光通信课件.ppt
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1、关于光通信现在学习的是第1页,共35页任课教师任课教师:刘岚岚刘岚岚教材教材:光通信导论光通信导论吴重庆编著吴重庆编著 清华大学出版社清华大学出版社主要参考教材主要参考教材:1.光纤通信系统光纤通信系统顾婉仪顾婉仪,李国瑞李国瑞 北京邮电大学出北京邮电大学出版社版社2.光纤通信导论光纤通信导论 邱昆邱昆 电子科技大学出版社电子科技大学出版社E-mail: 电话电话:51688200现在学习的是第2页,共35页2012年中国国际信息通信展览会年中国国际信息通信展览会PT/EXPO COMM CHINA 2012时间:时间:2012年年9月月18日日-9月月22日日地点:北京中国国际展览中心地点:
2、北京中国国际展览中心全球规模最大的全球规模最大的ICT展览会之一,亚洲规模最大、最具影响力展览会之一,亚洲规模最大、最具影响力的世界级信息通信展。的世界级信息通信展。 信息通信产业作为推动经济发展与社会进步的重要力量,发信息通信产业作为推动经济发展与社会进步的重要力量,发挥着越来越重要的作用。中国已经发展成为世界最重要的电信挥着越来越重要的作用。中国已经发展成为世界最重要的电信市场,运营着全球最大的用户量,汇聚着增长最快的各大制造市场,运营着全球最大的用户量,汇聚着增长最快的各大制造商。随之而来的商。随之而来的3G通信建设,通信建设,3G终端研发以及终端研发以及3G应用的开发,应用的开发,给
3、移 动 通 信 产 业 带 来 了 众 多 发 展 契 机 。给 移 动 通 信 产 业 带 来 了 众 多 发 展 契 机 。 http:/ 移动通信技术及设备;宽带移动通信技术及设备;宽带电信业务与电信增值服务;宽带无线接入;智能终端;下一代电信业务与电信增值服务;宽带无线接入;智能终端;下一代网络(网络(NGN)、下一代互联网()、下一代互联网(NGI)、网络电视、网络游)、网络电视、网络游戏、戏、IPTV、手机视频、互动娱乐产品及服务;行业信息化应、手机视频、互动娱乐产品及服务;行业信息化应用和解决方案;二维码技术;数码、音频、视频、存储技术及用和解决方案;二维码技术;数码、音频、视频
4、、存储技术及产品;计算机硬件设备与软件产品;数据通信与网络技术、安产品;计算机硬件设备与软件产品;数据通信与网络技术、安全及相关产品;电信管理系统;光通信、光纤光缆;汽车电子;全及相关产品;电信管理系统;光通信、光纤光缆;汽车电子;RFID;物流信息化技术与设备;通信电源、仪器仪表、通信;物流信息化技术与设备;通信电源、仪器仪表、通信机房用品、办公自动化设备;信息家电、家庭网络、数字化家机房用品、办公自动化设备;信息家电、家庭网络、数字化家庭;通信电子元器件;通信终端配件;其它信息通信配套产品;庭;通信电子元器件;通信终端配件;其它信息通信配套产品;信息通信科研、设计、建设施工、咨询、统计、投
5、资内容及产信息通信科研、设计、建设施工、咨询、统计、投资内容及产品等。品等。 现在学习的是第4页,共35页光纤通信的概念光纤通信的概念 光通信的概念光通信的概念 光通信光通信是利用是利用光波光波来传送信息的。来传送信息的。通信技术通信技术电通信电通信光通信光通信根据使用的电磁波频率范围分类:根据使用的电磁波频率范围分类:有线通信有线通信无线通信无线通信光纤通信光纤通信是以光作为信息载体,以光纤作为传输介质的是以光作为信息载体,以光纤作为传输介质的光信息传输技术。光信息传输技术。LASER通信是通过某种媒体进行的信息传递。通信是通过某种媒体进行的信息传递。 现在学习的是第5页,共35页引引 言言
6、一、光纤通信发展的历史和现状一、光纤通信发展的历史和现状二、光纤通信的优点和应用二、光纤通信的优点和应用现在学习的是第6页,共35页一、一、 光纤通信发展的历史和现状光纤通信发展的历史和现状 1. 探索时期的光通信探索时期的光通信 在这个时期,美国麻省理工学院利用在这个时期,美国麻省理工学院利用He-Ne激光器和激光器和CO2激光激光器进行了大气激光通信试验。器进行了大气激光通信试验。由于没有找到由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质稳定可靠和低损耗的传输介质, 对光通信的研究曾一度走对光通信的研究曾一度走入了低潮。入了低潮。 1960年,美国人梅曼年,美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红
7、宝石激光器,发明了第一台红宝石激光器, 给光给光通信带来了新的希望。激光器的发明和应用,通信带来了新的希望。激光器的发明和应用, 使沉睡了使沉睡了80年的光通信年的光通信进入一个崭新的阶段。进入一个崭新的阶段。 1880年,美国人贝尔年,美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音发明了用光波作载波传送话音的的“光电话光电话”。贝尔光电话是现代光通信的雏型。贝尔光电话是现代光通信的雏型。 原始形式的光通信原始形式的光通信:中国古代用中国古代用“烽火台烽火台”报警,欧洲人用报警,欧洲人用旗语传送信息。旗语传送信息。 现在学习的是第7页,共35页2 现代光纤通信现代光纤通信 指明通过指明通过“
