光纤通信_第二版_刘增基_参考答案要点
230 1-1光纤通信的优缺点各是什么？
答 与传统的金属电缆通信、磁波无线电通信相比，光纤通信具有如下有点： （1）通信容量大。首先，光载波的中心频率很高，约为2×1014Hz，最大可用带宽一般取载波频率的10%，则容许的最大信号带宽为20000 GHz（20 THz）；如果微波的载波频率选择为20 GHz，相应的最大可用带宽为2GHz。两者相差10000倍。其次，单模光纤的色散几乎为零，其带宽距离（乘）积可达几十GHz*km；采用波分复用（多载波传输）技术还可使传输容量增加几十倍至上百倍。目前，单波长的典型传输速率是10 Gb／s，一个采用128个波长的波分复用系统的传输速率就是1.28 Tb／s。 （2）中继距离长。中继距离受光纤损耗限制和色散限制，单模光纤的传输损耗可小于0.2 dB／km，色散接近于零。 （3）抗电磁干扰。光纤由电绝缘的石英材料制成，因而光纤通信线路不受普通电磁场的干扰，包括闪电、火花、电力线、无线电波的干扰。同时光纤也不会对工作于无线电波波段的通信、雷达等设备产生干扰。这使光纤通信系统具有良好的电磁兼容性。 （4）传输误码率极低。光信号在光纤中传输的损耗和波形的畸变均很小，而且稳定，噪声主要来源于量子噪声及光检测器后面的电阻热噪声和前置放大器的噪声。只要设计适当，在中继距离内传输的误码率可达10-9甚至更低。 此外，光纤通信系统还具有适应能力强、保密性好以及使用寿命长等特点。 当然光纤通信系统也存在一些不足： (1) 有些光器件(如激光器、光纤放大器)比较昂贵。 (2) 光纤的机械强度差。为了提高强度，实际使用时要构成包含多条光纤的光缆，在光缆中要有加强件和保护套。 (3) 不能传送电力。有时需要为远处的接口或再生的设备提供电能，光纤显然不能胜任。为了传送电能，在光缆系统中还必须额外使用金属导线。 (4) 光纤断裂后的维修比较困难，需要专用工具。 1-2 光纤通信系统由哪几部分组成?简述各部分作用。
答 光纤通信系统由发射机、接收机和光纤线路三个部分组成(参看图1．4)。发射机又分为电发射机和光发射机。相应地，接收机也分为光接收机和电接收机。电发射机的作用是将信(息)源输出的基带电信号变换为适合于信道传输的电信号，包括多路复接、码型变换等：光发射机的作用是把输入电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。光发射机由光源、驱动器、调制器组成，光源是光发射机的核心。光发射机的性能基本取决于光源的特性；光源的输出是光的载波信号，调制器让携带信息的电信号去改变光载波的某一参数(如光的强度)。光纤线路把来自于光发射机的光信号，以尽可能小的畸变(失真)和衰减传输到光接收机。光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体，接头和连接器是不可缺少的器件。光接收机把从光纤线路输出的产生畸变和衰减的微弱光信号还原为电信号。光接收机的功能主要由光检测器完成，光检测器是光接收机的核心。电接收机的作用一是放大，二是完成与电发射机相反的变换，包括码型反变换和多路分接等。
1-3 假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5 GHz的微波载波和1.55m的光载波
上能传输多少64 kb/s的话路? 解 在5GHz微波载波上能传输的64 kb/s的话路数
935101%781()6410k
路
在1.55m的光载波上能传输的64kb/s的话路数 8678310()1%1.55103.024210()6410k
路
1-4 简述未来光网络的发展趋势及关键技术。
答 未来光网络发展趋于智能化、全光化。其关键技术包括：长波长激光器、低损耗单模光纤、高效光放大器、WDM复用技术和全光网络技术。 1-5 光网络的优点是什么?
