光纖通信發(fā)展簡(jiǎn)史

80年代以來(lái)，光纖通信在電信網(wǎng)中獲得了大規(guī)模應(yīng)用。其應(yīng)用場(chǎng)合已逐步從長(zhǎng)途通信、市話局間中繼通信轉(zhuǎn)向接入網(wǎng)。光纖通信的廉價(jià)、優(yōu)良的帶寬特性正使之成為電信網(wǎng)的主要傳輸手段。目前美國(guó)、歐盟以及日本等國(guó)家都已開(kāi)展了基于波分復(fù)用（WDM）的光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究，WDM全光網(wǎng)是光傳輸網(wǎng)的發(fā)展方向。光纖通信傳輸網(wǎng)有線傳輸網(wǎng)_光纖通信:波長(zhǎng)：0.8μm-1.6μm,頻率:1014-1015Hz

_電纜通信：大同軸、中同軸、小同軸無(wú)線傳輸網(wǎng)數(shù)字微波衛(wèi)星通信傳輸網(wǎng)交換網(wǎng)DDN分組交換ISDN7號(hào)信令我國(guó)傳輸網(wǎng)分：國(guó)家一級(jí)干線（連接國(guó)內(nèi)各個(gè)省之間的電信線路）國(guó)家二級(jí)干線（或稱省級(jí)干線，連接省內(nèi)地區(qū)或市的電信線路）本地線路（或稱本地網(wǎng)，地區(qū)內(nèi)或市內(nèi)連接各電信局的電信線路）光纖通信用途傳輸網(wǎng)接入網(wǎng)有線電視系統(tǒng)CATV大樓綜合布線系統(tǒng)校院網(wǎng)(局域網(wǎng))頻率（Hz）1021041061081012101410161018102010221061041021101010-210-410-610-810-1010-1210-14波長(zhǎng)名稱長(zhǎng)波中波短波超短波微波毫米波紅外線可見(jiàn)光紫外線X射線10mm1mm100μm10μm1μm100nm10nm1nm紅外線可見(jiàn)光紫外線光電磁波譜一.光纖通信發(fā)展簡(jiǎn)史1880年A.G.貝爾利用可見(jiàn)光做光電話機(jī)，證實(shí)光波可以攜帶信息1960年發(fā)明了新光源激光器后，極大的促進(jìn)了光波通信的研究激光器特性：?jiǎn)紊?、?qiáng)方向性、高亮度發(fā)展過(guò)程：60年固體紅寶石激光器61年氦-氖氣體激光器70年半導(dǎo)體激光器（體積小、耗電少、調(diào)制速度高、使用方便）1966年華裔科學(xué)家高錕博士等人提出從玻璃材料中去除雜質(zhì)可以制成衰減為20dB/km的光導(dǎo)纖維。1970年美國(guó)康寧玻璃公司根據(jù)高氏理論首先制造出衰減為20dB/km的光導(dǎo)纖維，使光導(dǎo)纖維的發(fā)展得到突破。1973年美國(guó)貝爾研究所生產(chǎn)出衰減為1dB/km的低損耗光纖1976年日本電報(bào)電話公司（NTT）制造出0.5dB/km的低損耗光纖1976年在美國(guó)亞特蘭大成功進(jìn)行了碼速率為44.7Mb/s的光通信系統(tǒng)性能試驗(yàn),從此光通信技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化階段二.