1 introduction 光纤通信英文版 介绍
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光纤通信
光纤通信技术
• Fiber-Optic Communications Technology
光 纤 通 信
光纤通信
课程简介：
• 先修课程 • 普通物理（光学）、通信原理、电磁场与电 磁波 • 总学时-48学时 • 实验学时-16学时 • 教材：光纤通信（第四版） 英文版/(美)Gerd Keiser著 • 参考教材：《光纤通信技术》（英文影印版） 科学出版社 Djafar. K. Mynbaev &Lowell 光 纤 通 L.Scheiner 信
Sample/quantum/ code /modulate/multiplex Original form to suitable form (such as electrical signal)
copper wire
coaxial cable air/optical fiber
demodulate Demultiplex Change the electrical signal back to the original form
光纤通信
Question 5: what limits channel bandwidth?----the frequency of the signal carrier(载波频率）。
• The higher the carrier’s frequency, the greater the channel bandwidth and the higher the information-carrying capacity of the system. • The rule of thumb for estimating possible order of values is this: bandwidth is approximately 10%of carrier-signal frequency. • 通信用载波频率比较： • 铜线（copper wire)： up to 1MHz; • 同轴电缆(coaxial cable)：up to 100MHz. • 无线电频率（radio)：500KHz-100MHz; • 微波频率(microwave)：up to 100GHz; • 光波频率(light)：100-1000THz; 光 • 光纤通信用近红外光频率（约30THz）比微波频率（3－300GHz ） 纤 高3个数量级以上。 通
通 信
课程要求：
光纤通信
• (6) 掌握光纤通信网络的特点以及电话网、 计算机网和有线电视网的组成和工作原理； • （7）熟记常用光纤通信领域的专业英语词 汇，能流畅阅读英文技术资料和使用说明书。
光 纤 通 信
光纤通信
课程评价方式:
• 本课程采用闭卷考试方法，总成绩的组 成 如 下 ： 平 时 成 绩 ×30 ％ ＋ 考 试 成 绩 ×70％＝最终成绩 • 本书网址： • http://highered.mcgrawhill.com/sites/0073380717/information_cent er_view0/
光纤通信
Chapter 1 Introduction to Fiber-Optic Communication • 1. specialized words of this chapter • 2.questions of this chapter (try to find the answers of these questions in chapter 1) • 3.conclusion
光纤通信
• 本课程对学生提出以下要求： • （1）掌握光纤和光缆的结构和类型、光纤的传输 原理和特性、光纤特性的测量； • （2）掌握光纤通信系统各组成部分包括光源、光 端机、光检测器、接收机、光无源器件的结构和 工作原理； • （3）熟悉光纤通信新技术和新系统的研究发展情 况； • （4）熟悉光缆敷设施工的过程以及光纤光缆特性 测试和故障检修； • （5）能计算光纤工程中所需的基本参数，能将所光 学知识与工程实践相结合； 纤
光纤通信
• The Shannon-Hartley theorem can answer the Shanon • question above: limit
• C=BW×log2(1+SNR)
• Where C is the information-carrying capacity, BW is the link bandwidth, and SNR is the signal-noise power ratio. • The Shannon theorem states that information carrying capacity is proportional to channel bandwidth, the range 光 纤 of frequencies within which the signals can be transmitted 通 信 without substantial attenuation.
光 纤 通 信
பைடு நூலகம்
光纤通信
1. Specialized words:
• • • • • • • • • • telecommunication 电信；无线电通信； modulate 调制； demodulate 解调； multiplex 复用； demultiplex 解复用； copper wire 铜线； coaxial cable 同轴电缆； optical fiber 光纤； switching center 交换中心； remote terminal 远程终端；
光 纤 通 信
光纤通信
2. Questions and Answers:
• Question 1:how to explain the word • “Telecommunication” i.e. What it is ?
• • • • • “tele” means “over a distance”; Telephone: speech over a distance ; Television:vision over a distance; “communication”means “exchange of information” Telecommunication is the exchange of information over a certain distance using some type of equipment. • There are three basic types of information to be exchanged: voice ,video, data.