8、原材料的提纯制造出适合于长距离通原材料的提纯制造出适合于长距离通信使用的低损耗光纤信使用的低损耗光纤”这一发展方向这一发展方向 1 9 6 6 年 , 英 籍 华 裔 学 者年 , 英 籍 华 裔 学 者高 锟高 锟( C . K . K a o ) 和 霍 克 哈 姆和 霍 克 哈 姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用发表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤光纤(Optical Fiber)进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了进行信息传输的可能性和技术途径,奠定了现代光通信现代光通信光纤通信光纤通信的基础。的基础。现在学习的是第8页,共35页光纤发明
9、人高锟光纤发明人高锟 Charles K.Kao论文:论文:光频介质纤维表面波导光频介质纤维表面波导1966(Dielectric-Fiber Suface Waveguide for Optical Frequency)提出:制造石英光纤可实现光纤通信提出:制造石英光纤可实现光纤通信指出指出 三点:三点: 光纤的容量很大光纤的容量很大 高纯石英光纤的损失可低达高纯石英光纤的损失可低达 20dB/km 单模光纤的原理构造单模光纤的原理构造高锟高锟光纤之父光纤之父现在学习的是第9页,共35页光纤通信发明家光纤通信发明家高锟高锟( (左左) )1998年在英国接受年在英国接受IEE授予的奖章授予的
10、奖章现在学习的是第10页,共35页2009年诺贝尔物理学奖获得者英国华裔科学家高锟,美国科年诺贝尔物理学奖获得者英国华裔科学家高锟,美国科学家威拉德学家威拉德博伊尔和乔治博伊尔和乔治史密斯。史密斯。 瑞典皇家科学院说,高锟在瑞典皇家科学院说,高锟在“有关光在纤维中的传输以有关光在纤维中的传输以用于光学通信方面用于光学通信方面”取得了突破性成就,他将获得今年物理取得了突破性成就,他将获得今年物理学奖一半的奖金,共学奖一半的奖金,共500万瑞典克朗(约合万瑞典克朗(约合70万美元);博万美元);博伊尔和史密斯发明了半导体成像器件伊尔和史密斯发明了半导体成像器件电荷耦合器件电荷耦合器件(CCD)图像
11、传感器,将分享今年物理学奖另一半奖金。)图像传感器,将分享今年物理学奖另一半奖金。 现在学习的是第11页,共35页 1970年,年,光纤光纤研制取得了重大突破研制取得了重大突破 1970年,美国康宁年,美国康宁(Corning)公司研制成功损耗公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。的石英光纤。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。 1972年,康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到年,康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4 dB/km。 1973 年,美国贝尔年,美国贝尔(Bell)实验室的光纤损耗降低到实验室的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974 年降低到
12、年降低到1.1dB/km。 1976 年,日本电报电话年,日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到公司将光纤损耗降低到0.47 dB/km(波长波长1.2m)。 在以后的在以后的 10 年中,波长为年中,波长为1.55 m的光纤损耗:的光纤损耗: 1979 年是年是0.20 dB/km,1984年是年是0.157 dB/km,1986 年是年是0.154 dB/km, 接近了光纤最低损耗的理论极限。接近了光纤最低损耗的理论极限。 现在学习的是第12页,共35页Corning 的的3位科学家位科学家Dr.DonalKeck,Dr.Bob Maurer, Dr.Peter Schultz于于19
13、70年研制出低损失光纤年研制出低损失光纤.现在学习的是第13页,共35页 1970 年,光纤通信用年,光纤通信用光源光源取得了实质性的进展取得了实质性的进展 1970年,美国贝尔实验室、日本电气公司年,美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联先后,研和前苏联先后,研制成功室温下连续振荡的镓铝砷制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器双异质结半导体激光器(短波长短波长)。虽然寿命只有几个小时,但它为半导体激光器的发展奠定了基础。虽然寿命只有几个小时,但它为半导体激光器的发展奠定了基础。 1973 年,半导体激光器寿命达到年,半导体激光器寿命达到7000小时。小时。
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