第二十三讲光通信新技术

合集下载

未来移动通信的发展趋势及关键技术

45,000
120%
40,000
35,000
78%
30,000
25,000
20,000
15,000
10,000
5,000
0
累计移动用户新增移动用户增长率
2356 1033
1998年 2356 1033 78%
97% 83%
4323
1967 1999年
4323 1967 83%
8526
4203 2000年
8526 4203 97%
70%
14481
5955 2001年 14481
5955 70%
26500 20558
42% 29%
6077
5942
2002年 20558 6077 42%
2003年 26500 5942 29%
34100
21% 5600
2004年 32100 5600 21%
36500
13.70% 4400
5G面临更大容量需求和频谱赤字：根据预测，至2020年无线网络容量增长达1000倍
如何满足1000倍的容量增长需求？（1）更多频谱→~3× （或10 × ,4 × ）（2）更高频谱效率→~6× (或 10 ×,12 ×)
无线接入无线传输
（3）更多基站（更小小区）→~50× (或10 ×,10 ×)

光纤通信与光电子技术实验指导书

光纤通信与光电子技术实验指导书光纤通信与光电子技术实验指导书

引言2

实验一半导体激光器P-I特性参数测量4

实验二半导体光电检测器参数测量8

实验三光纤无源器件参数测量15

实验四光纤时域反射测量(OTDR) 20

实验五语音、图像光纤传输及波分复用（WDM）22

实验六掺铒光纤放大(EDFA) 25

实验七光纤激光器参数测量30

实验八光纤光栅温度传感与测量32

实验九单模光纤损耗特性和截止波长测量34

实验十光纤色散测量38

实验十一光纤非弹性散射及喇曼放大(FRA) 41

实验十二电吸取调制（EAM） 46

实验十三半导体激光器光谱测量与模式分析48

实验十四光纤马赫任德干涉测量54

实验十五液晶显示器（LCD）电光特性曲线测量57

实验十六辉光放电与等离子体显示（PDP）62

实验十七多碱光电阴极光谱响应与极限电流密度测量67实验十八微光像增强器电子透镜调剂与增益测量71

实验十九CCD信号采集与处理 75

实验二十CCD光电摄像系统特性测量 79

实验二十一阴极射线显像管（CRT）电子聚焦与偏转83

实验二十二MEMS微镜与DLP投影91

实验二十三有机发光器件（OLED）参数测量 94

引言

光通信技术是当代通信技术进展的最新成就，在信息传输的速率和距离、通信系统的有效性、可靠性和经济性方面取得了杰出的成就，使通信领域发生了庞大的变化，已成为现代通信的基石，是信息时代来临的要紧物质基础之一。

现代光通信是从1880年贝尔发明‘光话’开始的。他以日光为光源，大气为传输媒质，传输距离是200m。1881年，他发表了论文（关于利用光线进行声音的复制与产生）。但贝尔的光话始终未走上有用化时期。究其缘故有二：一是没有可靠的、高强度的光源；二是没有稳固的、低损耗的传输媒质，无法得到高质量的光通信。在此后几十年的时刻里，由于上述两个障碍未能突破，也由于电通信得到高速进展，光通信的研究一度沉静。这种情形一直连续到本世纪60年代。

大学军事理论教程重点总结

一、国防含义及基本特征

含义：为了捍卫国家主权统一，领土完整和安全，防备外来侵略和颠覆而进行的军事及军事有关的政治、经济、外交、文化、科技、教育等方面的活动。

基本特征：1.多种斗争形式的角逐；2.战争潜力的转化；3.综合国力的抗衡；4.质量建设的道路；5.威慑作用的功能。

二、国防动员的含义及形式

含义：是主权国家为适应战争需求或临时应付重大危机、自然灾害等突发情况，以保卫国家安全为根本目的，统一调动人力、物力、财力的一系列活动。国防动员实施主体是国家，即国防动员是国家行为，是国家职能的具体体现。