光通信特點(diǎn)頻帶寬,通信容量大理論上講一根單模光纖可利用的帶寬達(dá)20THz(1THz=1012Hz)以上,現(xiàn)在最先進(jìn)的光纖通信系統(tǒng)達(dá)400GHz,而一路電話帶寬約占4KHz頻帶,一路彩色電視約占6MHz頻帶損耗低,中繼距離長(zhǎng)銅纜的損耗特性與纜的結(jié)構(gòu)尺寸及所傳輸信號(hào)的頻率有關(guān),光纜的損耗特性僅與玻璃的純度(或者說(shuō)透明度)有關(guān),高質(zhì)量望遠(yuǎn)鏡的鏡頭其損耗超過(guò)500dB/km,目前通信用光纖的最低損耗達(dá)0.2dB/km具有抗電磁干擾能力光導(dǎo)纖維是絕緣體材料,不受輸電線,電氣化鐵路及高壓設(shè)備等電器干擾,可以與高壓電線平行架設(shè),還可制成復(fù)合光纜無(wú)串話,保密性好通信質(zhì)量高線徑細(xì),重量輕,柔軟可制成大芯數(shù)高密度光纜單芯光纜可安裝在飛機(jī),火箭,潛艇及航天飛機(jī)上節(jié)約有色金屬,原材料資源豐富可節(jié)約大量銅金屬缺點(diǎn)質(zhì)地脆,機(jī)械強(qiáng)度低光纖切斷和接續(xù)需要一定的工具,設(shè)備和技術(shù)分路,耦合不靈活光纖,光纜彎曲半徑不能過(guò)小(>20CM)在偏僻地區(qū)存在有供電困難問(wèn)題三.通信用光纖、光纜光纖種類與尺寸包層纖芯包層與纖芯的主要材料均為玻璃，但它們摻雜不同的雜質(zhì)，使包層與纖芯具有不同的折射率。包層的外面還有一層保護(hù)層保護(hù)光纖簡(jiǎn)單說(shuō)模式就是指電磁場(chǎng)的“波形”光纖中光波的傳輸原理-全反射之字線傳輸n2n1n2空氣ABθMAX當(dāng)n1>n2

θ1>θc時(shí)發(fā)生全反射θc：臨界角只要滿足全內(nèi)反射條件連續(xù)改變?nèi)肷浣堑娜魏喂馍渚€都能在光纖纖芯內(nèi)傳輸入射光反射光折射光折射率n1折射率n1>n2θ1光纜干線纜(架空光纜,直埋光纜,海底光纜,復(fù)合光纜……)96芯以下局內(nèi)光纜芯數(shù)少，比光線纜柔軟用戶纜根據(jù)需要幾百芯或幾千芯,纖芯為帶狀光纖四.光纖傳輸特性光纖特性有光學(xué)特性,傳輸特性,機(jī)械特性,溫度特性等九項(xiàng),其中傳輸特性有兩個(gè)損耗特性色散特性1.損耗特性LA(P1)B(P0)α=log10LP1P0α為損耗系數(shù)損耗特性與光的工作波長(zhǎng)有關(guān),在三個(gè)工作窗口有相對(duì)小的損耗:第一窗口光工作波長(zhǎng)0.85μm,損耗稍大第二窗口光工作波長(zhǎng)1.31μm,損耗中等第三窗口光工作波長(zhǎng)1.55μm,損耗最小2.色散特性由于光纖所傳輸信號(hào)中不同模式或不同頻率成分因傳輸速度的不同而引起傳輸信號(hào)發(fā)生畸變的一種物理現(xiàn)象.色散與光的工作波長(zhǎng)有關(guān),1.31μm處是色散的最小點(diǎn).1.01.21.41.6色散激光光源頻譜圖光纖種類G.652光纖即常規(guī)單模光纖，在1310nm波長(zhǎng)工作時(shí)，理論色散值為零；在1550nm波長(zhǎng)工作時(shí)，傳輸損耗最低，但色散系數(shù)較大。單通路速率達(dá)到STM-64時(shí)，需要采取色散調(diào)節(jié)手段。G.653光纖在1550nm波長(zhǎng)工作時(shí)性能最佳，又稱為色散移位光纖。零色散點(diǎn)從1310nm移至1550nm波長(zhǎng)區(qū)。G.654光纖截止波長(zhǎng)移位的單模光纖，它的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是降低1550nm波長(zhǎng)處的衷減。主要應(yīng)用于需要很長(zhǎng)再生段距離的海底光纖通信。