光技术与光纤通信1章.ppt

光技术与光纤通信,云南大学信息学院通信工程系 宗 容,第一章 概述,光纤通信,课程计划,一、目的 通信事业发展快，人才缺乏； 新技术有许多待开发的领域 目前信息中的82%是通过光纤传输 二、特点 尽可能新、专、实用 重在器件、系统、网络、跟踪新技术,三、教材及主要参考书 教材： 刘增基，周洋溢，胡辽林，周绮丽. 光纤通信M (第一版). 西安：西安电子科技大学出版社，2001.8 参考书： 1 顾婉仪、李国瑞. 光纤通信系统. 北京：北京邮电大学出版社，1999.11； 2 杨祥林. 光纤通信系统.北京：国防工业出版社，2000.1； 3 胡先志、邹林森、刘有信. 光缆及工程应用. 北京：人民邮电出版社，1998.11； 4 纪越峰、顾婉仪、李国瑞. 光缆通信系统. 北京：人民邮电出版社，1994； 5 解金山、陈宝珍. 光纤数字通信系统(修订版). 北京：电子工业出版社，2002.10； 6 韦乐平.光同步数字传输网. 北京：人民邮电出版社，1993；,7 原荣.光纤通信网络.北京：电子工业出版社，2000； 8 张劲松、陶智勇、韵湘. 光波分复用技术. 北京：北京邮电大学出版社，2002.6； 9 纪越峰等. 现代通信技术. 北京：北京邮电大学出版社，2002.3； 10 吴承志、徐敏毅. 光接入网工程. 北京：人民邮电出版社，1998.5； 11湖北武汉众友公司，云南大学信息学院. 光技术与光纤通信实验指导书.2005.9。 12（美）Rajiv Remaswami，Kumar N.Sivarajan著，乐孜纯译. 光网络（上卷）光纤通信技术与系统. 光网络（下卷）组网技术分析.北京：机械工业出版社，2004.9。 13 （美）Uyless Black著，黄照祥、雷蕾、梁庄译，李玲审. 光网络第三代传送系统.北京：机械工业出版社，2003.4。 14张宝富. 全光网络. 北京：人民邮电出版社，2002.1；,四、实验 1、光纤实验箱，可完成25个各种实验 2、一个简易的小型音频光纤通信系统 五、学时及考试安排 每周3学时，讲授18周，共计54学时，扣除五一节放假3学时，考试2学时，实际讲授时间48学时。其中还需安排实验12学时。 期中考试时间： 第九周4月24日 期末考试时间：7月10日 六、学完后水平 了解基本原理和一些实际的东西,光技术与光纤通信,第一章 概述 第二章 光纤与光缆 第三章 通信用光器件 第四章 光纤通信系统 第五章 光纤通信中的高新技术,第一章 概述,§1.1 光纤通信的发展与现状 §1.2 光纤通信的特点 §1.3 光纤通信系统的组成及分类 §1.4 国家“十五” 863计划光纤通信技术的发展战略与实施策略,§1.1 光纤通信的发展与现状,一、光通信的发展史 二、先进国家光纤通信的发展 三、我国光纤通信事业的发展 四、云南省光纤通信事业发展 五、光纤通信的发展趋势,一、光通信的发展史,光通信：利用光进行信息传输的一种通信方式。 光通信的发展主要经历了三个发展阶段 可视通信 激光大气通信 光纤通信,1、可视通信,古代的烽火台、烟火传递单个信息 18世纪末信号灯、船舰使用的灯塔、旗语等 近代战争中的信号弹，抗战时期的消息树等 1792年用中继器使机械代码信息传送100km，有效速率小于1b/s 之后很长一段时间电取代了光,电通信,19世纪30年代：电报、莫尔斯代码，传输速率310b/s，中继可达1000km 1866年，第一条越洋电报电缆系统投入运营 1876年，发明了电话，电信号通过连续变化电流的模拟形式传输 1940年，第一代同轴电缆系统投入使用，3MHz系统，可传300路音频信号或1路视频信号，但当频率超过100MHz时，电缆损耗迅速增加 1948年，4GHz的微波系统投入运营，利用110GHz的电磁载波及相关调制技术传递信号，可工作于100Mb/s 1975年最先进同轴系统投入运营,速率可达274 Mb/s，中继约1km 到70年代，电通信获得的最大BL不超过100 (Mb/s)·km,2、激光大气通信,60年代初，人们利用二氧化碳激光器进行激光大气通信实验 由于其传输介质是地球周围的大气层，而大气层又存在着对光的严重吸收，散射作用和天气变化影响等缺点，使得激光大气通信在通信距离、稳定性、可靠性方面受到严重影响 60年代中期一度振兴的激光大气通信研究处于停滞状态,3、光纤通信,光纤(Fibre)光导纤维的简称 光纤通信以光波为载波，以光导纤维为传输媒质的一种通信方式。 