形式：1.按规模可分为局部动员和总动员；2.按性质可分为秘密动员和公开动员；3.按时间可分为应急动员和持续动员；4.按动员内容可分为政治动员、经济动员、人民防空动员、交通战备动员、科技动员和信息动员。

三、国防法规的含义

是指国家为了加强防务，尤其是加强武装力量建设，用法律形式确定并以国家强制手段保证其实施的行为规则的总称。

四、中国古代军事理论的形成与发展

1.上古至秦汉，中国古代军事理论的孕育与形成；

2.三国至宋元，中国古代军事理论在战争实践中不断丰富和发展；

3.明清，西方军事理论的传入与中国军事理论的完善、改造。

五、简答中国古代军事理论的主要内容

1.对待战争的态度（兵者，国之大事；得道多助，失道寡助）；

2.作战原则（安不忘战，富国强兵；未战先计，政出庙算；文武并用，伐谋伐交；兵贵神速；以正合，以奇胜；知己知彼，百战不殆；攻占之本，在乎壹民；不战而屈人之兵；致人而不致于人；兵无委积而亡；兵有大论，先论其器）；

光纤技术基础单模光纤PPT课件

2 1 1 2
2 2
2

k
n
r

0
0
2
2
2
r
r r r

分离变量法
r, R r
2

2 R 1 R 2 2
m
2

k0 n r 2 R 0
2
r
r r
r
d 2
2

m
0
相干加强条件
波动光学：
场分布
边界条件
2023/11/6
kx
k
kz
特征方程
2 3
k x h arctan 2
m
2 3
3
第三页，课件共有81页
光纤技术基础
知识回顾
满足全反射条件时，只有某些以特
定角度入射的光线才能在波导内传
导，每一种可以传导的电磁波称为
模式耦合
2023/11/6
7
第七页，课件共有81页
光纤技术基础
一.阶跃折射率单模光纤
➢
➢
➢
➢
2023/11/6
单模光纤与多模光纤
单模工作条件与单模截止波长
阶跃折射率单模光纤中的场分布与功率限制因子

光纤通信技术

50
1000 km 内中继器个数
20
小同轴
960
4
250
中同轴
1800
6
1600
光缆
1920
30
33
光缆
14000(1Gb/s)
84
11
光缆
6000(445MB/
134
7
S)
第二十一页，共38页。
光纤通信(ɡuānɡ xiān tōnɡ xìn)是不是完美无缺
光纤通信(ɡuānɡ xiān tōnɡ xìn)除了上述优点外，也存例如组件(zǔ jiàn)昂贵，光纤质地脆、机械强度低，连接
? 波分复用技术
视系统；自动控制系统的数据传输。 ? ④ 综合业务光纤接入网
第二十三页，共38页。
第一章概论(gàilùn)
? 1.1 光纤通信发展(fāzhǎn)的历史和现状 ? 1.2 光纤通信的特点(tèdiǎn)和应用 ? 1.3 光纤通信系用的基本组成 ? 1.4 光纤通信的发展趋势
第二十四页，共38页。
1951 医用玻璃纤维 (损耗 1000dB/km)
1962 半导体激光器诞生 (GaAs 870nm)
1966 高锟理论预言
70 年代室温工作半导体激光器 (GaAsAI 850nm)
1970 康宁制出低损耗光纤 (20dB/km)

