概論06：光纖通信技術(shù)

光纖通信技術(shù)1概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁(yè)!光纖通信內(nèi)容一、光纖通信概述二、光纖通信原理三、光纖通信系統(tǒng)四、光纖通信特點(diǎn)五、光纖傳輸技術(shù)六、光纖通信新技術(shù)2概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁(yè)!一、光纖通信概述1、光纖通信—基本概念2、光纖通信—誕生歷史3、光纖通信—光纖制造4、光纖通信—敷設(shè)方式5、光纖通信—發(fā)展里程6、光纖通信—戰(zhàn)略地位7、光纖通信—我國(guó)現(xiàn)狀3概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁(yè)!1.2、光纖通信—誕生歷史最早的光通信：用于傳遞信息的烽火臺(tái)光通信的基本要素：

光源——

烽火發(fā)送——

點(diǎn)火或燃煙接收——

人的眼睛傳播媒介——

大氣傳送信息——

有無(wú)敵情協(xié)議——

有信號(hào)則救援4概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁(yè)!

由于19世紀(jì)先后發(fā)明了電報(bào)、電話等電信設(shè)備，使光通信方法受到冷落。雖然人們意識(shí)到如果采用光波作為載波，通信容量可望提高幾個(gè)數(shù)量級(jí)，但直到20世紀(jì)50年代末仍然找不到通信所必須的相干光源和合適的傳輸介質(zhì)。51.2、光纖通信—誕生歷史概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁(yè)!激光器的發(fā)明階段—理論基礎(chǔ)：

1916年，愛(ài)因斯坦提出的受激輻射概念是激光器的理論基礎(chǔ)。受激輻射可以對(duì)光進(jìn)行放大且產(chǎn)生的光是相干光，即多個(gè)光子的發(fā)射方向、頻率、相位偏振完全相同。6概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁(yè)!第三階段—

紅寶石激光器：發(fā)明者：西奧多.梅曼（美國(guó)）時(shí)間：1960年梅曼在佛羅里達(dá)州邁阿密的實(shí)驗(yàn)室里研制成功世界上臺(tái)激光器。他用一個(gè)高強(qiáng)閃光燈管來(lái)刺激紅寶石水晶里的鉻原子，從而產(chǎn)生一條相當(dāng)集中的纖細(xì)紅色光柱，當(dāng)它射向某一點(diǎn)時(shí)，發(fā)出的激光強(qiáng)度為太陽(yáng)光的1000倍。

7概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁(yè)!8通信光纖一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)

希臘的一位制玻璃工人意外地發(fā)現(xiàn)，光能毫無(wú)散射地從玻璃棒的一端傳到另一端。這已經(jīng)初步揭示了光在玻璃上的傳播規(guī)律。概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁(yè)!通信光纖早期的應(yīng)用（醫(yī)用胃鏡、喉鏡）

1958年，光的傳播規(guī)律在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到應(yīng)用。由2500根細(xì)玻璃纖維制成的“內(nèi)窺鏡”，將光引到人體胃內(nèi)，使醫(yī)生不用開(kāi)刀，就可以看到胃里的情況。這些已有的發(fā)現(xiàn)、發(fā)明無(wú)疑給科學(xué)家增添了信心。他們?cè)谶@基礎(chǔ)上，進(jìn)行更深入的探討。主要問(wèn)題-衰減

1960年1000dB/km10dB10-120dB10-21000dB10-100

9概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁(yè)!102009年12月10日瑞典首都斯德哥爾摩瑞典國(guó)王卡爾十六世古斯塔夫?yàn)楦咤K博士頒獎(jiǎng)概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁(yè)!1.3、光纖通信－光纖的制造要求：①光纖原材料的純度必須很高②必須防止雜質(zhì)、氣泡混入③要正確控制折射率的分布④正確控制光纖的結(jié)構(gòu)尺寸⑤盡量減小光纖表面的傷痕損害，提高光纖機(jī)械強(qiáng)度。同樣衰減3dB

普通玻璃：幾厘米 高級(jí)光學(xué)玻璃：幾米

20dB/km光纖：150米11概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁(yè)!1.5、光纖通信的發(fā)展里程?1970年，美國(guó)康寧(Corning)公司研制成功損耗20dB/km的石英光纖。把光纖通信推向一個(gè)新階段，被定為光通信的元年。?1972年，康寧公司高純石英多模光纖損耗降低到4dB/km。?1973年，美國(guó)貝爾(Bell)實(shí)驗(yàn)室的光纖損耗降低到2.5dB/km。1974年降低到1.1dB/km。

