[信息與通信]1光纖通信緒論新版本(已修改)
2025-01-15 23:23 本頁面
【正文】 光纖通信 課程基本情況 ? 教材： 《 光纖通信 》 聶兵 ? 北京理工大學出版社 ? 參考書目： ? 劉增基 :《 光纖通信 》 ? 李玉權(quán) :《 光波導理論與技術 》 ? 先修課程： ? 信號與系統(tǒng) ? 概率論與隨機過程 ? 通信原理 ? 電磁場與微波技術 ? 數(shù)字與模擬電路 ? 計算機網(wǎng)絡 課程準備 課程學習意義 ? 自 20世紀 90年代以來，光纖通信一直以驚人的速度發(fā)展著，為通信網(wǎng)絡提供了難以想象的傳輸帶寬，成為信息網(wǎng)絡最主要的傳輸手段； ? 目前，在世界范圍內(nèi)都形成擁有巨大傳輸帶寬的光纖通信網(wǎng)絡； ? 光纖通信系統(tǒng)不僅在骨干網(wǎng)中發(fā)揮著重要的作用，其巨大帶寬使得光纖稱為用戶寬帶接入的終極解決方案，例如光纖到戶（ FTTH）能夠為用戶提供視頻數(shù)據(jù)和語音服務； ? 本課程能夠為今后工作打下良好基礎。 課程主要內(nèi)容 光纖通信系統(tǒng)是以光纖為傳輸媒介，光波為載波的通信系統(tǒng)。主要由光發(fā)送機、光纖光纜、中繼器和光接收機組成。本課程將系統(tǒng)講敘它們的基本原理和關鍵技術。 ? 內(nèi)容 □ 光纖光纜， 光無源器件 □ 光發(fā)射機 □ 光接收機 □ 光纖系統(tǒng) ,系統(tǒng)設計 □ 新技術 11 光纖通信發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀 探索時期的光通信 現(xiàn)代光纖通信 國內(nèi)外光纖通信發(fā)展的現(xiàn)狀 1 2 光通信與電通信 光纖通信的優(yōu)點 光纖通信的應用 1 3 光纖通信系統(tǒng)的基本組成 發(fā)射和接收 基本光纖傳輸系統(tǒng) 數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng) 第 1 章 概 論 ? 光通信的相關定義 ? 光通信 ：指一切運用光作為載體而傳送信息的所有通信方式的總稱。包括：大氣、光波導。 ? 早期的光通信 通信方式 ?中國古代用“烽火臺”報警 ?通過手勢傳遞信息 探索時期的光通信 缺點 ? 低數(shù)據(jù)速率 ? 誤碼率高 ? 集成度低 光電話 (photophone) 1880年，美國人貝爾 (Bell)發(fā)明了用光波作載波傳送話音的“光電話”。 貝爾光電話是現(xiàn)代光通信的雛型 。 ?貝爾光電話系統(tǒng)： 調(diào)制信號 ： 話音 (強弱、頻率 )音膜振動 (強弱、頻率 )； 載波信號： 入射到音膜上并被反射的光 (強弱、頻率 )； 信道： 無線信道 (空氣 )； 解調(diào) :光電檢測將光信號 (強弱、頻率 )轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?(強弱、頻 率 )，電信號激勵聽筒振動 (強弱、頻率 ) 缺點 ? 傳播距離短 ? 易受氣候影響。 ? 無實用性。 現(xiàn)代光纖通信 現(xiàn)代光通信要求對光波進行高速調(diào)制 ， 使其承載高速數(shù)據(jù)信息 。 1960年 美國物理學家梅門（ Theodore Harold Maiman）成功地使紅寶石振蕩產(chǎn)生「雷射光 ，發(fā)明了激光器； 1960年 ~1970年，許多應用考慮采用激光器；其中之一是以可見光為載體，以大氣為傳輸媒質(zhì)進行無線通信。這個提議遇到的困難是： (1)只有在清澈的大氣條件下才能進行高效的傳輸； (2)傳輸范圍在視距范圍內(nèi)。面對無線光通信遇到的難題，人們把視線轉(zhuǎn)向了有線光通信，但路經(jīng)損耗是限制早期光纖通信投入使用的最大障礙， 而 光通信一度因沒找到穩(wěn)定合適的傳輸介質(zhì)，發(fā)展進入瓶頸。 1966年， 英籍華裔學者 高錕 ()和霍克哈姆 ()發(fā)表了關于傳輸介質(zhì)新概念的論文，指出了利用光纖 (Optical Fiber)進行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g途徑，奠定了現(xiàn)代光通信 —— 光纖通信 的基礎 。 指明通過 “原材料的提純制造出適合于長距離通信使用的低損耗光纖” 這一發(fā)展方向。 現(xiàn)代光纖通信 ? 高錕： ? 1933年生于上海，人稱“光纖之父”，曾任香港中文大學校長。 ? 1966年，在英國標準電信研究所工作的高錕提出了用石英玻璃代替銅線的大膽設想： 利用玻璃清澈、透明的性質(zhì)，使用光來傳送信號 ，高錕經(jīng)過深入的理論研究，充分論證了光導纖維的可行性。 光纖通信發(fā)明家 高錕 (左 ) 1998年在英國接受 IEE授予的獎章 高錕 (左 )從瑞典國王手中接過 2022諾貝爾物理學獎 1970年 ， 光纖 研制取得了重大突破 光纖衰減 ? 1970年 ， 美國康寧 (Corning)公司研制成功損耗 20dB/km的石英光纖 。把光纖通信的研究開發(fā)推向一個新階段 。 ? 1972年 ， 康寧公司高純石英多模光纖損耗降低到 4 dB/km。 ? 1973 年 ， 美國貝爾 (Bell)實驗室的光纖損耗降低到 。 1974 年降低
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