD。光纖：完成光波的傳輸。光接收機的作用就是進行光/電轉(zhuǎn)換。光收器件一般是PIN和APD。91.3光纖通信系統(tǒng)的基本組成與分類

1.3.2光纖通信系統(tǒng)的分類

1．按傳輸信號分類（1）數(shù)字光纖通信系統(tǒng)（2）模擬光纖通信系統(tǒng)

2．按波長和光纖類型分類（1）短波長（0.85μm左右）多模光纖通信系統(tǒng)（2）長波長（1.31μm）多模光纖通信系統(tǒng)（3）長波長（1.31μm）單模光纖通信系統(tǒng)（4）長波長（1.55μm）單模光纖通信系統(tǒng)101.4光纖通信的特點與應(yīng)用

1.4.1光纖通信的特點（1）通信容量大（2）中繼距離長（3）保密性能好（4）適應(yīng)能力強（5）體積小、重量輕、便于施工和維護（6）原材料來源豐富，潛在價格低廉（7）光纖通信同樣也存在著如下缺點：①需要光/電和電/光變換部分；②光直接放大難；③電力傳輸困難；④彎曲半徑不宜太小；⑤需要高級的切斷接續(xù)技術(shù)；⑥分路耦合不方便。111.4光纖通信的特點與應(yīng)用

1.4.2光纖通信的應(yīng)用（1）光纖在公用電信網(wǎng)間作為傳輸線。（2）局域網(wǎng)中的應(yīng)用。（3）光纖寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)及光纖用戶線。（4）作為危險環(huán)境下的通信線。諸如發(fā)電廠、化工廠、石油庫等場所。（5）滿足不同網(wǎng)絡(luò)層面的應(yīng)用。核心網(wǎng)層面、城域網(wǎng)層面、局域網(wǎng)層面等。（6）應(yīng)用于專網(wǎng)。光纖通信主要應(yīng)用于電力、公路、鐵路、礦山等通信專網(wǎng)。121.5光纖通信的發(fā)展趨勢

1．目前的進展情況（1）光纖通信的基礎(chǔ)研究方面（2）光纖研制方面（3）無源光器件研制方面（4）光傳輸設(shè)備和系統(tǒng)的研究方面（5）光接入網(wǎng)的研究方面（6）理論研究方面

131.5