容量 频率f 光波 光波是人们最熟悉的电磁波，其波长在微米级，频率为1014Hz，紫外光、可见光、红外光属于光波的范畴,电磁波波段划分和常用传输媒质-1,电磁波波段划分和常用传输媒质-2,红外光：波长 0.75m 紫外光：波长 0.4m 可见光： 0.4m 0.75m ,其波长范围能被人眼感觉到 目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区内， 即波长 为: 0.81.8m 频率 f 为 : (3.751.67)×1014Hz 可分为短波长段： 0.85m， 长波长段： 1.31m和 1.55m 这是目前所采用的三个通信窗口,光纤通信的问世，有两大难题： 1、光源 2、传光媒质 第一个难题：光源很多，需相干光源，且工作稳定 到1960年美国人Maiman发明了第一台红宝石激光器，但工作时间不长,激光特点,1、能量高度集中 2、频率单一 3、方向性好 4、相干性好（频率、相位、偏振方向、传播方向一致）,第二个难题：传输媒质1,1950年，光在光纤中传输问题开始了理论研究 1951年，发明了医用光导纤维，但损耗太大 60年代，提出许多方法，用气体透镜系列进行光限制传输 1966年，英籍华人高琨(K.C.Kao)博士提出：电沿着导线传输，光也能沿着线传，可利用SiO2石英玻璃制成低损耗光纤的设想。 他揭示了低损耗光纤的可能性，使光通信的研究工作又获得了生机，此时期光纤杂质太高，其损耗超过了1000dB/km,第二个难题：传输媒质3,1970年，美国康宁公司研究出损耗为20 dB/km的光纤，在1 m附近波长使光纤进行远距离传输成为可能 同时，在1970年美国AT&T公司发明了半导体激光器（GaAlAs），体积小，可在室温下连续工作，正好适应了这一要求 1970年被称为光纤通信的元年，高琨被称为光纤之父,光纤通信发展可粗略分三个阶段,19661976年，从基础研究到商业应用的开发时期 19761986年，以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期 19861996以超大容量超长距离为目标，全面深入开展新技术研究的时期,三个阶段的系统比较,二、先进国家光纤通信的发展,世界上已形成北美、西欧和远东三个光纤通信发达地区，代表国家为：美国、英国和日本 美国78年建成第一条市话光纤，82年建成第一条长途，到1993年止，已建成通信系统200多个，光纤总长达27万km以上 美国有五大光纤工程：东部走廊，东部和西部干线，大西洋和太平洋洲际海底干线,先进国家光纤通信的发展1,全长达3400km横贯日本南北的大干线 法国比亚里茨的“光纤城”等 世界主要电信产品供应商，如：Lucent, Nortol, Alcatel, NEC, Siemens, Macosi, Fujitsu等都把光纤通信放在相当重要位置，投入大量人力、资金进行研究开发，并分别取得重大进展，创造了一个个新的世界记录，许多原以家电产品为主闻名的厂商如：Toshiba, Sony或计算机厂商Cisco, Canon, 3M也纷纷加入光纤通信的行列，成果斐然,先进国家光纤通信的发展2,世界先进国家提出FTTx战略，即：光纤到路边(FTTC)、大楼(FTTB)、办公室(FTTO)、小区(FTTZ)、用户(FTTH)等 世界上最大的三个长途电信公司美国的AT&T、MCI、SPRINT公司，光纤化程度已分别高达100、88和100,三、我国光纤通信事业的发展,我国的光通信起步较早，70年代初就开始了大气传输光通信的研究，随之又进行光纤和光电器件的研究，自1977 年初，研制出第一根石英光纤起，跨过一道道难关，取得一个又一个零的突破。