光纤通信原理 ppt课件
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•1973 年，美国贝尔(Bell)实验室的光纤损耗降低到2.5dB/km。
1974 年降低到1.1dB/km。
•1976 年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47
dB/km(波长1.2 m)。
•在以后的 10 年中，波长为1.55 μm的光纤损耗：
1979 年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986 年是 0.154 dB/km， 接近了光纤最低损耗的理论极限。
先修课程：大学物理（1），大学物理（2）， 电磁场与微波技术，通信电子电路， 通信系统原理。
一、课程性质、目的和任务
《光纤通信原理》是通信工程专业的一门主要专 业必修课。目的是使学生了解光纤通信系统的基本 组成，掌握光纤的传光原理和特性；掌握光源、光 检测器、光放大器和光无源器件的工作原理和特性； 掌握光发射机、光接收机的各部分组成、结构及原 理；掌握光纤通信系统的基本设计方法；了解光纤 通信新技术。掌握光纤通信基本实验技能，培养学 生分析和解决问题的能力，培养学生的动手能力， 为毕业后从事光纤通信专业技术工作打下坚实的理 论基础。
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1.3 m的铟
• 1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光
器， 给光通信带来了新的希望。激光器的发明和应用， 使 沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
• 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。
由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质，对光通信的研究 曾一度走入了低潮。
利用反射镜传送光束
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(Optical Fiber)进行信息传输的可能性（石英1000 dB/km的 损耗非固有，产生于杂质吸收和瑞利散射）和技术途径(材料提 纯和制造的均匀性)，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
概述 （2学时） 光纤和光缆 （8学时） 光源和光检测器 （6学时） 光发射机和光接收机 （8学时） 光纤通信系统 （6学时） 无源光器件和WDM技术 （4学时） 自动交换光网络 （2学时） 光纤通信测量 （4学时）
李永倩 杨志 尚秋峰 李永倩 张淑娥 李永倩 张淑娥 李永倩
光纤通信原理
Principle of Optical Fiber
Communication
教材：
光纤通信，顾畹仪，黄永清，等编著，
人民邮电出版 社，2007年。
参考书籍：
光纤通信（第二版），张宝富等编著，西安电
子科技大学出版社，2009年。
光纤通信，刘增基等编著，西安电子科技大学出
版社，2003年。
二、教学基本要求
掌握光纤传光原理的射线光学和波动理论分析方法，光纤的传 输特性；
掌握光源、光检测器的基本结构、原理和特性；
掌握光发射机、光接收机的组成、结构及原理，光接收机灵敏 度的基本计算方法；
了解数字光纤通信系统的组成、原理和性能指标，掌握系统基 本设计方法，掌握掺铒光纤放大器的组成、结构和原理；
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
1.1.1 探索时期的光通信 • 原始形式的光通信:中国古代用“烽火台”报警，欧洲人
用旗语传送信息。
• 1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音
的“光电话”。贝尔光电话是现代光通信的雏型。
Fiber Optic Communications （ 5th Ed. ） ，
Joseph C. Palais编著，电子工业出版社，2005年。
光纤通信系统学习指导与习题解析，刘振霞，
等编著，西安电子科技大学出版社，2006年。
《光纤通信原理》课程教学基本信息
总 学 时： 48 讲课学时： 40 实验学时： 8 学 分： 3
指明通过“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”这一发展方 向
光纤通信发明家高锟(左) 1998年在英国接受IEE授予的奖章
1970年，光纤研制取得了重大突破
•1970年，美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石
英光纤。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4 dB/km。
掌握波分复用器件的类型、结构、原理和特性，光波分复用的 原理、系统构成和管理技术；
掌握自动交换光网络的概念和控制平面、光传送平面、管理平 面的功能和结构；
掌握光纤和主要光器件基本特性测量系统的组成、原理和测量 方法，光纤通信系统基本参数的测量原理、方法和系统组成。
三、教学内容及学时分配、授课教师
实践环节 （8学时）
杨再旺
实验1 截断法光纤衰减系数测量；LED的P-I特性测量 2学时
实验2 光纤熔接；OTDR光纤损耗特性测量
2学时
实验3 光端机码型变换测试；系统眼图测试
2学时
实验4 光纤通信系统光接口性能测试
2学时
教学辅导
交作业时间：周一上午上课前 答疑时间： 周三下午2：30 答疑地点： 教三楼通信教研室
Leabharlann Baidu
赵丽娟
四、考核方式
期末闭卷笔试 小测验、平时作业、课堂提问和出勤情况 实验
占70% 占20% 占10%
第一章 概述
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
