光通信技术与网络

1、2020/7/5，1，宽带现代科学技术讲座，第8章光通信技术和网络，2020/7/5，2，宽带现代科学技术讲座，云南大学信息学院通信工程和钟用137006824，第8章光通信技术和网络，宽带现代科学技术，2020 第一章介绍第二章光源和激光第二章光纤和光学传感技术第三章激光在现代医学中的应用第四章激光在军事技术中的应用第五章激光在现代工业和加工中的应用第四章第七章光通信技术第四章光通信技术和网络第六章光学成像、全息和显示技术第二章光电子集成和纳米技术2，2020/7/5，4，8章光通信技术和网络； 8.1光通信原理8.1.1光通信开发和现状8.1.2光通信特性8.1.3光通信系统配置和分类8.

2、2光通信设备8.2.1光通信设备8.2 . 2 . 2光探测器8 . 2 8.3.3广场波长光通信系统8.3.4多通道光波通信系统8.3.5光纤孤子系统8.3.6光纤通信网络8.4无线激光通信8.4.1微波通信无线激光通信8.4.2无线激光通信的基本原理8.4.3空间无线激光通信进展8.4.4激光水下通信，2020/7/5，8 光通信的发展主要有三个阶段：视觉通信、激光大气通信光通信、2020/7/5，7，1、视觉通信、古代烽火台、烟花传达单个信息的18世纪末信号灯、船只使用的灯塔、旗鱼等现代战争中的信号弹、抗战时期消光器等1792年向中继器传递机器代码信息后，有效速度为1b 第一个月阳电报电

3、缆系统于1876年启动，发明了电话，电信号以连续变化的电流的模拟形式传输，第一代同轴电缆系统启动，3MHz系统，可以传输300个音频信号或1个视频信号，但是电缆损失在100MHz以上的频率上急剧增加1948年4GHz微波系统启动，100Mb/s 1975年最高同轴系统达到274 Mb 中继在1 70年代之间通过电子通信获得的最大BL为100 (MB/s)公里以下，2020/7/5，9，2，激光大气通信，60年代初利用二氧化碳激光进行的激光大气通信实验，其中传输介质是地球周围的大气，而大气对光的严重吸收，散射作用2020/7/5，10，3，光通信，光纤(Fibre)光纤的缩写光波作为载体，是以光

4、导纤维为媒介的通信方式。容量频率f光波是人们最熟悉的电磁波，波长是微米级，频率是1014Hz，紫外线，可见光，红外线是光波的类别，2020/7/5，11，电磁波频带分割和常用传输介质-1，2020/7/5，12，电磁波频带分割和常用传输介质-。也就是说，波长为： 0.81.8m的频率f可以分为短波长段0.85m，长波长段：1.31m和1.55m这是目前采用的三个通信窗口，2020/7/5，14，2020/7/51、光源2、光通信介质的第一个问题：光源多，需要一致光源，稳定工作到1960年美国人Maiman发明了第一种红宝石激光器，但2020/7/5，15，激光特性，1，能量高度集中2，频率单一

5、3，方向好4 1966年，英国高宇(K.C.Kao)博士通过天然气透镜系列进行光限幅传输，提出了可以沿着电线传输光，也可以利用SiO2石英玻璃制造低损耗光纤的构想。 他表明了低损耗光纤的可能性，光通信研究也活跃了起来。这时光纤杂质太高，损失超过了1000db/km，出现了2020/7/5，17，第二个难题。传输介质3，1970年，美国康宁公司研究了损耗为20 dB/km的光纤，1米附近的波长使光纤能够进行远距离传输。1970年，美国ATT发明了半导体激光器(GaAlAs)，其体积很小，在室温下持续工作，很好地适应了这种要求。1970年被称为光纤通信的元年，高禹光纤之父，2020/7/5，18，

6、光通信发展大致分3个阶段，19616年远东的3个光通信发达国家形成了，代表国家在美国、英国、日本、美国78年完成了第一个光通信纤维，82年进行了第一次远距离建设，到1993年为止建立了200多个通信系统。 光纤共27万公里以上，美国有5大纤维工程。世界主要通信产品供应商lucent，nort ol，如东走廊、东和西干线、大西洋和太平洋洲际海底干线、2020/7/5，21、发达国家光纤通信的发展1、横跨日本南北的3400公里干线法国viaritz的“pive city”光纤中包括路边(FTTC)、建筑物(FTTB)、办公室(FTTO)、社区(FTTZ)和用户(FTTH)在内的三家世界最大的远距离

7、通信公司美国的ATT、MCI和SPRINT回想起来，你经历的“里程碑”仍然历历在目。光纤设备系统应用程序自行研发技术等1977年武汉通信科学研究院开发了衰减系数为0.85m、衰减系数为300dB/km、长度为17m的中国第一台阶跃折射率分布多模光纤；开发了Si-APD。1978年，阶跃纤维的衰减降至5 dB/km。开发了短波长多模式渐变光纤，即G.651光纤。开发了GaAs-LD。1979年，开发了以1dB/km衰减的多模式长波长光纤。5.7公里、8mit/s光通信系统测试段构建。2020/7/5，25，中国光纤通信业务发展1，1980年，1300nm窗口衰减减少到0.48dB/km，1550

