[信息與通信]1光纖通信緒論新版本-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 )轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) (強(qiáng)弱、頻 率 )，電信號(hào)激勵(lì)聽(tīng)筒振動(dòng) (強(qiáng)弱、頻率 ) 缺點(diǎn) ? 傳播距離短 ? 易受氣候影響。這個(gè)提議遇到的困難是： (1)只有在清澈的大氣條件下才能進(jìn)行高效的傳輸； (2)傳輸范圍在視距范圍內(nèi)。 現(xiàn)代光纖通信 ? 高錕： ? 1933年生于上海，人稱(chēng)“光纖之父”，曾任香港中文大學(xué)校長(zhǎng)。 ? 1972年 ， 康寧公司高純石英多模光纖損耗降低到 4 dB/km。 ? 在以后的 10 年中 ， 波長(zhǎng)為 μm的光纖損耗： 1979 年是 dB/km， 1984年是 dB/km， 1986 年是 dB/km， 接近了 光纖最低損耗的理論極限 。 ? 1976年 ， 日本電報(bào)電話公司研制成功發(fā)射波長(zhǎng)為 μm的銦鎵砷磷 (InGaAsP)激光器 。 現(xiàn)代光纖通信 由于光纖和半導(dǎo)體激光器的技術(shù)進(jìn)步，使 1970 年成為光纖通信發(fā)展的一個(gè)重要里程碑 實(shí)用 光纖通信系統(tǒng) 的發(fā)展 ? 1976 年 ， 美國(guó)在亞特蘭大 (Atlanta)進(jìn)行了 世界上第一個(gè)實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 。 ? 隨后 ， 由美 、 日 、 英 、 法發(fā)起的第一條橫跨大西洋 TAT8海底光纜通信系統(tǒng)于 1988年建成 。 ? 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 。由于損耗和色散會(huì)導(dǎo)致信號(hào)隨距離的增加而產(chǎn)生連續(xù)的衰減和失真。 ? 傳輸體制 ? 為充分利用光纖信道的帶寬，需要將眾多數(shù)字信號(hào)復(fù)接成高速率信號(hào)，復(fù)接體制由準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接體制（ PDH）改進(jìn)為同步數(shù)字序列（ SDH) 光纖通信的 支撐技術(shù) 光放大器 直接對(duì)光進(jìn)行放大，簡(jiǎn)化系統(tǒng)使中繼成本下降 。 體積小，重量輕；強(qiáng)度大； 光纖和光纜具有驚人的機(jī)械強(qiáng)度，而且十分柔軟 。 ? 保密性能好； 不易被監(jiān)聽(tīng)。 載波頻率越高，頻帶寬度越寬。 因此 ， 長(zhǎng)距離傳輸信息必須設(shè)立中繼站 ，把衰減了的信號(hào)放大以后再轉(zhuǎn)輸 。 例如 ， 同軸電纜通信的中繼距離只有幾千米 ，最長(zhǎng)的微波通信是 50 千米左右 ， 而光纖通信系統(tǒng)的最長(zhǎng)中繼距離已達(dá) 300千米 。 3. 抗電磁干擾能力強(qiáng) 我們知道 ， 電話線和電纜一般是不能跟高壓電線平行架設(shè)的 ， 也不能在電氣鐵化路附近鋪設(shè) 。 這些干擾都必須認(rèn)真對(duì)待 。據(jù)專(zhuān)家們測(cè)算，如果在美國(guó)本土中心上空 463 千米處爆炸一顆原子彈，1 秒鐘內(nèi)即可使全美國(guó)未暴露的通信電纜，包括地面、飛機(jī)、艦艇等上面的通信電纜全部失效，通信中斷，但光纖通信線路卻照樣暢通無(wú)阻，基本不受影響。 即使用了加密往往也無(wú)濟(jì)于事 ， 因?yàn)槊艽a分析或密碼破譯已成為一門(mén)科學(xué) 。光纖通信真是一位“守口如瓶”、“滴水不漏”的“保密員”。 可廣泛應(yīng)用于航天航空 、 汽車(chē)電子等領(lǐng)域 。 光纖還有其他一些優(yōu)良特性，也為普通金屬導(dǎo)線所不及。 光纖在通信網(wǎng) 、 廣播電視網(wǎng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng) ， 以及在其它數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中 ， 都得到了廣泛應(yīng)用 。用電設(shè)備觀測(cè)雷擊很困難，因?yàn)槔讚魧?duì)電設(shè)備也可能造成破壞。因此，如果考慮安全因素，電信號(hào)功率不能太大，這又導(dǎo)致傳輸距離受限。 掃雷艦 的主要任務(wù)是清掃航道上的水雷，而利用浮游載體掃雷最為安全而可靠。 醫(yī)學(xué)應(yīng)用 ? 利用傳光束的照明器和測(cè)氧計(jì) ? 利用傳像束的內(nèi)窺鏡 ? 激光手術(shù)刀。 ? 對(duì)于數(shù)字電話傳輸，電話機(jī)把語(yǔ)音轉(zhuǎn)換為頻率范圍為~，電發(fā)射機(jī)把這種模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并把多路數(shù)字信號(hào)組合在一起。 ? 為提高傳輸質(zhì)量，通常把這種模擬基帶信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻率調(diào)制（ FM）、脈沖頻率調(diào)制（ PFM）或者脈沖寬度調(diào)制（ PWM）信號(hào)，最后把這種一條信號(hào)輸入光發(fā)射機(jī)。光在波經(jīng)過(guò)光纖線路傳輸?shù)浇邮斩?，再由光接收機(jī)把光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。 這種方案技術(shù)簡(jiǎn)單 ， 成本較低 ， 容易實(shí)現(xiàn) ， 但調(diào)制速率受激光器的頻率特性所限制 。 光源 激光器的發(fā)射波長(zhǎng) 和 光檢測(cè)器 光電二極管的波長(zhǎng)響應(yīng) ，都要和光纖這三個(gè)波長(zhǎng) 窗口 相一致 。 2 第三窗口 C 波段 1525~1565nm 普通單模光纖的衰減隨波長(zhǎng)變化示意圖 光接收機(jī) 功能： 是把從光纖線路輸出、產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，并經(jīng)放大和處理后恢復(fù)成發(fā)射前的電信號(hào) 組成部分： 耦合器，光電檢測(cè)器，解調(diào)器 組成框圖： 電子電路 光輸入 檢測(cè)器 放大器 解調(diào)器 電信號(hào)輸出 結(jié)構(gòu)參數(shù)： 接收機(jī)靈敏度 ，定為誤碼率 BER≤109條件下，所要 求的最小平無(wú)接收功率。 ② 可以用再生中繼 ， 傳輸距離長(zhǎng) 。 模擬通信系統(tǒng)的 優(yōu)點(diǎn) 占用帶寬較窄外 ， 電路簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn) 、 價(jià)格便宜等 。 ? 新型的光纖通信器件、無(wú)源光器件
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