光纤通信 第1章 概论

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1、第1章概论1.0通信概况1.1光纤通信发展的历史和现状1.2光纤通信的优点和应用1.3光纤通信系统的基本组成返回7/21/20211通信概况通信分类（按传输媒质）无线通信有线通信无线有线返回7/21/20212⑴无线（不可见光）长波、中波、短波、超短波、微波、激光（红外线）、卫星通信。可见光：=380～760nm范围，与周围无明显区别；红外线：=760～100μm紫外线：=1～380nmx射线、射线：<1nm离可见光近的分别称为近红外线、近紫外线，离可见光远的称为远红外线、远紫外线。光谱7/21/20213波段波长（m）频率（MHz）主要用途长波30000～30000.01

2、～0.1电报通信中波3000～2000.1～1.5无线电广播中短波200～501.5～6电报通信、无线电广播短波50～106～30电报通信、无线电广播超短波10～130～300无线电广播、电视、导航微波分米波1～0.1300～3000电视、雷达、导航、接力通信及其它专门用途厘米波0.1～0.013000～30000毫米波0.01～0.00130000～300000雷达、导航及其它专门用途7/21/20214目前光纤通信使用的波长范围属近红外线（700～1700nm，正在开发研制大于2000nm），可分为短波长波段、长波长波段：短波长段：800～900nm长波长段：1200～

3、1600nm目前的三个通信窗口：850nm、1310nm、1550nm卫星通信：一般用微波段（实际为微波通信）返回7/21/20215⑵有线（电及不可见光）架空明线对称电缆同轴电缆光缆返回7/21/20216⒉无线通信优点：建设速度快，简单经济，能满足一定长短距离的要求。由于微波、激光以直线传播，故相对中、短波来说，它们的能量集中，保密性能好；缺点：传输质量受环境及气候影响大，开放性的，因而保密性差（相对于有线来说）。对激光来说，气温变化及大气湍流会使激光产生抖动；由于能量集中，易被空中物体（飞行物等）遮挡而中断，又由于是直线传播，长距离传输必须中继。7/21/20217⒊

4、有线通信优点：不易受外界干扰，传输稳定可靠，保密性能好。缺点：建设时间长，维护工作量大，初建费用（其投资主要是通信线路——干线约70%）。返回7/21/20218为充分发挥不同通信手段的特点并适应不同需要，必须综合利用无线和有线两种方式，且在投资一定的情况下，必须提高通信线路的通信能力（话路），即要在力求安全可靠、保证通信质量的前提下，尽力提高复用程度、延长通信距离等，因此线路设备的设计和维护质量的优劣，对于保证有线（或无线）通信的畅通和质量，有着重要的影响。7/21/20219光纤通信发展的历史和现状1.1.1探索时期的光通信1.1.2现代光纤通信1.1.3国内外光纤通信

5、发展的现状返回7/21/202110探索时期的光通信中国古代“烽火台”的狼烟、通用传递消息的旗语等均是将消息通过不同的光信号延伸通信距离的方法。有线通信发展已有一百多年的历史，发展非常快，最早的电报用的是绝缘导线，后来随着电报电话的出现，有了架空明线。架空明线开始还是单线回路（实际大地为另一根导线），这种回路干扰大，传输距离短，后来又有了双线、用了有色金属以及导线交叉技术以减少串音，为提高利用率又采用了高频复用技术（如前章所提可开通低12路、高12路及超12路载波电话）。7/21/202111十九世纪末出现了空气绝缘对称市话电缆，二十世纪初又有了长途对称电缆（最多可开通60

6、路载波电话，看上去好像比最好的架空明线少，但它的通话性能、抗干扰及保密能力却增强很多），二十世纪30年代，又出现了同轴（不对称）电缆（可分为微、小、中、大几种类型），可以在更大的频率范围内实现复用，开通多达1800甚至13200路载波电话，并可以用来传送电视信号。架空明线、对称电缆和同轴电缆都属于传送电磁波的双向传输线。7/21/202112伴随社会的进步与发展、人们日益增长的物质与文化需求，通信向大容量、长距离的方向发展已经是必然的趋势，以往的无线、有线（架空明线、对称电缆以及同轴电缆）已经不能适应这种发展要求。而光波有极高的频率（约3THz），具有极高的带宽，可以容纳巨

7、大的通信信息，所以用光波作为载体来进行通信一直是人们长期追求的目标。然而在上世纪六十年代中期以前，人们虽然历经苦心研究过光圈波导、气体透镜波导、空心金属波导管等，想用它们作为传送光波的媒体以实现通信，但终因它们衰耗过大或造价昂贵而无法实用化，始终没有找到传输的理想传送媒体。7/21/202113现代光纤通信激光的发现及发展，使各国广泛开展了光纤通信的研究、实验，并已走入实用。光纤通信是利用光波进行通信的新方法，它把激光器发出的已调制的激光送入一根比头发丝还要细的透明玻璃丝中，传到对方的接收机来实现通信。另一种具有强