如今回顾起来，所经历的“里程碑”依然历历在目 。 1977年，武汉邮电科学研究院研制出中国第一根阶跃折射率分布多模光纤，其在0.85m的衰减系数为300dB/km，长度为17 m；研制出 Si-APD 。 1978年，阶跃光纤的衰减降至 5 dB/km 。研制出短波长多模梯度光纤，即 G.651 光纤。研制出 GaAs-LD 。 1979年，研制出多模长波长光纤，衰减为 1dB/km 。建成 5.7 km , 8 Mbit/s 光通信系统试验段。,我国光纤通信事业的发展1,1980年，1300nm 窗口衰减降至 0.48dB/km ，1550nm 窗口衰减为 0.29dB/km 。研制出短波长用的 GaAlAs-LD 。 1981年，研制出长波长用的 InGaAsP-LD 和 PIN 探测器。多模光纤活动连接器进入实用。研制出 34Mbit/s 光传输设备。 1982年，研制成功长波长用的激光器组件和探测器组件（PIN-FET）。研制出光合波分波器、光耦合器、光衰减器、滤光器等无源器件。研制出 140Mbit/s 光传输设备。 1984年，武汉、天津34Mbit/s市话中继光传输系统工程建成（多模）。,我国光纤通信事业的发展2,1985年，研制出1300nm 单模光纤，衰减达0.40dB/km 。 1986年，研制出动态单纵模激光器。 1987年底，建成了第一个国产的长途光通信系统，由武汉至荆州，全长约250km，传输34Mb/s信号 1988年，全长245km的武汉荆州沙市 34Mbit/s 多模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。扬州高邮34Mbit/s 单模光缆通信系统工程通过邮电部鉴定验收。 1989年，汉阳汉南140Mbit/s 单模光传输系统工程通过邮电部鉴定验收。,我国光纤通信事业的发展3,1990年，研制出 G.652 标准单模光纤，最小衰减达 0.35dB/km 。到1992年降至0.26dB/km 。成功地研制出1550nm分布反馈激光器（DFB-LD）。 1991年，研制出 G.653 色散位移光纤。最小衰减达 0.22dB/km 。研制出 565Mbit/s 光传输设备。合肥芜湖140Mbit/s 单模光传输系统工程通过国家鉴定验收， 这是第一条全国产化的长途直埋单模光纤光缆线路，全长150km左右，光缆首次从水下跨越长江。 1992年，研制出掺铒光纤EDF 。研制出可调谐DFBLD 和泵浦源LD ；FC-PC陶瓷单模光纤活动连接器通过邮电部鉴定。,我国光纤通信事业的发展4,1993年，在掺铒光纤放大器的研究上取得突破性进展，小信号增益达25dB。上海无锡565Mbit/s 单模光传输系统工程通过邮电部鉴定验收。该工程的建成，在国内外产生了重大影响。 1995年，研制出 STM-1、STM-4 SDH设备。 1996年，研制出 STM-16 SDH设备。 1997年，研制出G.655 非零色散位移光纤。研制出应变多量子阱DFB激光器，STM-1、STM-4 收/发模块和STM-16接收模块。 1997年， 成都攀枝花622Mbit/s SDH 光传输工程通过邮电部鉴定验收；咸宁622Mbit/s SDH双自愈环互连系统工程通过建设部门初验,我国光纤通信事业的发展5,1997年，武汉邮电科学研究院将自行研制出的622Mbit/s和2.5Gbit/s光纤通信系统分别安装到湖北的咸宁至通城，海南的海口至三亚进行现场试验。 