?1976年，日本電報(bào)電話(NTT)公司將光纖損耗降低到0.47dB/km(波長(zhǎng)1.2μm)。

?1979年是0.20dB/km，1984年是0.157dB/km，1986年是0.154dB/km，接近了光纖最低損耗的理論極限。12概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁(yè)!光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為三個(gè)階段：

?階段(1966~1976年)，這是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)時(shí)期。?第二階段(1976~1986年)，這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時(shí)期。

?第三階段(1986~)，這是以超大容量超長(zhǎng)距離為目標(biāo)、全面深入開(kāi)展新技術(shù)研究的時(shí)期。13概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁(yè)!1.7、光纖通信－我國(guó)的現(xiàn)狀1974年研究低損耗光纖和光通信70年代中期研制出低損耗光纖和激光器1979年建成了市話光纜通信試驗(yàn)系統(tǒng)80年代末光纖通信關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平1991年起不再發(fā)展長(zhǎng)途電纜通信系統(tǒng)“八五”期間建成了22條光纜干線1999年1月建成高傳輸速率的一級(jí)干線14概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁(yè)!2.1、通信光纖－基本結(jié)構(gòu)15光纖由直徑大約為0.01mm的細(xì)玻璃絲構(gòu)成。它透明、纖細(xì)，具有把光封閉在其中并沿軸向進(jìn)行傳播的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)，它由折射較高的纖芯和折射率較低的包層組成，通常為了保護(hù)光纖，包層外還往往覆蓋一層塑料加以保護(hù)，包層直徑一般為125μm。纖芯1.462~1.467包層1.45~1.46概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁(yè)!162.2、光學(xué)原理－反射折射全反射定理：光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大到一定的角度時(shí)，折射光就會(huì)全部消失。

概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁(yè)!17最佳傳輸窗口(紅外區(qū)域)光以850nm、1310nm和1550nm三種波長(zhǎng)通過(guò)光纖時(shí)，所受的衰減要比以其它波長(zhǎng)通過(guò)時(shí)小得多。光纖中傳輸?shù)墓馐鞘裁搭伾?？概?6：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁(yè)!2.5、光纖分類—塑料光纖制造材料高度透明的有機(jī)玻璃主要優(yōu)點(diǎn)成本低廉，芯徑較大，與光源的耦合效率高，耦合進(jìn)光纖的光功率大，使用方便。主要缺點(diǎn)由于損耗較大，帶寬較小，只適用于短距離低速率通信，如短距離計(jì)算機(jī)網(wǎng)鏈路、船舶內(nèi)、汽車內(nèi)通信等。18概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁(yè)!2.5、光纖分類—單模光纖主要特點(diǎn)中心玻璃芯很細(xì)（為9μm），只能傳一種模式的光。模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊，但還存在著材料和波導(dǎo)色散，對(duì)光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。低損耗窗口在1310nm波長(zhǎng)處，單模光纖的材料色散和波導(dǎo)色散一正、一負(fù)，大小相等。19概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁(yè)!光纖傳輸?shù)摹按翱凇保汗鈧鬏斨袚p耗最小的波長(zhǎng)點(diǎn)被稱做“窗口”光纖的三個(gè)“窗口”0850nm、1310nm

和1550nm

3dB/km

0.35dB/km

0.15dB/km20概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁(yè)!三、基本光纖通信系統(tǒng)1、光纖通信—系統(tǒng)組成2、子系統(tǒng)—電發(fā)射端機(jī)3、子系統(tǒng)—光發(fā)射端機(jī)4、子系統(tǒng)—光中繼器5、子系統(tǒng)—光接收機(jī)21概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁(yè)!3.2、子系統(tǒng)－電發(fā)射端機(jī)主要功能：PCM(脈沖編碼調(diào)制）對(duì)模擬信號(hào)抽樣、量化和編碼。多路復(fù)用（采用頻分FDM、時(shí)分TDM）多路復(fù)用：是指將多路信號(hào)組合在一條物理信道上進(jìn)行傳輸，到接收端再用專門的設(shè)備將各路信號(hào)分離出來(lái)?？梢蕴岣咄ㄐ啪€路的利用率。