G.655光纖又稱之為非零色散移位單模光纖，零色散點(diǎn)移至1570nm或1510…1520nm附近，使1550nm處具有一定的色散值。色散受限距離達(dá)數(shù)百公里?？梢杂行У臏p少波分復(fù)用系統(tǒng)的四波混頻的影響。五.光通信系統(tǒng)1數(shù)字通信制式2P硬DH數(shù)字皂復(fù)用體系PDH通稿信系統(tǒng)Ples嘗ioc千hro枝nou書sDigi敲talHier漂arc掃h(yuǎn)yPDH通莫信系統(tǒng)稱轟為準(zhǔn)同步數(shù)雄字體系，英文全鵝稱如下其幀結(jié)極構(gòu)為鏈稻形:125秋μm125參μm125μ驕m交換機(jī)傳輸局A中繼站傳輸局B交換機(jī)E/OO/EE/OO/E2Mb/s8Mb/s34Mb/s140Mb/s電端機(jī)光端機(jī)×4×4×4PDH系尖統(tǒng)組成圖SDH靜通信系見(jiàn)統(tǒng)SDH霧是一種燦全新的弊傳輸體量系,解暫決了許虧多PD喂H系統(tǒng)撒解決不爸了的難塞題基于SD增H的波漂分復(fù)用系們統(tǒng)一根光纖夸里傳輸多緩個(gè)波長(zhǎng)的些光信號(hào),蔽傳輸4個(gè)藍(lán)波長(zhǎng)光信觀號(hào)的系統(tǒng)主稱4波復(fù)邊用,目前敢的最高級(jí)耕別是32倆波復(fù)用IPo麗ver丹SDH傻及IP識(shí)over崇WDMIP據(jù)ove篇rX朽是隨著疊INT鉆ERN漠ET的律發(fā)展提引出的一驗(yàn)個(gè)新課愉題，X芝選什么堂也是人桂們目前不爭(zhēng)論不拳修的問(wèn)委題3SD歇H技術(shù)1）蹦PDH瓶弱點(diǎn)與肉SDH小的產(chǎn)生PDH弱住點(diǎn)只有地紛區(qū)性的夸數(shù)字信引號(hào)速率細(xì)和幀結(jié)鄉(xiāng)豐構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)似，不存蜓在世界勇性標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有世界度性的標(biāo)準(zhǔn)渣光接口規(guī)肚范準(zhǔn)同步系貴統(tǒng)的復(fù)用墓結(jié)構(gòu)除幾為個(gè)低速率閣等級(jí)的信難號(hào)采用同扎步復(fù)用外闊，其他多迎數(shù)等級(jí)的秤信號(hào)采用睛異步復(fù)用舊，難于從梨高速信號(hào)循中識(shí)別和綱提取低速燦支路信號(hào)準(zhǔn)同步囑系統(tǒng)的蘿網(wǎng)絡(luò)運(yùn)免行、管釘理和維催護(hù)（O冶AM）瞧比特不勞夠豐富SDH濫產(chǎn)生貝爾研究乳所提出稱窗之為同步筋光網(wǎng)絡(luò)的適（SON敲ET）概蓋念，目的森是阻止互會(huì)不兼容的勢(shì)光接口的田的大量滋失生，實(shí)現(xiàn)顆標(biāo)準(zhǔn)光接癢口。1988蛙年ITU忠-T接受帳了SON撇ET概念貢，重新命牧名為同步楚數(shù)字體系疑-SDHSync甚hro脆nou虧sDigi端talHier罪arc飛hy2）S羅DH的線泄路碼速率2Mb昨/s1.5賞Mb/泉s34Mb梨/s140M挑b/s45Mb你/sSTM-行1STM-凱4STM羞-16STM-馳643）SD相H的ST辭M-1幀松結(jié)構(gòu)F1F2F3F4F5F6再生段開(kāi)銷指針復(fù)用段開(kāi)銷凈負(fù)荷270列9列9行每一幀屬的傳輸環(huán)時(shí)間是撇125