经典必看百家讲坛

百家讲坛目录├─清十二帝│ 努尔哈赤.txt│ 道光.txt│ 光绪.txt│ 皇太极.txt│ 嘉庆.txt│ 康熙.txt│ 乾隆.txt│ 清十二帝疑案皇太极.txt│ 清十二帝疑案努尔哈赤.txt│ 清十二帝疑案答疑（二）.txt│ 清十二帝疑案答疑（三）.txt│ 清十二帝疑案答疑（一）.txt│ 清十二帝疑案答疑（六）.txt│ 清十二帝疑案答疑（四）.txt│ 清十二帝疑案答疑（五）.txt│ 清十二帝疑案之总说.txt│ 顺治.txt│ 同治.txt│ 咸丰.txt│ 宣统.txt│ 雍正.txt├─《说慈禧》│ 序.txt│ 第八讲压制奕?.txt│ 第二讲荣为贵妃.txt│ 第二十二讲 “规范”变法.txt│ 第二十讲六旬庆典.txt│ 第二十六讲光绪宾天.txt│ 第二十七讲慈禧大葬.txt│ 第二十三讲 “母子”反目.txt│ 第二十四讲废帝风波.txt│ 第二十五讲珍妃之死.txt│ 第二十一讲釜底抽薪.txt│ 第九讲初兴洋务.txt│ 第六讲垂帘听政.txt│ 第七讲整饬吏治.txt│ 第三讲暗争皇权.txt│ 第十八讲曲折亲政.txt│ 第十二讲同治之死.txt│ 第十讲别样舐犊.txt│ 第十九讲光绪大婚.txt│ 第十六讲置换军机.txt│ 第十七讲猬集后党.txt│ 第十三讲二次垂帘.txt│ 第十四讲 “君臣”母子.txt│ 第十五讲慈安之死.txt│ 第十一讲归政同治.txt│ 第四讲叔嫂联手.txt│ 第五讲实施政变.txt│ 第一讲选秀入宫.txt│ 后　记.txt│ 结　语.txt├─大师语录│ 大师语录—吴建民论国际风云.txt│ 大师语录—白春礼解读纳米.txt│ 大师语录—陈一坚引航“飞豹”.txt│ 大师语录—洪昭光与健康手拉手.txt│ 大师语录—欧阳自远畅想月球.txt│ 大师语录—王蒙断想红楼梦.txt│ 大师语录—吴建民看中国外交.txt│ 大师语录—叶嘉莹从现代观点看旧诗（上）.txt│ 大师语录—叶嘉莹从现代观点看旧诗（下）.txt│ 大师语录—余秋雨解剖文学（上）.txt│ 大师语录—余秋雨解剖文学（下）.txt│ 大师语录—周汝昌鉴赏唐宋诗（上）.txt├─道德与法律│ 捍卫名誉 -姚辉.txt│ “硫酸泼熊”引发的思考 -袁济喜.txt│　

光纤通信基本知识

光源标称波长(bōcháng)(nm) 1310 1310 1550 1310
1550
G.652
光纤类型
传输距离(km) ~2
G.652
G.654 G.653
~15
~40
~80
STM-1 I-1 S-1.1 S-1.2 L-1.1 L-1.2 L-1.3
STM等级 STM-4 I-4 S-4.1 S-4.2 L-4.1 L-4.2 L-4.3
具有广泛的适应性
丰富的开销比特,加强了网络的OAM能力 (nénglì)
统一的标准光接口
采用软件进行网络配置和控制,便于扩展具有完全的后向兼容性和前向兼容性
2
第二十一页，共36页。
SJTU
SDH的比特率
等级(děngjí) 速率（Mb/s）
STM-1
155.520
STM-4
622.080
1
第十五页，共36页。
SJTU
光放大器
为了进行长距离传输，可以采用光/电/ 光转换形式的光中继器，也可以采用直接对光信号(xìnhào)进行放大的光放大器。
光放大器可分为半导体光放大器（SOA ）和光纤放大器（FA）。
光纤放大器又可分为非线性光纤放大器（喇曼光纤放大器）和掺铒光纤放大器（EDFA）
SJTU
光纤传输(chuán shū)系统框图

安全理论基本知识(培训资料)

平安生产教化培训的基本要求

生产经营单位的平安教化培训工作是贯彻生产经营单位方针, 目标，实现平安生产和文明生产，提高员工平安意识和平安素养，防止产生不平安行为，削减人为失误的重要途径。

平安生产教化培训的目的：提高管理人员和施工人员的平安生产责任感和自觉性，仔细学习有关平安生产的法律法规和平安生产基本知识；普及和提高施工人员的平安技术知识，增加平安操作技能，从而爱护自己和他人的平安与健康。