22概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁(yè)!3.4、子系統(tǒng)—光中繼器必要性：由于受發(fā)送光功率、接收機(jī)靈敏度、光纖線路損耗、甚至色散等因素的影響及限制，光端機(jī)之間的最大傳輸距離是有限的。舉例說(shuō)明：在1310nm工作區(qū)光端機(jī)的最大傳輸距離一般在50～70km。主要作用：補(bǔ)償光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減對(duì)波形失真的脈沖進(jìn)行整形23概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁(yè)!3.4、光中繼器—現(xiàn)代方法24摻鉺光纖放大器（EDFA）實(shí)現(xiàn)了光中繼。概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁(yè)!四、光纖通信的特點(diǎn)1、傳輸頻帶寬，通信容量大2、線路損耗低，傳輸距離遠(yuǎn)3、抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用范圍廣4、線徑細(xì)，重量輕5、抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)6、光纖制造資源豐富7、光纖的缺點(diǎn)——脆弱25概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁(yè)!4.2、線路損耗低，距離遠(yuǎn)傳輸距離美國(guó)的Crovis公司在芝加哥到西雅圖的3200km上成功地實(shí)現(xiàn)了160×2.5G信號(hào)的傳輸。在當(dāng)時(shí)，創(chuàng)造了波長(zhǎng)數(shù)最多，無(wú)電再生傳輸距離最長(zhǎng)的現(xiàn)場(chǎng)傳輸世界記錄。26概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁(yè)!4.4、線徑細(xì)，重量輕軍事用途美國(guó)首先在軍用飛機(jī)上用光纖代替了電纜，不但降低了成本，節(jié)約了空間，而且增加了靈活性和抗干擾能力。應(yīng)用舉例美國(guó)用光纖代替了A7飛機(jī)上的電纜，飛機(jī)的重量減輕了12.25Kg。這個(gè)數(shù)字可不是一個(gè)小數(shù)字，因?yàn)楦鶕?jù)計(jì)算，高性能的飛機(jī)每增加1磅(16盎司,453.592克）的重量，成本就要增加1萬(wàn)美元。2718芯光纜：150kg/km18芯同軸電纜：11t/km概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁(yè)!4.5、抗化學(xué)腐蝕能力強(qiáng)適用環(huán)境光纖的使用環(huán)境溫度范圍寬，受溫度、季節(jié)等的變化影響很小；并且使用壽命很長(zhǎng)?？够瘜W(xué)腐蝕能力強(qiáng)。28概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁(yè)!4.7、光纖的主要缺點(diǎn)主要缺點(diǎn)光纖質(zhì)地脆機(jī)械強(qiáng)度低需要比較好的切割及連接技術(shù)分路、耦合比較麻煩。光纖怕水29概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁(yè)!5.1、SDH技術(shù)－產(chǎn)生背景PDH缺陷準(zhǔn)同步數(shù)據(jù)傳輸體系，從早期話音通信傳輸演變而來(lái)。用戶需求PDH適用于傳統(tǒng)的點(diǎn)到點(diǎn)的通信方式。隨著數(shù)字通信的迅速發(fā)展，點(diǎn)到點(diǎn)的直接傳輸越來(lái)越少，PDH不能適應(yīng)現(xiàn)代電信業(yè)務(wù)的發(fā)展.30概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁(yè)!5.2、SDH技術(shù)－發(fā)展歷史初步概念由美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室提出來(lái)的，由一整套分等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字傳送結(jié)構(gòu)組成的，適用于各種經(jīng)適配處理的凈負(fù)荷在物理媒體上進(jìn)行傳送，稱為SONET。正式接受CCITT于1988年接受了SONET概念，并重新命名為同步數(shù)字體系（SDH），使之成為不僅適用于光纖，也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g(shù)體制。31概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁(yè)!5.4、SDH技術(shù)－基本概念SDH定義由SDH網(wǎng)絡(luò)單元組成的，在光纖上進(jìn)行同步信息傳輸、復(fù)用和交叉連接的網(wǎng)絡(luò)。主要特點(diǎn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口，簡(jiǎn)化了信號(hào)的互通以及信號(hào)的傳輸、復(fù)用、交叉連接和交換過(guò)程。