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
1974 年降低到1.1dB/km。
•1976 年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47
dB/km(波长1.2 m)。
•在以后的 10 年中，波长为1.55 μm的光纤损耗：
1979 年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986 年是 0.154 dB/km， 接近了光纤最低损耗的理论极限。
先修课程：大学物理（1），大学物理（2）， 电磁场与微波技术，通信电子电路， 通信系统原理。
一、课程性质、目的和任务
《光纤通信原理》是通信工程专业的一门主要专 业必修课。目的是使学生了解光纤通信系统的基本 组成，掌握光纤的传光原理和特性；掌握光源、光 检测器、光放大器和光无源器件的工作原理和特性； 掌握光发射机、光接收机的各部分组成、结构及原 理；掌握光纤通信系统的基本设计方法；了解光纤 通信新技术。掌握光纤通信基本实验技能，培养学 生分析和解决问题的能力，培养学生的动手能力， 为毕业后从事光纤通信专业技术工作打下坚实的理 论基础。
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1.3 m的铟
• 1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光
器， 给光通信带来了新的希望。激光器的发明和应用， 使 沉睡了80年的光通信进入一个崭新的阶段。
• 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。
由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质，对光通信的研究 曾一度走入了低潮。
利用反射镜传送光束
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(Optical Fiber)进行信息传输的可能性（石英1000 dB/km的 损耗非固有，产生于杂质吸收和瑞利散射）和技术途径(材料提 纯和制造的均匀性)，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章
概述 （2学时） 光纤和光缆 （8学时） 光源和光检测器 （6学时） 光发射机和光接收机 （8学时） 光纤通信系统 （6学时） 无源光器件和WDM技术 （4学时） 自动交换光网络 （2学时） 光纤通信测量 （4学时）
李永倩 杨志 尚秋峰 李永倩 张淑娥 李永倩 张淑娥 李永倩
光纤通信原理
Principle of Optical Fiber
Communication
教材：
光纤通信，顾畹仪，黄永清，等编著，
人民邮电出版 社，2007年。
参考书籍：
光纤通信（第二版），张宝富等编著，西安电
子科技大学出版社，2009年。
光纤通信，刘增基等编著，西安电子科技大学出
版社，2003年。
二、教学基本要求
掌握光纤传光原理的射线光学和波动理论分析方法，光纤的传 输特性；
掌握光源、光检测器的基本结构、原理和特性；
掌握光发射机、光接收机的组成、结构及原理，光接收机灵敏 度的基本计算方法；
了解数字光纤通信系统的组成、原理和性能指标，掌握系统基 本设计方法，掌握掺铒光纤放大器的组成、结构和原理；
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
1.1.1 探索时期的光通信 • 原始形式的光通信:中国古代用“烽火台”报警，欧洲人
用旗语传送信息。
• 1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音
的“光电话”。贝尔光电话是现代光通信的雏型。
Fiber Optic Communications （ 5th Ed. ） ，
Joseph C. Palais编著，电子工业出版社，2005年。
光纤通信系统学习指导与习题解析，刘振霞，
等编著，西安电子科技大学出版社，2006年。
《光纤通信原理》课程教学基本信息
总 学 时： 48 讲课学时： 40 实验学时： 8 学 分： 3
指明通过“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”这一发展方 向
光纤通信发明家高锟(左) 1998年在英国接受IEE授予的奖章
1970年，光纤研制取得了重大突破
•1970年，美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石
英光纤。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4 dB/km。
掌握波分复用器件的类型、结构、原理和特性，光波分复用的 原理、系统构成和管理技术；
掌握自动交换光网络的概念和控制平面、光传送平面、管理平 面的功能和结构；
掌握光纤和主要光器件基本特性测量系统的组成、原理和测量 方法，光纤通信系统基本参数的测量原理、方法和系统组成。
三、教学内容及学时分配、授课教师
实践环节 （8学时）
杨再旺
实验1 截断法光纤衰减系数测量；LED的P-I特性测量 2学时
实验2 光纤熔接；OTDR光纤损耗特性测量
2学时
实验3 光端机码型变换测试；系统眼图测试
2学时
实验4 光纤通信系统光接口性能测试
2学时
教学辅导
交作业时间：周一上午上课前 答疑时间： 周三下午2：30 答疑地点： 教三楼通信教研室
Leabharlann Baidu
赵丽娟
四、考核方式
期末闭卷笔试 小测验、平时作业、课堂提问和出勤情况 实验
占70% 占20% 占10%
第一章 概述
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
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