光 纤 通 信
光纤通信
• Question 2: What’s the diagram of a basic point to point telecommunication system and how does it work? •
Information (voice,video,data) Transmitter Link Receiver Transmission medium (voice,video,data) Information
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光纤通信
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光纤通信
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光纤通信
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光纤通信
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光纤通信
本书作者简介：
Introduction of one of the writers:
• Gerd Keiser is a National Science Council Chair Professor in the Department of Electronic Engineering at the National Taiwan University of Science and Technology. His teaching and research interests include photonic component development, telecom optical transmission systems, fiber-to-the-premises (FTTP) networks, intelligent-building and smart-home networks, and biomedical photonics. In addition, he is the founder and principal consultant at PhotonicsComm Solutions, a firm specializing in consulting and education for the optical communications industry. Previously he worked at Honeywell, GTE, and General Dynamics in the development and application of optical network and digital switch technologies. His technical achievements at GTE earned him the prestigious Leslie Warner Award. As an outside activity, he was an adjunct professor at Northeastern University, Tufts University, and光 Boston University. Dr. Keiser is a Fellow of the IEEE, a member of 纤 OSA and SPIE, an associate editor of the journal Optical Fiber 通 信 Technology, and the author of four graduate-level books.
光 纤 通 信
光纤通信
• • • • • • • •
resistor 电阻； capacitor 电容； inductor 电感； information-carrying capacity 信息承载容量； pulse-code modulation (PCM) 脉冲编码调制； acoustic signal 声学（声音）信号； binary 二进制； miniature semiconductor 微型半导体
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光纤通信
• Question 3: what is information-carrying capacity?
• information-carrying capacity is the ability of a communication link to transmit a certain amount of information per unit of time. • We need more and more capacity to transmit the message to be produced in our modern society and the telecommunication system must deliver messages instantly and free of distortion. • For example: cell phone/internet/credit-card/ATM 光 • But we can not increase the link capacity as much as we like 纤 通 and why?－Question 4 信
信
光纤通信
频率 波长 名称 紫外线 可见光线 (光纤通信用） 近红外线 远红外线 亚毫米波 1m m 10 m m 1 00 m m 1m 1 0m 1 00m 毫米波 (EHF) 厘米波 (SHF) 分米波 (UHF) 米波(VHF) 短波(HF) 中波(MF)
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• Fiber-Optic Communications Technology
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课程简介：
• 先修课程 • 普通物理（光学）、通信原理、电磁场与电 磁波 • 总学时-48学时 • 实验学时-16学时 • 教材：光纤通信（第四版） 英文版/(美)Gerd Keiser著 • 参考教材：《光纤通信技术》（英文影印版） 科学出版社 Djafar. K. Mynbaev &Lowell 光 纤 通 L.Scheiner 信
Sample/quantum/ code /modulate/multiplex Original form to suitable form (such as electrical signal)
copper wire
coaxial cable air/optical fiber
demodulate Demultiplex Change the electrical signal back to the original form
光纤通信
Question 5: what limits channel bandwidth?----the frequency of the signal carrier(载波频率）。
• The higher the carrier’s frequency, the greater the channel bandwidth and the higher the information-carrying capacity of the system. • The rule of thumb for estimating possible order of values is this: bandwidth is approximately 10%of carrier-signal frequency. • 通信用载波频率比较： • 铜线（copper wire)： up to 1MHz; • 同轴电缆(coaxial cable)：up to 100MHz. • 无线电频率（radio)：500KHz-100MHz; • 微波频率(microwave)：up to 100GHz; • 光波频率(light)：100-1000THz; 光 • 光纤通信用近红外光频率（约30THz）比微波频率（3－300GHz ） 纤 高3个数量级以上。 通
通 信
课程要求：
光纤通信
• (6) 掌握光纤通信网络的特点以及电话网、 计算机网和有线电视网的组成和工作原理； • （7）熟记常用光纤通信领域的专业英语词 汇，能流畅阅读英文技术资料和使用说明书。
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课程评价方式:
• 本课程采用闭卷考试方法，总成绩的组 成 如 下 ： 平 时 成 绩 ×30 ％ ＋ 考 试 成 绩 ×70％＝最终成绩 • 本书网址： • http://highered.mcgrawhill.com/sites/0073380717/information_cent er_view0/