有一套標(biāo)準(zhǔn)化的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，稱為STM-1，STM-4和STM-16，并具有一種塊狀幀結(jié)構(gòu)，能夠支持網(wǎng)絡(luò)的OAM。32概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁(yè)!5.6、SDH網(wǎng)絡(luò)－主要特點(diǎn)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)充分利用光纖高帶寬的特性，將傳輸速率大大提高；統(tǒng)一了北美制式1.544M和歐洲制式2.048M；使用標(biāo)準(zhǔn)的光接口，使得不同廠家的產(chǎn)品可以在光接口上實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，橫向兼容；一步復(fù)用只需利用軟件即可使高速信號(hào)一次直接分插出低速支路信號(hào)；SDH可使網(wǎng)絡(luò)管理功能大大加強(qiáng)。33概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁(yè)!6.1、DWDM技術(shù)—基本思路波分復(fù)用在光纖通信系統(tǒng)中也可以采用光的頻分復(fù)用的方法來(lái)提高系統(tǒng)的傳輸容量，在接收端采用解復(fù)用器將各信號(hào)光載波分開(kāi)。稱為波分復(fù)用。34CWDM20nm（疏松波分間隔）DWDM0.2nm–1.2nm（密集波分間隔）概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁(yè)!雙向傳輸只需將兩個(gè)方向的信號(hào)分別安排在不同波長(zhǎng)傳輸即可。多路傳輸根據(jù)波分復(fù)用器的不同，可以復(fù)用的波長(zhǎng)數(shù)也不同，從幾個(gè)至幾十個(gè)，上百個(gè)不等。DWDM技術(shù)使得光纖通信容量大增35概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁(yè)!放大器EDFA摻鉺光纖放大器，是一種對(duì)信號(hào)光放大的一種有源光器件。主要意義摻餌光纖放大器的誕生是光纖通信領(lǐng)域革命性的突破，它使長(zhǎng)距離、大容量、高速率的光纖通信成為可能，是DWDM系統(tǒng)及未來(lái)高速系統(tǒng)、全光網(wǎng)絡(luò)不可缺少的重要器件。36概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁(yè)!376.3、光孤子技術(shù)—基本概念光孤子通信系統(tǒng)的構(gòu)成光孤子通信系統(tǒng)方框圖概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁(yè)!6.4、全光網(wǎng)AON—基本概念基本概念信號(hào)只是在進(jìn)出網(wǎng)絡(luò)時(shí)進(jìn)行電/光變換和光/電變換，在網(wǎng)絡(luò)中傳輸和交換過(guò)程中始終都是以光的形式進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)；以波長(zhǎng)路由光交換技術(shù)和波分復(fù)用傳輸技術(shù)為基礎(chǔ)，在光域上實(shí)現(xiàn)信息的高速傳輸和交換。簡(jiǎn)單類比城市交通中的立交橋，沒(méi)有紅綠燈；38概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁(yè)!39概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁(yè)!6.4、全光網(wǎng)—網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)0級(jí)網(wǎng)絡(luò)用戶LAN，各自連接若干用戶的光終端。1級(jí)網(wǎng)絡(luò)許多城域網(wǎng)，它們各自設(shè)置波長(zhǎng)路由器連接若干個(gè)0級(jí)網(wǎng)。2級(jí)網(wǎng)絡(luò)可以看作全國(guó)或國(guó)際的骨干網(wǎng)，利用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器或交換機(jī)連接所有的1級(jí)網(wǎng)。40概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁(yè)!6.4、全光網(wǎng)—應(yīng)用前景全光傳輸傳輸系統(tǒng)中，全程不需要任何光/電和電/光的轉(zhuǎn)換。長(zhǎng)距離傳輸完全靠光波沿光纖傳播，稱為發(fā)端與收端間點(diǎn)對(duì)點(diǎn)全光傳輸。完整全光網(wǎng)信號(hào)處理、儲(chǔ)存、交換以及多路復(fù)用/分用、進(jìn)網(wǎng)/出網(wǎng)等功能都要由光技術(shù)完成，完成端到端的光傳輸、交換和處理等功能，即完整的全光網(wǎng)。41概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第41頁(yè)!1.1、光纖通信－基本概念光纖通信：利用光波為載波、以光導(dǎo)纖維作為傳輸媒質(zhì)的通信方式載波：位于電磁波譜的近紅外區(qū)，范圍為1014～1015Hz特點(diǎn)潛在通信容量極大,帶寬近1015Hz42概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第42頁(yè)!