1998年， 海口三亚2.5Gbit/s 光传输系统工程通过邮电部鉴定验收，该工程全长322km，仅在万宁设一个中继站，海口万宁的中继距离为172km，仅在发送机中使用一个EDFA就实现了这一超长中继。研制出OADM、OXC样机。 1999 年， 8×2.5Gbit/s DWDM系统通过国家验收。研制出STM-64 SDH设备。IP over SDH 的建议被ITU-T确认。 ,我国光纤通信事业的发展6,八五期间，只要用于干线线路，均用光纤，建起了除拉萨、台湾外22条大干线，光缆总长度达10万公里，基本建成了除拉萨外覆盖省会城市和沿海开发城市的光缆干线网 九五期间，到2000年建设以光缆为主体的长途干线网，新建省际省内光缆干线10万公里。到1998年，基础网建设取得重大成果。“八纵八横”干线光缆传输网全部建成。“九五”干线光缆计划提前2年完成。,我国光纤通信事业的发展7,仅1998年，全年新建成13条长途光缆干线，完成了14条长途光缆干线的扩容工程；全国电信光缆总长达100万公里。 现在，一个覆盖全国以光缆为主、卫星和数字微波为辅，集数字化传输、程控化交换为一体的通信网络已基本建成。,我国光纤通信事业的发展8,中国光通信技术的发展，经历了许多曲折和困难，有研发初期的技术封锁，基础和配套工业设施跟不上，资金投入的不足，人才资源缺乏等。但我国光通信界的同行们为发展自己的民族光通信事业，克服了重重困难，掌握了光纤、器件、系统等各方面的关键技术，逐渐走进了国际光通信的先进行列。特别是在主要技术上，都有自己的特色和创新，如1B1H的光线路码型、自己特色的网络管理系统、能构成自愈环的PDH设备、自行设计的全套SDH专用芯片、在线升级的SDH设备、通过LAPS实现的IP over SDH等，形成了自己的知识产权，为进一步发展打下了良好的基础。,我国国际光缆的建设,自1988年第一条跨越大西洋的海底光缆建成以来，世界范围内建成的国际光缆系统已达几十个，国际光缆网络，特别是国际海缆，已成为国际间通信的主要媒介。 中国电信自1989年开始参与国际光缆建设，先后建成了中日光缆、中韩光缆等国际光缆，并在全球十几条海底光缆中参与投资建设，购买容量。,我国国际光缆的建设1,1、中日光缆 (C-J FOSC) 2、中韩光缆 (CKC) 3、环球海底光缆(FLAG) 4、亚欧陆地光缆(TAE) 5、中国-东南亚陆地光缆(CSC) 6、亚欧海底光缆系统(SEA-ME-WE3) 7、中美海底光缆系统(China-US Cable Network),我国国际光缆的建设2,中国电信还在APC、APCN、TPC-5、NPC、TAT12/13等十几条国际海缆中投资购买了容量，今后还将根据业务需求进一步增加投资购买容量，连接与我国没有直达光缆的国家和地区。中国电信通达世界的国际光缆网络将为其在21世纪的发展与竞争创造一个广阔的舞台。,台湾地震影响海底光纤,2006年12月26日晚20点25分，台湾发生7.2级地震，使众多路由经过台湾的海光缆系统陆续发生中断，其中有亚太一号、亚太二号、中美、亚欧三号、Flag、C2C等，中断点在台湾以南公里的海域，造成我国大陆至台湾地区、美国、欧洲等方向的通信线路大量中断，有关地区互联网访问质量及话音、专线业务等受到一定影响。与中国电信相关的海缆中断情况如下： 中美海缆于12月26日 20:25 距离台湾枋山登陆站 9.7公里左右发生中断； 亚欧三号海缆于12月26日 20:25 距离台湾枋山登陆站 9.7公里左右发生中断；,台湾地震影响海底光纤,亚太二号海缆S7于12月27日 00:06 距离台湾淡水登陆站904公里左右发生中断； 亚太二号海缆S3于12月27日 02:00 距离崇明登陆站2100公里左右（靠近台湾处）发生中断； Flag光缆亚太系统于12月26日 20:43 在韩国到香港段中断； Flag光缆亚欧段于12月27日 04:56 在香港到上海段中断。 以上情况使中国电信到北美、台湾等方向的互联网电路大量中断，到欧洲、亚太等方向的专线、话音电路部分中断。