答 光网络具有如下的主要优点： (1) 可以极大地提高光纤的传输容量和结点的吞吐量，以适应未来宽带(高速)通信网的要求。 (2) 光交叉连接器(oXC)和光分插复用器(OADM)对信号的速率和格式透明，可以建立一个支持多种业务和多种通信模式的、透明的光传送平台。 231
(3) 以波分复用和波长选路为基础，可以实现网络的动态重构和故障的自动恢复，构成具有高度灵活性和生存性的光传送网。 光网状网具有可重构性、可扩展性、透明性、兼容性、完整性和生存性等优点，是目前光纤通信领域的研究热点和前沿。
2-3 均匀光纤，若n1=1.50，01.30m，试计算：
(1) 若=0.25，为了保证单模传输，其芯半径应取多大？ (2) 若取5am，为保证单模传输，应取多大？ 解 (1) 由单模传输条件
2212
22.405aVnn
推导出
2212
2.4052ann
其中，1.3m，2111.125nnn•，则 6222.4051.3100.50121.51.125am
(2) 当5am时， 2212
2.4052nna
解得1210.0016nnn。 2-4 目前光纤通信为什么采用以下三个工作波长：10.85m，21.31m，31.55m？
答 10.85m，21.31m，31.55m附近是光纤传输损耗较小或最小的波长“窗口”，相应的损耗分别为2~3dB/km、0.5dB/km、0.2dB/km，而且在这些波段目前有成熟的光器件（光源、光检测器等）。
2-8 阶跃折射率光纤中n1=1.52,n2=1.49。
（1） 光纤浸在水中（n0=1.33），求光从水中入射到光纤输入端面的最大接收角； （2） 光纤放置在空气中，求数值孔径。 解 （1）如图2.4所示，由
12sinsin90cnn 得 21
1.49sin0.981.52cnn
由 22cossin1cc 得 cos0.198c 232
由 01sincosccnn 得 10cos1.520.198sin0.2261.33cc
n
n
13c （2） 2222121.521.490.3NAnn 2-9 一阶跃折射率光纤，折射率n1=1.5，相对折射率差=1%，长度L=1km。求：
（1） 光纤的数值孔径； （2） 子午线的最大时延差； （3） 若将光纤的包层和涂敷层去掉，求裸光纤的NA和最大时延差。
解 （1）2212120.212NAnnn
（2）1max81.510000.0150310nLnsc• （3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，则此时n1=1.5，n2=1.0，所以 222121.511.118NAnn
112max
2
2.5nLnnscn•
2-10 一阶跃折射率光纤的相对折射率差=0.005，n1=1.5，当波长分别为0.85m、1.31m、1.55m时，
要实现单模传输，纤芯半径a应小于多少？ 解 由单模传输的条件
2212
22.405aVnn
推导出
2212
2.4052ann
2212120.15nnn
当0.85m时， 622122.4052.4050.85102.16420.152amnn
同理，当1.31m时，3.343am；当1.55m时，3.955am。 2-12 一个阶跃折射率光纤，纤芯折射率n1=1.4258，包层折射率n2=1.4205.该光纤工作在1.3m和1.55m两
个波段上。求该光纤为单模光纤时的最大纤芯直径。 解 由截止波长 233
221222.405cann
得c时单模传输，由已知条件得1.30cm，则
222212
2.4052.4051.321.39.531.42581.4205amnn
即该光纤为单模光纤时，最大纤芯直径为9.53m。 2-18 已知阶跃光纤纤芯的折射率1n=1.5，相对折射率差=0.01，纤芯半径25am。若01m，计算光
纤的归一化频率V及其中传播的模数量M。 解 由121nnn得光纤包层折射率
21(1)n(10.01)1.51.485n 则光纤归一化频率 226221262225101.51.48533.210Vann
对于阶跃光纤，传播的模数量 2233.2551.1222V
M