8、nm窗口减少到0.29dB/km。开发了短波长GaAlAs-LD。1981年出差波长的InGaAsP-LD和pin探测器的开发。多模光纤有源连接器进入实用。开发了34 MB/s光传输设备。1982年，开发了成功的长波长激光组件和探测器组件(PIN-FET)。开发发光波长分配器、光电耦合器、光衰减器、过滤器等手动部件。开发了140Mbit光传输设备。1984年武汉，天津34Mbit/s时末中继光传输系统工程竣工。2020/7/5，26，中国光纤通信业务开发21985年，1300nm单模光纤开发，衰减0.40dB/km。1986年开发了动态单纵向模式激光器。1987年底，第一个国产远程光通信系统竣

9、工，从武汉到荆州，全长约250公里，传输34Mb/s信号，1988年，全长245公里，武汉京州沙市34Mbit/s多模式光电缆通信系统工程经过邮局鉴定验收。扬州高邮34Mbit/s单模光缆通信系统公司通过邮政通信部确认了验收。1989年，汉阳韩南140Mbit/s单模光传输系统工程通过邮局确认被接受。2020/7/5，27，中国光纤通信业务的发展3，1990，G.652标准单模光纤的开发，最小衰减0.35dB/km。到1992年降到了0.26dB/km。成功开发了1550纳米部署反馈激光(DFB-LD)。1991年开发了G.653分散位移纤维。最小衰减达到0.22dB/km。开发了565mit

10、/s光传输设备。合肥市雨湖140Mbit/s单模光传输系统项目通过国家情感接受，完全国产化的第一条长距离直接埋设单模光缆线路，全长150公里左右，光缆在水下首次横渡长江。1992年开发了掺铒光纤EDF。可变DFBLD和泵源LD的研制；FC-PC陶瓷单模光纤活动连接器通过邮政通信部确认。2020/7/5，28，中国光纤通信业务的发展4，1993，在掺铒光纤放大器研究方面取得了突破性进展，信号增益小25dB。上海无锡565mit/s单模光传输系统工程通过通信部确认了验收。这项工程的完工对国内外产生了重大影响。1995年，开发了STM-1、STM-4 SDH设备。1996年开发了STM-16 SDH

11、设备。1997年开发了G.655 0以外的分散位移纤维。开发了变形多量子阱DFB激光器、STM-1、STM-4接收/发送模块和STM-16接收模块。1997年接受成都攀枝花622Mbit/s SDH光传输项目邮政通信部识别；咸宁622mit/s SDH双自修复环互连系统工程通过建设部门早期测试，2020/7/5，29，中国光纤通信事业发展5，1997年武汉通信科学研究院自行开发的622mb/s和2.5Gbit光纤通信系统分别从湖北咸宁到桐城，海南海口到三亚1998年海口三亚2.5Gbit/s光传输系统公司通过邮政通信部监察，设置了322公里全长、万宁1个中继站，海口万宁的中继距离为172公里，

12、仅发射机一个EDFA，实现了这一长中继。开发了OADM，OXC原型。1999年82.5Gbit秒的DWDM系统通过了国家验收。开发了STM-64 SDH设备。ITU-T确认了针对IP over SDH的建议。2020/7/5，30，我国矿业的发展6、8、5期内，干线使用后，全部使用光纤，建设了除拉萨、台湾以外的22条干线，电缆总长度达10万公里，基本上覆盖除拉萨外首都和沿海开发城市的光缆干线网，9 5期至2000年到1998年，基础设施建设取得了巨大成就。“八纵八横”干线光缆传输网络全部建成。99干线光缆预计两年前完工。2020/7/5，31，我国矿业的发展7，1998年，每年新建了13条长光

13、缆干线，完成了14条长光缆干线的扩建工程；全国电信光缆共100万公里。现在，全国已普及为光纤电缆、卫星、数字微波，基本上建立了将数字传输、程序控制方式交换集成在一起的通信网。2020/7/5，32，中国光纤通信事业的发展8，中国光纤通信技术的发展，经历了很多曲折和困难，研究开发初期的技术封锁，基础和支持产业设施的不足，资金投入不足，人力资源短缺等。但是，我国光通信界的同行为了发展自己的民族光通信事业，克服了很多难关，掌握了光纤、设备、系统等各方面的核心技术，逐渐进入了国际光通信先进化的行列。特别是1B1H的光纤线路编码、自己的网络管理系统、可以配置自我修复环的PDH设备、一整套自行设计的SDH专用芯片、在线升级的SDH设备、通过实验室实现的LAPS over SDH等，为其特性和创新形成自己的知识产权而进一步发展奠定了良好的基础。2020/7/5，33，2020/7/5，34，我国国际光缆建设自1988年首次建设横渡大西洋的海底光缆以来，世界范围内建设的国际光缆系统已有数十个，国际光