,中美海底光缆示意图,台湾地震,中美光缆系统路由结构示意图,海底光缆的具体修复过程如下：,1、机器人潜下水后，通过扫描检测，找到破损海底光缆的精确位置。 2、机器人将浅埋在泥中的海底光缆挖出，用电缆剪刀将其切断。船上放下绳子，由机器人系在光缆一头，然后将其拉出海面。同时，机器人在切断处安置无线发射应答器。 3、用相同办法将另一段光缆也拉出海面。和检修电话线路一样，船上的仪器分别接上光缆两端，通过两个方向的海底光缆登陆站，检测出光缆受阻断的部位究竟在哪一端。之后，收回较长一部分有阻断部位的海底光缆，剪下。另一段装上浮标，暂时任其漂在海上。,海底光缆的具体修复过程如下：,4、接下来靠人工将备用海底光缆接上中美海底光缆的两个断点。连接光缆接头，可是个“技术含量”极高的活，非一般人能够胜任，必须是经过专门的严格训练、并拿到国际有关组织的执照后的人员，才能上岗操作。像这样的“接头工”，上海电信方面目前只有三四名。 5、备用海底光缆接上后，经反复测试，通讯正常后，就抛入海水。这时，水下机器人又要“上阵”了：对修复的海底光缆进行“冲埋”，即用高压水枪将海底的淤泥冲出一条沟，将修复的海底光缆“安放”进去。,四、云南省光纤通信事业发展,我省最早的光纤线路是1987年建成的市话：昆明安宁海口，全长70多公里。 最早的长途是1991年建成的昆明玉溪。到93年时建成光缆总长约1万公里，除怒江、迪庆外均被覆盖。到1999年光缆通信线路3.2万公里。 我省省内线路多为架空敷设，出省线路多为直埋，平均中继约55km，设备有国产，也有进口。如重庆514厂光纤，美国AT&T,日本富士通，法国赛特，意大利伊达泰尔等,云南省干线光缆网络物理拓扑结构示意图,云南省二级干线光缆传输网32×10G DWDM系统采用环型组网结构。全网由2个环组成。 环一：昆明禄丰楚雄南华祥云下关永平保山昌宁云县临沧永平2景谷普饵思茅通关元江化念玉溪昆明 环二：昆明寻甸曲靖陆良师宗设里邱北文山蒙自个旧建水玉溪昆明,省二干拓扑图,云南会议电视覆盖所有县市,云南省采用深圳市华为技术有限公司的View Point会议电视系统组建的德洪、保山、怒江、迪庆、昭通、曲靖、红河、文山、思茅、临沧10个地州本地网会议电视系统于1998年12月26日通过初验。 至此，云南省会议电视已覆盖全省所有县市。,五、光纤通信的发展趋势,1、系统的高速化、网络化 2、光纤的长波长化 3、光缆纤芯的高密化 4、器件的集成化,§1.2 光纤通信的特点,一、传输频带宽、通信容量大； 二、传输损耗低，无中继距离长，且误码小； 三、抗电磁干扰能力强，抗化学腐蚀 四、光纤通信串话小，保密性强，使用安全； 五、重量轻，体积小，便于运输与敷设； 六、节约有色金属和能源，原材料资源丰富；,光纤通信与其它通信的比较,系统/话路公里相对造价,光缆和电缆的重量和截面积比较,光纤通信的缺点,1、光纤弯曲半径不宜过小 2、光纤的切断和连接操作技术要求十分娴熟 3、分路、耦合操作繁琐 但这些缺点，都已不同程度上得以克服，它们不影响光纤通信的实用。,光纤与其它几种电通信传输介质的特性比较,光纤通信的应用1,1、通信网，包括全球通信网(如横跨大西洋和太平洋的海底光缆和跨越欧亚大陆的洲际光缆干线)、各国的公共电信网(如我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线)、各种专用通信网(如电力、铁道、国防等部门的通信、指挥、调度、监控的光缆系统)、特殊通信手段(如石油、化工、煤矿等部门易燃易爆环境下使用的光缆，以及飞机、军舰、潜艇、导弹和宇宙飞船的内部光缆系统)。,光纤通信的应用2,2、构成因特网的计算机局域网和广域网，如光纤以太网、路由器之间的光纤高速链路。 3、有线电视的干线和分配网；工业电视系统，如工厂、银行、商场、交通和公安部门的监控；自动控制系统的数据传输。 