光纤通信系统PPT课件
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代以后的同步数字体系光纤传输网络。
9 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
从通信网的发展来看
• 第一代为纯电信网
• 第二代通信网仅仅是用光纤代替铜线，使通 信网的性能得到了某种改善，而网络的拓扑 骨架基本上是之前的模式，光波通信的潜力 尚未完全发挥。
• 第三代通信网为全光通信网。1990年后，随
着光纤与光波电子技术的发展，新颖光纤与
16 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
在实际应用中，作为一个完整的光纤 通信系统，还应包括光中继器、监控系统、 脉冲复接和脉冲分离系统、告警系统以及 电源系统等。还需使用光连接器、光衰减 器、光分路器、光耦合器、光分波器、光 滤波器、光开关等。
17 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
纵观影响当今电信业的主要技术， 很少有像光纤和光波传输系统那样能引 发如此剧烈的变革。在光纤通信中，作 为载波的光波频率比电波频率高得多， 而作为传输介质光纤又比铜轴电缆或波 导管的损耗低很多，因此相对电缆通信 或微波通信，光纤通信具有许多独特的 优点。
3 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
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”。这种光
电话利用太阳光或弧光灯作光源，通过透
镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上，
使光强度随话音的变化而变化，实现话音
对光强度的调制。在接收端，用抛物面反
射镜把从大气传来的光束反射到硅光电池
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。
7 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信系统是以光导纤维和激光 技术、光电集成技术为基础发展起来的 通信系统，它具有频带宽、重量轻、体 积小、节省能源，主要用于大容量国际、 国内长途通信干线，也用于短局间中继。 我国今后不再敷设新的长途电缆线路， 而全部采用光缆。
半导体功能光器件相继问世，掀起了发展全
光通信网的潮流。这种通信网中，不仅用光
波系统传输信号，交换、复用、控制与路由
选择等亦全部在光域完成，由此构建真正的
光波通信网。
10 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
5.1.1 光纤通信的基本概念
光纤通信是以光波为载频，以光导纤 维为传输媒介的通信方式。即利用光导纤 维传输携带信息的光波信号的通信方式。
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
第4章 光纤通信系统
1 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
本章内容： 4.1 光纤通信概述 4.2 光纤和光缆 4.3 光纤传输设备 4.4 光纤通信网络 4.5 光纤通信的新发展
2 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
4.1 光纤通信概述
我国古代使用的烽火台就是大气光通 信的最好例子。后来的手旗、灯光甚至 交通红绿灯等均可划入光通信的范畴。 望远镜的出现，又极大地延长了这种目 视光通信的距离。
实用的光纤通信系统一般都是双向 的，每一端都有光发送机、光接收机和 电发送机、电接收机并且每一端的光发 送机和光接收机做在一起，称为光端机， 电发送机和电接收机组合起来称为电端 机。同样，中继器也有正反两个方向。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信也可分为模拟通信和数字 通信两种。 模拟光通信中的光信号强度随电信号的变 化而线性变化，通俗地讲，就是光线有 “明”“暗”之分。 数字光通信中的光信号与数字电信号相似， 只有两种状态：“亮”和“灭”。
8 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信的发展可分为以下几代进程: ➢第一代光纤通信系统，是以1973～1976年的
850 nm波长的多模光纤通信系统为代表。 ➢第二代光纤通信系统，是20世纪70年代末,
80年代初的多模和单模光纤通信系统。 ➢第三代光纤通信系统，是20世纪80年代中期
以后的长波长单模光纤通信系统。 ➢第四代光纤通信系统，是指进入20世纪90年
11 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信系统由光发送机、光纤、 光中继器和光接收机组成。
12 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信首先要在信源将欲传送的电话、 电报、图像和数据等信号进行电/光转换，即 把电信号先变成光信号。将电信号送至光发 送机，对光源的光载波进行调制。再经由光 纤（包括在本地进行光交换）传输到信宿， 信宿必须将接收到的光信号作与发信端相反 的变换，即进行光/电转换变成电信号，从而 完成一次光纤通信的全过程。
1966年英籍华人高琨博士提出光导纤 维的概念在全世界范围内掀起了发展光纤 通信的高潮。
利用光导纤维作为光的传输媒介的光纤 通信, 其发展只有近四十年的历史。
6 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
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： 从初期的市话局间中继到长途干线进一步 延伸到用户接入网，从数字电话到有线电视 (CATV)， 从单一类型信息的传输到多种业 务的传输。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
4.1.2 光纤通信的特点
1.传输频带宽，通信容量大 采用波分复用(WDM)或光频分复用
(OFDM)是增加光纤通信系统传输容量最 有效的方法。
19 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
2. 损耗很小，中继距离长 用做光纤的二氧化硅玻璃介质的纯
净度增高，光纤的损耗降低。因此，中 继距离可以很长，这样可在通信线路中 减少中继站的数量，以降低成本并提高 通信质量。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信系统的组成
电 端 电 信 号机
光 发 送 设 备
光 缆 光 中
光 信 号继 器
光 信 号
光 中 继 器
光 缆 光 信 号
Байду номын сангаас光 接 收 设 备
光 传 输 设 备
电 端 机 电 信 号
对于长距离的光纤通 信系统，每隔一定距 离需要接入光中继器。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
上，使光信号变换为电流， 传送到受话器
。
它证明了用光波作为载波传送信息的可
行性。
4 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
贝尔电话系统
5 .
