1·1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国内外光纤通信发展的现状1·2光纤通信的优点和应用1.2.1光通信与电通信1.2.2光纤通信的优点1.2.3光纤通信的应用1·3光纤通信系统的基本组成1.3.1发射和接收1.3.2基本光纤传输系统1.3.3数字通信系统和模拟通信系统1.1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1966年，英籍华裔学者高锟(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤(OpticalFiber)进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。光纤通信发明家高锟(左)1998年在英国接受IEE授予的奖章1.由于光纤和半导体激光器的技术进步，使1970年成为光纤通信发展的一个重要里程碑19741976197819801982198419861988199019921探索时期的光通信•重量轻、体积小光源光谱特性：输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输出功率和波长稳定，器件寿命长光纤通信整体发展时间表•1976年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.1.③有线电视网的干线和分配网•在这个时期，美国麻省理工学院利用He-Ne激光器和CO2激光器进行了大气激光通信试验。外调制基本光纤传输系统的三个组成部分55μm的连续振荡半导体激光器。1.2光纤通信的优点•随后，由美、日、英、法发起的第一条横跨大西洋TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。1970年，光纤通信用光源取得了实质性的进展•1970年，美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联先后，研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(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。•1973年，半导体激光器寿命达到7000小时。•1976年，日本电报电话公司研制成功发射波长为1.3μm的铟镓砷磷(InGaAsP)激光器。•1977年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时。•1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报电话公司研制成功发射波长为1.55μm的连续振荡半导体激光器。实用光纤通信系统的发展•1976年，美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验。•1980年，美国标准化FT-3光纤通信系统投入商业应用。•1976年和1978年，日本先后进行了速率为34Mb/s的突变型多模光纤通信系统，以及速率为100Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。•1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。•随后，由美、日、英、法发起的第一条横跨大西洋TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。•第一条横跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光缆通信系统于1989年建成。从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开，促进了全球通信网的发展。光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：•第一阶段(1966~1976年)，这是从基础研究到商业应用的开发时期。•第二阶段(1976~1986年)，这是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。•第三阶段(1986~1996年)，这是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。1.1.3国内外光纤通信发展的现状1976年美国在亚特兰大进行的现场试验，标志着光纤通信从基础研究发展到了商业应用的新阶段。此后，光纤通信技术不断创新：光纤从多模发展到单模，工作波长从0.85μm发展到1.31μm和1.55μm(短波长向长波长），传输速率从几十Mb/s发展到几十Gb/s。随着技术的进步和大规模产业的形成，光纤价格不断下降，应用范围不断扩大。目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质，光纤通信系统将成为未来国家信息基础设施的支柱。在许多发达国家，生产光纤通信产品的行业已在国民经济中占重要地位。光纤通信整体发展时间表1.2光纤通信的优点和应用图1.1部分电磁波频谱图1.2各种传输线路的损耗特性1.2.2光纤通信的优点•容许频带很宽，传输容量很大•损耗很小，中继距离很长且误码率很小•重量轻、体积小•抗电磁干扰性能好•泄漏小，保密性能好•节约金属材料，有利于资源合理使用1.2.3光纤通信的应用光纤可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。光纤在通信网、广播电视网与计算机网，以及在其它数据传输系统中，都得到了广泛应用。光纤宽带干线传送网和接入网发展迅速，是当前研究开发应用的主要目标。光纤通信的各种应用可概括如下：典型