《平安生产法》对平安生产教化培训作出了明确规定：

第二十条规定：生产经营单位的主要负责人和平安生产管理人员必需具备与本单位所从事的生产经营活动相应的平安生产知识和管理实力。

第二十一条规定：生产经营单位应当对从业人员进行平安生产教化和培训，保证从业人员具备必要的平安生产知识，熟识有关的平安生产规章制度和平安操作规程，驾驭本岗位的的平安操作技能。未经平安生产教化和培训合格的从业人员，不得上岗作业。

第二十二条规定：生产经营单位采纳新工艺, 新技术, 新材料或者运用新设备，必需了解, 驾驭其平安技术特性，实行有效的平安防护措施，并对从业人员进行特地的平安教化和培训。

第二十三条规定：生产经营单位的特种作业人员必需依据国家有关规定经特地的平安作业培训，取得特种作业操作资格证书，方可上岗作业。

第三十六条规定：生产经营单位应当教化和督促从业人员严格执行本单位的平安生产规章制度和平安操作规程；并向从业人员照实告知作业场所和

工作岗位存在的危险因素, 防范措施以及事故应急措施。

第五十条规定：从业人员应当接受平安生产教化和培训，驾驭本职工作所需的平安生产知识，提高平安生产技能，增加事故预防和应急处理实力。

通信系统的组成(精品PPT)

中，信道是自由空间。
第六页，共六十五页。
4、噪声源——不是人为参加的设备，而是通信系统中各种设备以及信道中所固有的。
噪声按产生(chǎnshēng)的来源可分为内部噪声和外部噪声，外部噪声是从信道引入的，为了分析方便，把噪声源视为各处噪声的集中表现而抽象参加到信道。
5、接收设备——完成发送设备的反变换的设备，即进行解调、译码、解码等。它的任务是从带有干扰的接收信号中正确恢复出相应的原始基带信号来，对于多路复用信号，还包括解除多路复用，实现正确分路。 6、受信者——是传输信息的归宿点，其作用是将复原的原始信号转换成相应的消息。
信号分类——按信号参量的取值方式不同可把信号分为两类，即
模拟信号和数字信号。
第九页，共六十五页。
模拟信号——凡信号参量的取值是连续的或取无穷多个值的，且直接与消息相对应的信号，均称为模拟信号。如机送出的语音信号、电视摄像机输出的图像(tú xiànɡ)信号等。模拟信号有时也称连续信号，这个连续是指信号的某一参量可以连续变化，或者说在某一取值范围内可以取无穷多个值，而不一定在时间上也连续，如图 1 - 2(b)所示的抽样信号。
第十五页，共六十五页。
模拟通信系统模型(móxíng)可由图 1 - 1 略加演变而成，如图 1 - 4 所示。图中的调制器和解调器就代表图 1 - 1 中的发送设备和接收设备。

百家讲坛2001年节目表

播出日期（第九周） 9月3日 9月4日
9月5日
节目内容纳米科技的现在与未来西方的传统：浪漫主义
中国“入世”的必要准备
9月6日
艺术与科学（一）
9月7日
播出日期（第十周） 9月10日 9月11日 9月12日
9月 13日
现代人整体形象设计
节目内容学为人师行为世范
诗的发现 “入世”和中国经济改革
艺术与科学（二）
Biblioteka Baidu
9月 14日
播出日期（第十一周） 9月17日 9月18日 9月19日
9月20日
9月21日
风险投资：资本与知本
节目内容生命科学基础与前沿
拥有心智生活老年人合理用药的方法
艺术与科学（三）汽车与生活
主讲人
白春礼朱孝远刘光希于维香马宇李政道、张道一戴吾三、苑运甫徐晶
播出日期（第十五周） 10月15日 10月16日 10月17日 10月18日 10月19日
节目内容
中国的松文化如何适应大学生活物种多样性的挑战与未来
中国园林艺术东西方经济的碰撞与沟通
节目内容
标准化与经济建设标准化与国际贸易标准化与质量管理市场竞争与企业标准化标准化与环境紧密相连
主讲人
主讲人
周之良吴思敬厉以宁熊秉明郭慕孙王明旨祈斌兰宝石王鲁豫

