chapter1-绪论

1、121.1 1.1 光纤通信的概念光纤通信的概念1.2 1.2 光纤通信的发展历史光纤通信的发展历史 1.3 1.3 现代光纤通信技术现代光纤通信技术 31.1 光纤通信的概念光纤通信的概念通信（通信（communicationcommunication） : :从广义的角度来说，从广义的角度来说，就是彼此之间传递信息。现代的通信一般是指就是彼此之间传递信息。现代的通信一般是指电电信（信（telecommunicationtelecommunication）。IEEEIEEE（电气和电子工程师协会）（电气和电子工程师协会）对电信的定义对电信的定义是借助诸如电话系统、无线电系统或电视系统这是借助

2、诸如电话系统、无线电系统或电视系统这样的设备，在相隔一定距离的条件下进行的信息样的设备，在相隔一定距离的条件下进行的信息交换。交换。41.1 光纤通信的概念光纤通信的概念5光通信光纤通信1.1 光纤通信的概念光纤通信的概念6点对点光纤通信链路示意图点对点光纤通信链路示意图1.1 光纤通信的概念光纤通信的概念7DWDMDWDM系统器件系统器件1.1 光纤通信的概念光纤通信的概念一个完整的DWDM系统。其通常包含光收发器、光耦合器、光复用/解复用器、光纤放大器、光上/下分路器、光交叉波分复用器、光色散补偿装置、光偏振控制装置、光开关、光波长转换器以及其他光通信器件、处理电路模块等8光纤通信技术发展

3、的精髓光纤通信技术发展的精髓提高光纤通信系统容量提高光纤通信系统容量 1.2 光纤通信的发展历史光纤通信的发展历史 9雏形：古代烽火、手旗、灯光雏形：古代烽火、手旗、灯光18801880年年 贝尔的光电话贝尔的光电话激光器激光器( (发送源发送源) )1960 Maiman1960 Maiman发明红宝石激光器发明红宝石激光器1962 1962 半导体激光器诞生半导体激光器诞生(GaAs 870nm)(GaAs 870nm)70 70 年代室温工作年代室温工作LDLD(GaAsAI 850nm)(GaAsAI 850nm)13001300、1550nm 1550nm 多模多模LDLD单模单模L

4、DLD光纤光纤( (传输介质传输介质) )1951 1951 医用玻璃纤维医用玻璃纤维( (损耗损耗1000dB/km)1000dB/km)1966 1966 高锟高锟 理论预言理论预言1970 1970 康宁制出低损耗光纤康宁制出低损耗光纤(20dB/km)(20dB/km)1300(0.5dB/km),1550nm(0.2dB/km)1300(0.5dB/km),1550nm(0.2dB/km)低损耗窗口光纤开发低损耗窗口光纤开发单模光纤单模光纤1.2 光纤通信的发展历史光纤通信的发展历史 101.2 光纤通信的发展历史光纤通信的发展历史 n四大里程碑四大里程碑n19601960年，世界上

5、第一台相干振荡光源红宝石年，世界上第一台相干振荡光源红宝石激光器激光器问世。问世。 n19701970年，美国康宁玻璃公司的卡普隆（年，美国康宁玻璃公司的卡普隆（KapronKapron）博）博士等士等 拉制出损耗仅为拉制出损耗仅为20 dB/km20 dB/km的的光纤光纤 n19851985年，南安普敦大学的年，南安普敦大学的MearsMears等人制成了等人制成了掺铒光掺铒光纤放大器纤放大器（erbium-doped fiber amplifier, erbium-doped fiber amplifier, EDFAEDFA） n9090年代，年代，光纤光栅、全光纤光子器件、平面波导器

6、件光纤光栅、全光纤光子器件、平面波导器件及其集成的出现及其集成的出现 111.2 光纤通信的发展历史光纤通信的发展历史 121.2 光纤通信的发展历史光纤通信的发展历史 131.2 光纤通信的发展历史光纤通信的发展历史 14光纤通信是目前世界上发展最快的领域，平均每9个月性能翻一番、价格降低一半，其速度已超过了计算机芯片性能每18个月翻一番的摩尔定律的一倍。在短短的30多年时间里已经经历了五代通信系统的使用。爆炸性发展爆炸性发展 15 2.5Gb/s 10Gb/s 40Gb/s10Gb/s 40Gb/s20Gb/s 80Gb/s80Gb/s 320Gb/s3216841WDM WDM 波长数波

7、长数每波长比特率每波长比特率(TDM)(TDM)40Gb/s 网络容量演进战略网络容量演进战略16爆炸性发展爆炸性发展 17爆炸性发展爆炸性发展 181.3现代光纤通信技术现代光纤通信技术n光纤通信技术特点光纤通信技术特点 n传输容量大。传输容量大。 n传输损耗小，中继距离长传输损耗小，中继距离长 n抗干扰性好，保密性强，使用安全抗干扰性好，保密性强，使用安全n材料资源丰富，可节约金属材料材料资源丰富，可节约金属材料n重量轻，可挠性好，敷设方便重量轻，可挠性好，敷设方便 19光纤通信是不是完美无缺？光纤通信是不是完美无缺？光纤通信除了上述优点外，也存在一些缺点。例如组件昂光纤通信除了上述优点外

8、，也存在一些缺点。例如组件昂贵，光纤质地脆、机械强度低，连接比较困难，分路、耦贵，光纤质地脆、机械强度低，连接比较困难，分路、耦合不方便，弯曲半径不宜太小等。合不方便，弯曲半径不宜太小等。这些缺点在技术上都是可以克服的，它不影响光纤通信的这些缺点在技术上都是可以克服的，它不影响光纤通信的实用。实用。1.3现代光纤通信技术现代光纤通信技术201.3现代光纤通信技术现代光纤通信技术n未来技术角色未来技术角色 v超大容量光纤通信系统超大容量光纤通信系统 v光集成器件和光电集成器件的研究光集成器件和光电集成器件的研究 v新类型光纤的研究新类型光纤的研究 v解决全网瓶颈的手段解决全网瓶颈的手段光接入网光接入网 212223 光集成器件光集成器件241450 1490 1530 1570 1610 1650S+ S C L L+ 波波 长长 (nm)25寻找合适的光纤，实用化的光损耗为寻找合适的光纤，实用化的光损耗为20dB/km (99.5%/m)20dB/km (99.5%/m)；6060年代研年代研究，究，7070年代突破，年代突破，20002000年年0.2dB/km (99.995%/m);0.2dB/km (99.995%/m);新的实用化光纤不新的实用化光纤不断涌现断涌现