感μm,奏即幀頻于是80競(jìng)00每一幀胞所傳的虛比特?cái)?shù)逐是9×腥270身×8忌=19勉440STM鑼-1信笛號(hào)的碼巖速率是史194怖40÷否125充μm=嘉155騙.52否Mb/所sSTM-絲式1155嬌Mbi種t/s21.534140醬(佳單位M現(xiàn)bit績(jī)/s)45POHC-4VC-4POHPOHPOHPOHC-3VC-334M烤bit秩/s及掃140樂(lè)Mb振it/罷s映射筋復(fù)用示掩意圖1幀1幀開(kāi)銷開(kāi)銷C：容器VC：賴虛容器POH：煎通道開(kāi)銷VC-4歇：261榨*9個(gè)字蠶節(jié)VC-婦3：8觀6*9輛個(gè)字節(jié)4）ST檢M-1信漫號(hào)復(fù)用成會(huì)STM-回4信號(hào)STM-賄4復(fù)用ttSTM必-1STM-技4七搜波分復(fù)釋用系統(tǒng)光波分復(fù)甘用（WD慕M：Wa貧vele籃ngth跌Div漫isio著nMu低ltip話lexi校ng)技芝術(shù)是在一悼根光纖中尸同時(shí)傳輸丙多波長(zhǎng)光灑信號(hào)的一首項(xiàng)技術(shù)。鹽其基本原圓理是在發(fā)僑送端將不紹同波長(zhǎng)的泡光信號(hào)組寒合起來(lái)（特復(fù)用），蹈并耦合到踏光纜線路頌上的同一垮根光纖中瀉進(jìn)行傳輸敏，在接收遞端又將組漲合波長(zhǎng)的知光信號(hào)分昂開(kāi)（解復(fù)稍用），并箏作進(jìn)一步伶處理。光合波分波器光合波分波器1221nn波分復(fù)用鑒示意圖通路分配鑄表(8通舊路）序號(hào)中心頻率（THz)波長(zhǎng)（nm)1192.101560.612192.301558.983192.501557.364192.701555.755192.901554.136193.101552.527193.301550.928193.501549.32波分復(fù)用瞧系統(tǒng)采用蕩的光器件光分波合宵波器光柵型光晝波分復(fù)用險(xiǎn)器介質(zhì)模浪濾波器惜型陣列波導(dǎo)勉光柵型光放大器光功率帆放大器光前置匹放大器光線路放慈大器有摻鉺項(xiàng)、摻鐠屋、摻鋁比、喇曼庭光纖放湯大器等光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)論換器可用于墨發(fā)送端延、接收屆端、中腥繼器WDM貴系統(tǒng)在漲傳送網(wǎng)鋸中的位刷置WDM光衡路層SDH通遙道層電路層（呀如ATM輛、IP等綠）多波長(zhǎng)復(fù)葉用頻譜圖波分復(fù)用朽系統(tǒng)的光初工作波長(zhǎng)隸選擇15繞50nm乓波長(zhǎng)窗口練，現(xiàn)在常蒸用的有4具波復(fù)用、東8波復(fù)用添、16波恩復(fù)用、3自2波復(fù)用見(jiàn)等。物理層（光纖）光傳送段層光復(fù)用段層光通道層SDHPDHATMIP光波長(zhǎng)業(yè)務(wù)OXCOXCOXCOA光通道光復(fù)用頓段光信道院層：負(fù)責(zé)為來(lái)宏自電復(fù)用稅段層的客脂戶信息選播擇路由和拳分配波長(zhǎng)診。光復(fù)用段劉層：保證相鄰講兩個(gè)波長(zhǎng)鮮復(fù)用傳輸?shù)谠O(shè)備間多倆波長(zhǎng)復(fù)用掉光信號(hào)的叔完整傳輸懸。光傳輸積段層：為光信濃號(hào)在不勁同類型李的光傳雜輸媒質(zhì)忠上提供溜傳輸功何能。全光網(wǎng)雹分層結(jié)秀構(gòu)謝謝觀看/歡迎下炎載