貝爾的光電話原理示意圖：43弧光燈送話器拋物面鏡光探測(cè)器受話器貝爾概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第43頁(yè)!更好的光源穩(wěn)定激光器，使光源更加可靠、穩(wěn)定更好的傳輸媒介低損耗的傳輸介質(zhì)（光纜），讓光波在閉合的光纜中傳輸。441.2光纖通信——誕生歷史概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第44頁(yè)!第二階段—微波受激放大器：

量子力學(xué)的建立和發(fā)展使人們對(duì)微觀結(jié)構(gòu)及運(yùn)動(dòng)規(guī)律有了更深入的認(rèn)識(shí)。

1951年美國(guó)物理學(xué)家查爾斯.湯司經(jīng)過(guò)3年的研究，把處于激發(fā)態(tài)的氨分子裝入一個(gè)金屬小盒，當(dāng)微波射入小盒時(shí)，就發(fā)出了一束純而強(qiáng)的微波射束。

45概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第45頁(yè)!LASER：

受激發(fā)射的光放大 受激輻射式光頻放大器知識(shí)產(chǎn)權(quán)：古爾德(激光一詞的始創(chuàng)者)湯司（書面工作早于前者）梅曼（激光發(fā)明權(quán)無(wú)可爭(zhēng)議）激光器的發(fā)明是20世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的一項(xiàng)重大成就，它使人們終于有能力駕馭尺度極小、數(shù)量極大、運(yùn)動(dòng)極混亂的分子和原子的發(fā)光過(guò)程

46概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第46頁(yè)!47通信光纖光傳導(dǎo)現(xiàn)象英國(guó)科學(xué)家丁麥爾發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象：光和水流一起呈弧線狀落到地面。光出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象嗎？概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第47頁(yè)!通信光纖基本設(shè)想高錕在1966年7月提出，只要能設(shè)法降低玻璃纖維的雜質(zhì)，就有可能使光纖的損耗從1000dB/km降低到20dB/km，從而有可能用于通信。光纖誕生世界上根低損耗(20dB/km)的石英光纖誕生于1970年。美國(guó)康寧玻璃公司的馬瑞爾、卡普隆、凱克研制成功。48概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第48頁(yè)!1.3、光纖通信－光纖的制造材料：二氧化硅（SiO2

）又稱硅石，自然界分布很廣，如：石英砂。制作方法：

1、直接熔化法高溫將熔融狀態(tài)的石英，去除雜質(zhì)直接制成光纖。

2、汽相氧化法氧化反應(yīng)生成SiO2微粒，而后將其制成預(yù)制棒，拉絲成纖。

3、最后進(jìn)行涂覆、套塑，成為光纜。49概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第49頁(yè)!1.4、光纖通信－敷設(shè)方式架空光纜：架掛在電桿上使用的光纜(吊線、自承)直埋光纜：外部有保護(hù)的鎧裝，直接埋設(shè)在地下管道光纜：裝入水泥、鋼管、塑料管內(nèi)埋設(shè)地下水底光纜：敷設(shè)于水底穿越河流、湖泊、海洋50概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第50頁(yè)!

?1976年和1978年，日本先后進(jìn)行了速率為34Mb/s的突變型多模光纖通信系統(tǒng)，以及速率為100Mb/s的漸變型多模光纖通信系統(tǒng)的試驗(yàn)。?1980年，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化FT-3光纖通信系統(tǒng)投入商業(yè)應(yīng)用。

?1983年敷設(shè)了縱貫日本南北的光纜長(zhǎng)途干線。

?

