现代通信技术之光纤通信.ppt

3.1 光纤通信概述 3.2 光纤与光缆 3.3 光源和光电检测器 3.4 光纤传输设备 3.5 光的波分复用 3.6 光纤通信新技术 我们知道，对于载波通信而言，载波频率（简称载频）越高，意味着可以用于通信的频带就越宽，则通信容量就越大。有线通信从明线发展到电缆，无线通信从短波发展到微波和毫米波，它们的目的都是通过提高载波频率来扩大通信容量光纤即为光导纤维的简称，它是一种能够通过光的直径很细的透明玻璃丝。光纤通信是以光波作为载波，以光纤作为传输媒质所进行的通信。 光波也是一种电磁波，频率在1014Hz 数量级，比微波（1010Hz）高104～105倍，因此具有比微波大得多的通信容量。所以光纤通信一经问世，就以极快的速度发展，它将是未来信息社会中各种通信网的主要传输方式 光纤通信是现代通信技术的重要组成部分，它以光波作为信息的载体，利用透明玻璃丝——光纤作为传输媒介，实现高效、大容量的信息传输。光纤通信的发展始于20世纪60年代，华裔科学家高锟博士的理论研究为其实现奠定了基础。1970年代，随着低损耗光纤和半导体激光器的研制成功，光纤通信进入了实用阶段。 光纤通信的优势主要体现在以下几个方面： 1. **传输频带宽，通信容量大**：光波的频率远高于微波，约为1014Hz，这使得光纤通信的可用频带极为宽广，通信容量可以达到微波通信的104~105倍。这种高频率能力使得在同一时间内，光纤可以传输大量的信息，满足大数据量的通信需求。 2. **损耗低，中继距离远**：光纤材料，特别是高纯度的石英玻璃，具有极低的损耗系数，如在1.55μm波长处，损耗仅为0.2 dB/km，接近理论上的最低值。低损耗使得光纤通信系统可以实现超长距离的无中继传输，大大减少了中继站的需求，降低了成本并提高了通信质量。 3. **抗干扰性强**：光信号不易受到电磁干扰，因此在嘈杂的电磁环境中，光纤通信仍能保持信号的稳定性，确保数据传输的准确性。 4. **安全性高**：光纤的物理特性决定了其难以被窃听或干扰，提高了通信的安全性。 5. **体积小，重量轻**：光纤的直径非常细，占用空间小，适合敷设于地下或海底，减轻了基础设施的负担。 随着技术的进步，光纤通信还引入了波分复用技术，允许不同波长的光信号在同一根光纤中同时传输，进一步提升了通信系统的容量。此外，光电集成、光纤放大器等新技术的应用，使得光纤通信在长距离、大容量、高速率的通信领域中占据了主导地位。 目前，光纤通信已经发展到了第四代，即长波长（1.55μm）单模光纤通信，这标志着光纤通信技术的成熟和完善。随着5G、云计算、物联网等新技术的快速发展，光纤通信将在未来的信息社会中扮演更为关键的角色，成为各种通信网络的主要传输方式。