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Chapter 1 Introduction to Fiber-Optic Communication • 1. specialized words of this chapter • 2.questions of this chapter (try to find the answers of these questions in chapter 1) • 3.conclusion
光纤通信
• 本课程对学生提出以下要求： • （1）掌握光纤和光缆的结构和类型、光纤的传输 原理和特性、光纤特性的测量； • （2）掌握光纤通信系统各组成部分包括光源、光 端机、光检测器、接收机、光无源器件的结构和 工作原理； • （3）熟悉光纤通信新技术和新系统的研究发展情 况； • （4）熟悉光缆敷设施工的过程以及光纤光缆特性 测试和故障检修； • （5）能计算光纤工程中所需的基本参数，能将所光 学知识与工程实践相结合； 纤
光纤通信
• The Shannon-Hartley theorem can answer the Shanon • question above: limit
• C=BW×log2(1+SNR)
• Where C is the information-carrying capacity, BW is the link bandwidth, and SNR is the signal-noise power ratio. • The Shannon theorem states that information carrying capacity is proportional to channel bandwidth, the range 光 纤 of frequencies within which the signals can be transmitted 通 信 without substantial attenuation.
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光纤通信
1. Specialized words:
• • • • • • • • • • telecommunication 电信；无线电通信； modulate 调制； demodulate 解调； multiplex 复用； demultiplex 解复用； copper wire 铜线； coaxial cable 同轴电缆； optical fiber 光纤； switching center 交换中心； remote terminal 远程终端；
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2. Questions and Answers:
• Question 1:how to explain the word • “Telecommunication” i.e. What it is ?
• • • • • “tele” means “over a distance”; Telephone: speech over a distance ; Television:vision over a distance; “communication”means “exchange of information” Telecommunication is the exchange of information over a certain distance using some type of equipment. • There are three basic types of information to be exchanged: voice ,video, data.
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• Question 2: What’s the diagram of a basic point to point telecommunication system and how does it work? •
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Introduction of one of the writers:
• Gerd Keiser is a National Science Council Chair Professor in the Department of Electronic Engineering at the National Taiwan University of Science and Technology. His teaching and research interests include photonic component development, telecom optical transmission systems, fiber-to-the-premises (FTTP) networks, intelligent-building and smart-home networks, and biomedical photonics. In addition, he is the founder and principal consultant at PhotonicsComm Solutions, a firm specializing in consulting and education for the optical communications industry. Previously he worked at Honeywell, GTE, and General Dynamics in the development and application of optical network and digital switch technologies. His technical achievements at GTE earned him the prestigious Leslie Warner Award. As an outside activity, he was an adjunct professor at Northeastern University, Tufts University, and光 Boston University. Dr. Keiser is a Fellow of the IEEE, a member of 纤 OSA and SPIE, an associate editor of the journal Optical Fiber 通 信 Technology, and the author of four graduate-level books.
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• • • • • • • •
resistor 电阻； capacitor 电容； inductor 电感； information-carrying capacity 信息承载容量； pulse-code modulation (PCM) 脉冲编码调制； acoustic signal 声学（声音）信号； binary 二进制； miniature semiconductor 微型半导体
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• Question 3: what is information-carrying capacity?
• information-carrying capacity is the ability of a communication link to transmit a certain amount of information per unit of time. • We need more and more capacity to transmit the message to be produced in our modern society and the telecommunication system must deliver messages instantly and free of distortion. • For example: cell phone/internet/credit-card/ATM 光 • But we can not increase the link capacity as much as we like 纤 通 and why?－Question 4 信
信
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频率 波长 名称 紫外线 可见光线 (光纤通信用） 近红外线 远红外线 亚毫米波 1m m 10 m m 1 00 m m 1m 1 0m 1 00m 毫米波 (EHF) 厘米波 (SHF) 分米波 (UHF) 米波(VHF) 短波(HF) 中波(MF)