隨后，由美、日、英、法發(fā)起的條橫跨大西洋TAT-8海底光纜通信系統(tǒng)于1988年建成。

?條橫跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光纜通信系統(tǒng)于1989年建成。從此，海底光纜通信系統(tǒng)的建設(shè)得到了全面展開(kāi)，促進(jìn)了全球通信網(wǎng)的發(fā)展。

?現(xiàn)在，光纖通信承載了全世界80%以上的電信業(yè)務(wù)51概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第51頁(yè)!1.6、光纖通信－戰(zhàn)略地位重要性各種通信網(wǎng)的主要傳輸方式；跨國(guó)通信已廣泛鋪設(shè)到了大西洋、太平洋海底，使全球通信變得非常簡(jiǎn)單快捷。廣泛性目前發(fā)達(dá)國(guó)家又把光纜鋪設(shè)到住宅，實(shí)現(xiàn)了光纖到辦公室、光纖到家庭。52概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第52頁(yè)!二、光纖通信基本原理1、通信光纖—基本結(jié)構(gòu)2、光學(xué)原理—反射折射3、通信光纖—光的分類4、通信光纖—傳輸原理5、通信光纖—光纖分類6、通信光纖—衰減因素53概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第53頁(yè)!通信光纖—實(shí)際結(jié)構(gòu)54概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第54頁(yè)!2.3、通信光纖—光的分類55微波概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第55頁(yè)!2.4、通信光纖－傳輸原理56滿足全反射定律，光全部返回。只要彎曲不十分厲害，光也不會(huì)折射到包層中去概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第56頁(yè)!2.5、光纖分類—多模光纖制造材料：石英主要特點(diǎn)：中心玻璃芯較粗（50或62.5μm），可傳多種模式的光。模間色散較大，限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率，隨距離的增加會(huì)更加嚴(yán)重。57概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第57頁(yè)!2.6、通信光纖—衰減因素本征（固有損耗）固有吸收（粒子吸光振動(dòng)發(fā)熱）瑞利散射（空間微粒光的散射）彎曲：部分光纖內(nèi)的光會(huì)損失。擠壓：受到擠壓時(shí)產(chǎn)生微小的彎曲。雜質(zhì)：雜質(zhì)吸收和散射。不均勻：材料的折射率不均勻。對(duì)接：光纖對(duì)接時(shí)產(chǎn)生的損耗58概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第58頁(yè)!光纖傳感技術(shù)光纖溫度傳感器光纖位移傳感器光纖振動(dòng)傳感器光纖電壓傳感器光纖液位傳感器“探索一代”光譜雷達(dá)59概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第59頁(yè)!3.1、光纖通信－系統(tǒng)組成

60光纖，中繼放大器、EDFA等接收光信號(hào)，并從中提取信息，然后轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，最后得到對(duì)應(yīng)的話音、圖象、數(shù)據(jù)等信息。包括所有的信號(hào)源，它們是話音、圖象、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)經(jīng)過(guò)信源編碼所得到的信號(hào)將信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)，先后用過(guò)的光波窗口有850、1310和1550nm。概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第60頁(yè)!3.3、子系統(tǒng)—光發(fā)射端機(jī)基本組成：光源、驅(qū)動(dòng)器、調(diào)制器主要功能：將電端機(jī)的電信號(hào)對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制，成為已調(diào)光波，再將已調(diào)的光信號(hào)耦合到光纖或光纜去傳輸；