5G移动通信关键技术分析

Telecom Power Technology

通信技术

移动通信关键技术分析

彭正方

（湖南省邮电规划设计院有限公司，湖南

随着信息技术的发展，数据流量和智能终端数量持续增加，4G

移动通信技术应运而生，其理论通信速度高、能耗低、覆盖面广且延迟小，是新一

移动通信的发展情况，分析其发展驱动力与关键技术，并进一步探讨

技术的未来发展趋势，以期为相关人员提供参考。

移动通信；驱动力；D2D；MIMO

Key Technology Analysis of 5G Mobile Communication

PENG Zhengfang

Designing Institute of Posts ＆ Telecommunications Co., Ltd., Changsha

Abstract: With the development of information technology, data traffic and the number of intelligent terminals

G mobile communication capacity, transmission rate and spectrum gradually can not meet the

G mobile communication technology comes into being. The theoretical communication

2021年2月25日第38卷第4期

Telecom Power Technology

Ｆｅｂ．　２５，　２０２１　Ｖｏｌ．３８　Ｎｏ．４　彭正方：5G移动通信

光纤通信技术08光纤通信网络

第十五页，共93页。
AP
路径终端 SNC CP
TCP 客户层到服务层适配 AP
路径终端
路径网络连接
链路连接
路径
AP 路径终端
客户层网络
TCP 客户层到服务层
适配
AP
A P：接入点 CP：连接点 LC：链连路接
路径终端
服务层网络
SNC
LC
LC
LC
SNC
TCP
CP
CP
CP
CP
TCP
TCP：终端连接点 SNC：子网连接
今天，在核心网内以光纤为传输媒质，采用DWDM技术实现宽带传输，同时采用光交换技术构成全光通信网，已成为现实。
第五页，共93页。
在接入网中，光纤正在伸向用户，从光纤到路边(FTTC)、光纤到大楼(FTTB)发展到光纤到交接箱(FTTCab)，最后将实现光纤到家 (FTTH)。当然，从带宽需求和经济性考虑，接入网采用光纤没有必要也不可能如同核心网那样采用DWDM技术，而是采用比较简单和廉价的光纤通信设备。因此接入网和核心网实现宽带(kuān dài)化的技术途径是不同的。本章将分别予以介绍。
第二十一页，共93页。
8.2.3 随着人类社会进入信息社会，人们对通信的依赖性越来越大，对通信网络生存性的要求也越来越高，一种称为自愈网(Self healing Network)的概念应运而生。所谓自愈网就是无需人为干预，网络就能在极短的时间内从失效故障中自动恢复，使用户(yònghù)感觉不到网络已出了故障。其基本原理就是使网络具备发现替代传输路由并重新确立通信的能力。自愈网的概念只涉及重新确立通信，不管具体失效元部件的修复或更换，后者仍需人员干预才能完成。 PDH系统采用的线路保护倒换方式是最简单的自愈网形式。但是当光缆被切断时，往往是同一缆内的所有光纤(包括主用和备用)都被切断，在这种情况下上述保护方式就无能为力了。

