光纖通信原理與技術(shù)緒論-文庫吧資料
2025-05-20 22:16本頁面
【正文】 力和熱脹冷縮導(dǎo)致光纖彎曲 光纖通信系統(tǒng)的構(gòu)成和分類 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)。 光纖的原材料取之不竭 電線主材：銅、鉛等有色金屬，預(yù)計只夠使用 50年左右 光纖主材：普通的石英砂 (SiO2)，它在地殼的化學(xué)成分中占了一半以上，可以說是取之不盡、用之不竭 其它優(yōu)點 光纖材料不怕腐蝕，可以架在空中，也可埋入地下；它有較強(qiáng)的耐高低溫能力 (65~200度 )，在一般的飛機(jī)、艦艇和車輛上都可使用；它可實現(xiàn)多功能傳輸，同時傳遞話音、數(shù)據(jù)、傳真、圖像等各種信息。 體積小、重量輕 1千克高純度石英玻璃 ? 成千上萬千米光纖 120噸銅和 500 噸鉛 ? 1000千米的 8 管同軸電纜 18管同軸電纜每米重 11千克，而同等容量的光纜每米重 90克 光纖體積小、重量輕、柔軟易彎曲、鋪設(shè)非常方便。 3. 密碼學(xué)的發(fā)展使加密往往也無濟(jì)于事 光纖通信是保密性能最好的通信方式之一， 光在光纖中傳輸時不會跑出光纖和向外輻射電磁波。 保密性強(qiáng) 電通信方式很容易被人竊聽 1. 電纜通信：只要在電纜附近 (甚至幾公里以外 ) 設(shè)臵一個特別的接收裝臵，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息。 光纖為什么具有強(qiáng)抗干擾能力？ 1. 光纖屬絕緣體，不怕雷電和高壓 2. 電磁干擾源不了頻率比它們高得多的光 3. 杰出的抗核輻射能力 據(jù)專家測算，如果在美國本土中心上空 463千米處爆炸一顆原子彈， 1 秒鐘內(nèi)即可使全美國所有的電纜通信系統(tǒng)失效。現(xiàn)有的電通信系統(tǒng)無法令人滿意地解決這個問題。 例：同軸電纜通信的中繼距離只有幾千米，最長的微波通信是 50 千米左右，而光纖通信系統(tǒng)的最長中繼距離已達(dá) 300千米。 目前的光纖容量已經(jīng)達(dá)到十多個 Tbits/s 損耗低、中繼距離長 中繼站多：傳輸線路的成本高、維護(hù)不方便、運行不可靠 石英光纖在 181。m ， 單模光纖 ， 采用波分復(fù)用技術(shù)和光放大技術(shù) ， 單個波長信道比特率 ~10 Gb/s， 傳輸距離 14000 km， 并提出光通信智能化的概念 光纖通信的四個發(fā)展階段 WDM技術(shù)出現(xiàn) 光纖通信的主要特性 大容量： 馬路越寬，容許通過的車輛越多，交通運輸能力也越大。這個階段的缺點是采用電的方式中繼 。 光纖的損耗限制了中繼距離 ， 當(dāng)時的損耗為 ~ dB/km。 光纖通信的四個發(fā)展階段 第二代： 上世紀(jì) 80年代早期 (通過減小光纖色散 ) 激光器 (InGaAs) 波長 181。m ， 多模光纖 ， 最大中繼距離 10 km (當(dāng)時的同軸電纜系統(tǒng)中繼距離為 1 km)， 比特率在 10~100 Mb/s。 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)展的一個重要里程碑。T)公司和日本 NTT研制成功波長為 181。 1977 年 ， 貝爾實驗室研制的半導(dǎo)體激光器壽命達(dá)到 10萬小時 。 1976年 ， 日本 NTT研制出波長為 181。 雖然壽命只有幾個小時 ，但它為半導(dǎo)體激光器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ) 。 目前 ， 波長為 ?m的標(biāo)準(zhǔn)光纖損耗為 dB/km。 1974年 ， 貝爾實驗室將損耗進(jìn)一步降低到 dB/km。 1972年 ， 康寧公司高純石英多模光纖損耗降低到 4 dB/km。高錕被尊為光纖之父。 由于 ， 損耗很大 ， 它最初被用于醫(yī)療 ， 如內(nèi)窺鏡 。 芯層的折射率大于包層 ，光在其中做全反射 。但 反射波導(dǎo)和透鏡波導(dǎo)造價昂貴，調(diào)整、維護(hù)困難。 但是 ， 普通光源強(qiáng)度和純度都成為制約光通信發(fā)展的因素 。 而此時電通信卻迅速發(fā)展起來，人類進(jìn)入了電通信時代。 古希臘的火炬墻 由于人們無法解決光向四面八方散射時，光強(qiáng)減弱和不能通過障礙物的問題，（也就是沒有找到合適的載體和光源）因此，直到上世紀(jì)六十年代初，光通信都沒有什么重大的進(jìn)展。其中還有著名的“周幽王烽火戲諸侯”的故事。 最早的光通信 公元前 11世紀(jì) ， 西周王朝 ， 烽火臺 白天點狼糞，晚上燃柴火 ——“狼煙四起” 用光傳遞信息并不是什么新鮮的事。 光纖通信是人類歷史上 的重大突破，現(xiàn)今的光纖通信 已成為信息社會的神經(jīng)系統(tǒng) 1.《 光纖通信 (第三版 ) 》 Gerd Keiser著 參考書 2. 《 光纖通信系統(tǒng) 》 邱昆等著 3. 《 光纖通信系統(tǒng) 》 楊祥林等著 4. 《 光通信器件與系統(tǒng) 》 一 、 光纖通信概述 2 1光纖通信技術(shù)的發(fā)展史及現(xiàn)狀 2光纖通信系統(tǒng)概述 二、光信號的傳輸特性 12 電磁場理論基礎(chǔ) 幾何光學(xué)理論 光纖中光信號的傳輸 階躍光纖中的矢量模
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