4、综合业务光纤接入网，分为有源接入网和无源接入网，可实现电话、数据、视频(会议电视、可视电话等)多媒体业务综合接入核心网，提供各种各样的社区服务。,§1.3 光纤通信系统的组成及分类,一、组成,组成光纤通信系统各部分的主要作用,1、电发射机：A/D，合并多个用户信号，进行复用。方法：脉冲编码调制(PCM)方式，即进行抽样、量化、编码，抽样频率2f(模拟信号的频带宽度)。 2、光发射机：E/O, 将电发射机送来的电信号转变成适合于光纤传输的光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。 3、光纤线路：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的崎变（失真）和衰减传输到光接收机. 4、光中继器：也称光放大器，对光纤传送的光信号进行放大处理。,组成光纤通信系统各部分的主要作用,5、光接收机：O/E, 将光纤传送来的光信号转变成电信号，送入电接收机进行信号处理。 6、电接收机：D/A，将信号送给各用户。 7、辅助系统：包括监控管理系统、告警处理系统、电源供给系统、公务通信系统、区间通信系统、自动倒换系统，即辅助信号的传输方式的考虑等。 8、备用系统：包括光端机、光缆、光中继部分的备用系统，电端机一般无备用系统。,光纤通信系统的分类1,光纤通信系统的分类2,数字与模拟光纤通信系统的比较,数字通信系统用参数取值离散的信号代表信息，强调的是信号和信息之间的一一对应关系； 模拟通信系统则用参数取值连续的信号代表信息，强调的是变换过程中信号和信息之间的线性关系。 数字光纤系统比模拟光纤系统具有更多的优点，也更能适应社会对通信能力和通信质量越来越高的要求。目前虽然数字通信几乎完全代替模拟通信的趋势，但模拟通信仍然有着重要的应用。,数字通信系统的优点,1、抗干扰能力强，传输质量好； 2、可以再生中继，传输距离长； 3、实用各种业务的传输，灵活性大； 4、容易实现高强度的保密通信； 5、数字通信系统大量采用数字电路，易于集成，从而实现小型化、微型化增强设备可靠性，有利于降低成本。,数字通信系统的缺点,占用频带较宽，系统的频带利用率不高。例如一路模拟电话只占用4kHz的带宽，而一路数字电话要占用2064 kHz的带宽。 数字通信系统的许多优点是以牺牲频带为代价得到的，然而光纤通信的频带很宽，完全可以克服数字通信的缺点。,模拟通信系统的优缺点,优点：模拟通信系统除占用频带较窄外，还有电路简单、无需数字系统中的A/D、D/A转换，价格便宜等优点。 缺点：光电变换时噪声大，有中间增音站将使噪声积累，主要用于短距离传输线路。,模拟通信系统应用电视传输,目前的电视传输，广泛采用模拟通信系统。由于电视的数字化传输，要求较复杂的技术，特别是当今社会对电视频道数目的要求日益增多，要传输几十甚至上百路的电视，需要极复杂的编码和解码技术，设备价格昂贵，因此目前还不能普遍使用。 采用副载波复用(SCM)模拟光纤通信系统传输多路电视，不失为一种明智的选择。,§1.4 国家“十五” 863计划光纤通信技术的发展战略与实施策略,一、光纤通信技术研究与发展的现状 二、互联网发展需求与下一代光网络发展趋势 三、“十五” 863计划光纤通信研究的总体目标与实施策略,一、光纤通信技术研究与发展的现状,1、当前信息技术发展的潮流：数据化、宽带化、综合化已成为趋势； 2、传输与交换的融合、电路交换向分组交换的演进、网络向更加宽带化、智能化、集成化、兼容性、灵活性和高可靠性的方向发展已成必然。 3、WDM具有大容量、透明性、可重构性、易扩容性等优异性能，近年来得到了极大的重视和飞速的发展，其相关的光器件、光系统、光网络等方面的发展代表了光通信技术的发展方向，已成为国内外在光纤通信领域内的研究重点和应用热点。以美国、欧洲和日本为代表的许多发达国家和地区对此投入了大量的精力，分阶段、有步骤地进行研究，现已取得了很大的进展和成就。