61概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第61頁(yè)!623.4、光中繼器—傳統(tǒng)方法光－電－光（O-E-O）光電檢測(cè)器先將光纖送來(lái)的非常微弱的并失真了的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，通過(guò)再放大(Reamplifying)、再整形(Reshaping)、再定時(shí)(Retiming)，還原成電脈沖信號(hào)（稱“3R”中繼器）。然后用這一電脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)激光器發(fā)光，又將電信號(hào)變換成光信號(hào)，向下一段光纖發(fā)送出光脈沖信號(hào)。光電檢測(cè)器前置放大器主放大器整形電路判決電路調(diào)制電路光源自動(dòng)功率控制定時(shí)自動(dòng)增益概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第62頁(yè)!3.5、子系統(tǒng)—光接收機(jī)基本組成光檢測(cè)器和光放大器等組成主要功能將光纖或光纜傳輸來(lái)的光信號(hào)，經(jīng)光檢測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)。再將這微弱的電信號(hào)經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端機(jī)去。63概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第63頁(yè)!4.1、傳輸頻帶寬，容量大通信容量貝爾實(shí)驗(yàn)室1999年展示了全球首個(gè)傳輸速度達(dá)3Tb/s的遠(yuǎn)距離數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。在300公里長(zhǎng)的實(shí)驗(yàn)光纖上，創(chuàng)造出了每秒傳輸信息3.28Tb的紀(jì)錄?？扇菁{20億路電話和5000萬(wàn)套電視節(jié)目傳輸“大不列顛百科全書”僅需4.7秒64概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第64頁(yè)!4.3、抗干擾能力強(qiáng)，應(yīng)用廣天然干擾：如雷電、電離層的變化和太陽(yáng)黑子的活動(dòng)等；工業(yè)干擾：如電動(dòng)馬達(dá)、高壓電力線等，甚至還有可能發(fā)生核爆炸干擾?？垢蓴_的原因：石英介質(zhì)構(gòu)成，是絕緣體，不怕雷電和高壓，不受電磁干擾；載波是頻率很高的光波，而各種干擾的頻率一般都比較低。65概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第65頁(yè)!661942年4月18日從航空母艦上起飛的B-25轟炸機(jī)對(duì)日本本土進(jìn)行轟炸概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第66頁(yè)!4.6、原材料隨處可見(jiàn)原材料普遍性資源豐富的二氧化硅，說(shuō)得更通俗一點(diǎn)就是隨處可見(jiàn)的砂子原材料節(jié)省性用1公斤的高純度的石英玻璃可以拉制幾千公里的光纖，相比之下，制造1公里18管同軸電纜需要耗120公斤的銅，或500公斤的鉛。67概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第67頁(yè)!五、光纖傳輸技術(shù)—SDH1、SDH技術(shù)——產(chǎn)生背景2、SDH技術(shù)——發(fā)展歷史3、SDH技術(shù)——標(biāo)準(zhǔn)形成4、SDH技術(shù)——主要特點(diǎn)5、SDH傳輸網(wǎng)—基本概念6、SDH傳輸網(wǎng)—基本單元68SDH:SynchronousDigitalHierarchy同步數(shù)字體系概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第68頁(yè)!技術(shù)條件以微處理器支持的智能網(wǎng)絡(luò)單元的出現(xiàn)一種有機(jī)地結(jié)合了高速大容量光纖傳輸技術(shù)和智能網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的新體制。69相比于PDH技術(shù)統(tǒng)一比特率，統(tǒng)一接口標(biāo)準(zhǔn)(設(shè)備兼容性)網(wǎng)絡(luò)管理能力大大加強(qiáng)（管理智能化）提出了自愈網(wǎng)的概念（自動(dòng)恢復(fù)能力）采用數(shù)字復(fù)接技術(shù)，上下支路信號(hào)簡(jiǎn)單概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第69頁(yè)!5.3、SDH技術(shù)－標(biāo)準(zhǔn)形成接口標(biāo)準(zhǔn)為了建立世界性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，CCITT在光電接口、設(shè)備功能和性能、管理控制以及協(xié)議信令方面進(jìn)行了重要修改和擴(kuò)展，并于1988年至1990年分別通過(guò)了有關(guān)SDH的9個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，涉及比特率、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、復(fù)用結(jié)構(gòu)、復(fù)用設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)管理、線路系統(tǒng)和光接口。標(biāo)準(zhǔn)完善1992年又通過(guò)了4個(gè)有關(guān)SDH信息模型、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和抖動(dòng)性能的新建議。1993年還通過(guò)2個(gè)新建議。70概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第70頁(yè)!5.5、SDH網(wǎng)絡(luò)－基本單元基本單元同步光纜線路系統(tǒng)、同步復(fù)用器SM、分插復(fù)用器ADM和同步數(shù)字交叉連接設(shè)備SDXC等等。主要特點(diǎn)能夠在基本光纜段上實(shí)現(xiàn)橫向兼容性，即允許不同廠家設(shè)備在光路上互通；它有一套特殊的復(fù)用結(jié)構(gòu)，允許現(xiàn)存PDH、SDH和B-ISDN信號(hào)都能進(jìn)入其幀結(jié)構(gòu)，因而具有廣泛的適應(yīng)性。71概論06：光纖通信技術(shù)共80頁(yè)，您現(xiàn)在瀏覽的是第71頁(yè)!六、光纖通信的新技術(shù)1、DWDM密集波分復(fù)用技術(shù)2、EDFA摻鉺光放大技術(shù)3、光孤子技術(shù)4、全光網(wǎng)絡(luò)72