相干光通信技术演示文稿

BER和极限灵敏度。
第二十三页，共30页。
3. 灵敏度为确定接收灵敏度，利用式(7.40)和式(7.45)得到
PS
4Q2hfB
min
式中利用了=ηe/hf。最小平均接收光功率：
PS
min
PS 2
2Q2hfB
(4.47) (7.48)
第二十四页，共30页。
例如光波长为1.55 μm的ASK外差检测，设η=1， B=1GHz。 hf=hc/λ, h为普朗克常数，c为光速，λ为光波长。当BER=10-9时， Q≈6，由式(7.48)计算得到〈Ps〉min=10nW，或Pr=-50 dBm。
要求恢复中频ωIF(微波频率)，因而要求一种电锁相环路。异步解调简化了接收机设计，技术上容易实现。
第十七页，共30页。
图7.41和图7.42分别示出外差同步解调和外差异步解调的接收机
方框图。
两种解调方式的差别在于接收机的噪声对信号质量的影响。异步解调要求的信噪比(SNR)比同步解调高，但异步解调接收机设计简单，对信号光源和本振光源的谱线要求适中，因而在相干通信系统设计中起着主要作用。
调制方式解调方式
比特误码率(BER)
NP
NP
ASK
外差
1 erfc( 2
NP
4)
72
36
ASK

光纤通信基础知识介绍

受限）。克服啁啾的方法是采用外调制方式。
28
同步光缆系统(二十五）
+5V P 电脉冲流光脉冲流
LD IB
Ith
I(mA)
直接调制方式
29
电脉冲流
同步光缆系统(二十六）
CW激光器
外调制器
光脉冲流
电脉冲流外调制示意图
30
同步光缆系统(二十七）
B）：最大光功率谱密度在被调制信号谱内，每10MHz间隔的最大平均光功率电平。规范此参数的目的，是为了防止光在光纤中传输
在规定误码率要求的条件下（如1×10 -10），光
接收机在参考点R所能承受的最大光功率值（dBm）。 C）：老化余度在寿命开始时的灵敏度与在寿命结束时的灵敏度之差。一般规定为3dB。
26
同步光缆系统(二十三）
3、第二类光接口参数
光发送机
光放大器
MPI-S
MPI-R
光放大器
光接收机
第二类系统的光接口位置
若在发端发送一个波形整齐的光脉冲，经过一段长度的光纤传输后，在接收端会发现，不仅光脉冲被展宽，而且其形状也发生畸变。此即光纤的色度色散所致。
光脉冲的展宽与畸变，会产生码间干扰，进而导致
误码。
6
同步光缆系统(三）
B）. 色度色散的种类
a). 模式色散因多种传播模式引起，仅多模光纤存在。 b). 材料色散由组成光纤的材料所产生的色散效应。因不同波

世界科学技术史(第3版)

第五章
罗马帝国的技术和影响
罗马人似乎只是为了完成医学、农业、建筑或工程方面的实际工作，才对科学关心。他们使用知识之流，而不培其源……
丹皮尔：《科学史》
基本内容
• • • • 意大利半岛和罗马人技术特色希腊科学的余辉罗马的历史影响
第六章
古印度文明中的知识
主梵天…… 指示婆罗门从事祭祀、科学和收取赠礼。他把畜牧业、商业和农业交给了吠舍，而首陀罗，主则命令从事手工业和做奴仆。 --《伐育· 普兰那》
基本内容
• • • • • • 分析数学的进展非欧几何学与几何学的基础从罗素悖论到哥德尔定理代数学的进展希尔伯特问题应用数学的发展
第二十三章
综合性科学的出现
存在着适用于一般化系统或子系统的模式、原则和规律……我们提出了一门称为普通系统论的新学科。 ----贝塔朗菲
基本内容
• 信息论 • 控制论 • 系统论
--爱德华· 伯恩斯，菲利浦· 李· 拉尔夫：《世界文明史》
基本内容
• 埃及的地理和历史
• 古埃及的神、祭司和知识
• • • •
解剖和医学尼罗河的赠礼技术的奇迹和停滞衰亡与不朽
第三章
在天文学方面，埃及人的成绩不如巴比伦人 ……除了月份以外，巴比伦人还给我们提供了另一个时间单位，即星期。他们用太阳、月亮和五大行星的名字来称呼星期中的7 天。将一天分成以2小时为单位的12时，每小时分为 60分，每分60秒，也都是他们创始的。 ----斯蒂芬· F· 梅森：《自然科学史》