,国际上的研究水平,高速光传输方面，目前已实现了10.96Tb/s(274波×40Gb/s)的实验系统； 超长距离传输方面，已达到4000km无电中继的技术水平； 光网络方面，“光网技术合作计划(ONTC)”、 “泛欧光网络(OPEN)”、“光通信网管理 (MOON)”和 “光城域通信网管理 (MTON)”、 等一系列光网络研究项目相继启动、实施和完成，为下一代宽带信息网络，尤其是为承载未来IP业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。,国内的研究情况,目前已陆续完成了 155Mb/s、 622Mb/s、 2.5Gb/s、 10Gb/s的SDH系统 8×2.5Gb/s、 16×10Gb/s、 32×10Gb/s、 160×10Gb/s的WDM系统 10Gb/s、 40Gb/s的OTDM试验系统 宽带接入系统、全光通信试验网、自动交换光网络试验平台等一系列项目 自行研制成功的WDM光传输系统已在多省市提供运行和服务，各种光纤局域网/城域网/广域网已得到广泛应用。,我国已成为世界上为数不多的几个掌握了全套SDH和WDM光通信系统系列产品技术的国家之一，在世界光通信系统和光网络领域已经占据了一席之地。 如：2001年完成的中国高速信息示范网(CAINONet)取得了重大的研究成果。,二、互联网发展需求与下一代光网络发展趋势,在IP业务高速增长产生的带宽需求和WDM 传输技术提供超大容量带宽资源的双重刺激下，传统的光网络将朝着适于传输IP业务的新一代光网络演进已势在必行。期望能为IP互联网提供更加高速、宽带、灵活、高效和智能的新一代光网络。 目前面临的主要问题是：如何建立适于承载未来互联网业务的光通信网络，其典型需求和实现方式是什么。 光技术对21世纪来说，就象电技术对20世纪那样重要。,三、“十五” 863计划光纤通信研究的总体目标与实施策略,总体目标是：在“十五”863计划期间，适应我国迅速发展的国家信息基础设施建设对光通信的总体规划与需求，掌握一批有市场前景的、面向产业的、解决重大技术与应用问题、具有自主知识产权的关键光纤通信高技术，造就一只能攻坚的科技队伍与稳定的人才梯队形成若干有实力的 科研开发与成果转化基地，为我国信息技术领域持续、创新发展提供必要的技术基础与技术支撑，在若干关键技术上达到国际先进水平。,OTIME计划,为实现总体目标，国家“十五”863计划在通信技术主题设立光纤通信分项研究计划，称之为“光时代”计划。 即：OTIME：Optical Technology for Internet with Multiwavelength Environment 计划,实施OTIME计划指导思想是,1个核心光系统和光网络 2个层面面向应用，重在创新 3个重点研究方向高速、智能、融合 4个支柱超长光传输，宽带光接入，节点光交换，智能光联网 （四个支柱即为四个需重点攻克的关键技术）,OTIME计划的实施策略,策略上做到3个体现： 体现国家高技术研究与发展规划对光纤通信的要求，对国家的经济建设、提高综合国力和赢得国际竞争作出贡献。 体现“创新求实”，创新：论学术水平和技术难度，“新”、“难”、“尖”、“精”为其鲜明特征，充分重视知识产权与知识获得；求实：论战略目标和产业化追求，有的放矢，脚踏实地。 体现示范与带头作用，培育主导产业，产生“链条”效应，造就杰出人才。,第一章思考题与习题,1、光通信的发展经历了那三个阶段？ 2、为什么说1970年是光纤通信的元年？高琨的主要贡献是什么？ 3、什么是光纤通信？光纤通信有哪些优缺点？ 4、光纤通信使用的波长和频率在什么范围？光纤通信采用的三个窗口是那三个？ 5、激光的特点是什么？ 6、光纤通信系统主要由哪几部分组成？简述各部分的主要作用。 7、光纤通信系统是怎样分类的？试简单比较数字光纤通信系统与模拟光纤通信系统的优缺点。 8、我国“十五”863计划中提出的光时代计划的指导思想是什么？,本章结束， 谢谢！,