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
贝尔光电话和烽火报警一样，都是利 用大气作为光通道，这种光波传播易受气 候的影响，在大雾天气，它的可见度距离 很短，遇到下雨下雪天也有影响。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
从通信网的发展来看
• 第一代为纯电信网
• 第二代通信网仅仅是用光纤代替铜线，使通 信网的性能得到了某种改善，而网络的拓扑 骨架基本上是之前的模式，光波通信的潜力 尚未完全发挥。
• 第三代通信网为全光通信网。1990年后，随
着光纤与光波电子技术的发展，新颖光纤与
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
在实际应用中，作为一个完整的光纤 通信系统，还应包括光中继器、监控系统、 脉冲复接和脉冲分离系统、告警系统以及 电源系统等。还需使用光连接器、光衰减 器、光分路器、光耦合器、光分波器、光 滤波器、光开关等。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
纵观影响当今电信业的主要技术， 很少有像光纤和光波传输系统那样能引 发如此剧烈的变革。在光纤通信中，作 为载波的光波频率比电波频率高得多， 而作为传输介质光纤又比铜轴电缆或波 导管的损耗低很多，因此相对电缆通信 或微波通信，光纤通信具有许多独特的 优点。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
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”。这种光
电话利用太阳光或弧光灯作光源，通过透
镜把光束聚焦在送话器前的振动镜片上，
使光强度随话音的变化而变化，实现话音
对光强度的调制。在接收端，用抛物面反
射镜把从大气传来的光束反射到硅光电池
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。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信系统是以光导纤维和激光 技术、光电集成技术为基础发展起来的 通信系统，它具有频带宽、重量轻、体 积小、节省能源，主要用于大容量国际、 国内长途通信干线，也用于短局间中继。 我国今后不再敷设新的长途电缆线路， 而全部采用光缆。
半导体功能光器件相继问世，掀起了发展全
光通信网的潮流。这种通信网中，不仅用光
波系统传输信号，交换、复用、控制与路由
选择等亦全部在光域完成，由此构建真正的
光波通信网。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
5.1.1 光纤通信的基本概念
光纤通信是以光波为载频，以光导纤 维为传输媒介的通信方式。即利用光导纤 维传输携带信息的光波信号的通信方式。
现代通信系统 第4章 光纤通信系统
第4章 光纤通信系统
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
本章内容： 4.1 光纤通信概述 4.2 光纤和光缆 4.3 光纤传输设备 4.4 光纤通信网络 4.5 光纤通信的新发展
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
4.1 光纤通信概述
我国古代使用的烽火台就是大气光通 信的最好例子。后来的手旗、灯光甚至 交通红绿灯等均可划入光通信的范畴。 望远镜的出现，又极大地延长了这种目 视光通信的距离。
实用的光纤通信系统一般都是双向 的，每一端都有光发送机、光接收机和 电发送机、电接收机并且每一端的光发 送机和光接收机做在一起，称为光端机， 电发送机和电接收机组合起来称为电端 机。同样，中继器也有正反两个方向。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信也可分为模拟通信和数字 通信两种。 模拟光通信中的光信号强度随电信号的变 化而线性变化，通俗地讲，就是光线有 “明”“暗”之分。 数字光通信中的光信号与数字电信号相似， 只有两种状态：“亮”和“灭”。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信的发展可分为以下几代进程: ➢第一代光纤通信系统，是以1973～1976年的
850 nm波长的多模光纤通信系统为代表。 ➢第二代光纤通信系统，是20世纪70年代末,
80年代初的多模和单模光纤通信系统。 ➢第三代光纤通信系统，是20世纪80年代中期
以后的长波长单模光纤通信系统。 ➢第四代光纤通信系统，是指进入20世纪90年
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信系统由光发送机、光纤、 光中继器和光接收机组成。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信首先要在信源将欲传送的电话、 电报、图像和数据等信号进行电/光转换，即 把电信号先变成光信号。将电信号送至光发 送机，对光源的光载波进行调制。再经由光 纤（包括在本地进行光交换）传输到信宿， 信宿必须将接收到的光信号作与发信端相反 的变换，即进行光/电转换变成电信号，从而 完成一次光纤通信的全过程。
1966年英籍华人高琨博士提出光导纤 维的概念在全世界范围内掀起了发展光纤 通信的高潮。
利用光导纤维作为光的传输媒介的光纤 通信, 其发展只有近四十年的历史。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
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： 从初期的市话局间中继到长途干线进一步 延伸到用户接入网，从数字电话到有线电视 (CATV)， 从单一类型信息的传输到多种业 务的传输。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
4.1.2 光纤通信的特点
1.传输频带宽，通信容量大 采用波分复用(WDM)或光频分复用
(OFDM)是增加光纤通信系统传输容量最 有效的方法。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
2. 损耗很小，中继距离长 用做光纤的二氧化硅玻璃介质的纯
净度增高，光纤的损耗降低。因此，中 继距离可以很长，这样可在通信线路中 减少中继站的数量，以降低成本并提高 通信质量。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
光纤通信系统的组成
电 端 电 信 号机
光 发 送 设 备
光 缆 光 中
光 信 号继 器
光 信 号
光 中 继 器
光 缆 光 信 号
Байду номын сангаас光 接 收 设 备
光 传 输 设 备
电 端 机 电 信 号
对于长距离的光纤通 信系统，每隔一定距 离需要接入光中继器。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
上，使光信号变换为电流， 传送到受话器
。
它证明了用光波作为载波传送信息的可
行性。
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
贝尔电话系统
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现代通信系统 第4章 光纤通信系统
贝尔光电话和烽火报警一样，都是利 用大气作为光通道，这种光波传播易受气 候的影响，在大雾天气，它的可见度距离 很短，遇到下雨下雪天也有影响。