2-21 有阶跃型光纤，若1n=1.5，01.31m，那么
（1） 若=0.25，为保证单模传输，光纤纤芯半径a应取多大? （2） 若取纤芯半径a=5m，保证单模传输时，应怎么样选择? 解 （1）由单模传输条件
2212
22.405aVnn
得
2212
2.4052ann
而1.31m，2111.125nnn•，则 6222.4051.31100.501521.51.125am
（2）当a=5m时， 2212
2.4052.4051.310.0995225nna
则
22222210.09951.50.09952.2400nn
即
光纤通信刘增基第5章课稿
采用指针技术是SDH的创新，结合虚容器(VC)的概念， 解决了低速信号复接成高速信号时，由于小的频率误差所造 成的载荷相对位置漂移的问题。
最简单的例子是，由PDH的4次群信号到SDH的STM-1 的复 接过程。把139.264 Mb/s的信号装入容器C-4，经速率适配处 理后，输出信号速率为149.760 Mb/s; 在虚容器VC-4 内加上 通道开销POH(每帧9 Byte, 相应于0.576 Mb/s)后，输出信号 速率为150.336 Mb/s；在管理单元AU-4 内，加上管理单元指 针AU -PTR(每帧9 Byte, 相应于0.576 Mb/s)，输出信号速率 为150.912 Mb/s; 由 1个AUG加上段开销SOH(每帧72 Byte,相 应于4.608 Mb/s), 输出信号速率为155.520 Mb/s, 即为 STM-1。
由于误码率随时间变化，用长时间内的平均误码率来衡量系统性
能的优劣，显然不够准确。在实际监测和评定中， 规定一个较长的
监测时间 “不可用
时TL，间例”如。几天或一个月，并把这个时间分为“可
用时间”和
在连续10 s时间内，BER劣于1×10-3，为“不可用时间”，或称系统 处于故障状态；
在连续10 s时间内，BER优于1×10-3，为“可用时间”。
对于以2.048 Mb/s为基础速率的制式，各次群的话路数按4倍递增。 对于以1.544 Mb/s为基础速率的制式，在3次群以上，日本和北美各国 又不相同，看起来很杂乱。
3.5.3 再生电路 _光纤通信（第2版）_[共3页]
![3.5.3 再生电路 _光纤通信（第2版）_[共3页]](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/fe7009e0ee06eff9aff80788.webp)
第章 光接收机 1273 0c3L3L31c1c11m i m v I R I A R I v I g c3g α=== （3-75） 式中：α是G 3管共基极电流放大倍数；R L3是G 3管的负载阻抗。
电流比c3c1I I 是AGC 控制电压v p 的函数，当v p 为一个较负的电压时，G 2管截止，I c3≈I c1，放大器具有最大的增益，随着v p 的升高G 2管逐渐导通，由于I c1≈I c2≈I c3，放大器的增益逐渐减小。
通过实验实测，这种控制方式的D a ≈30dB 。
分流式自动增益控制电路的优点是：控制范围较大（一级的控制范围可达30dB ～40dB ），高频特性较好。
当放大器增益受控时，仅改变G 2管和G 3管的电流分配比例，对G 1管没有影响，因而输入端的高频特性保持不变。
G 3管是共基电路，具有较好的高频特性。
因此，当放大器的增益受控时，其高频特性不会受到大的影响。
（3）控制双栅极场效应管的增益GaAs 场效应管（FET ）是高速率光接收机的放大器常采用的有源器件。
若采用双栅极FET 做成主放大器，可以方便地实现自动增益控制。
双栅极场效应管具有两个栅极，它们都能控制漏极电流的变化。
其中一个称为信号栅，输入信号加在信号栅上，通过信号电压的变化控制漏极电流，使输入信号得到放大；另一个是控制栅，AGC 信号加在控制栅上，通过AGC 电压的变化控制漏极电流，从而改变放大器的增益。
这种控制方式具有良好的高频特性，而且方便可行，在高速率光纤通信系统中得到广泛的应用。
3.5.3 再生电路再生电路的任务是把放大器输出的升余弦波形恢复成数字信号，它由判决电路和时钟提取电路组成。
为了判定每一比特是“0”还是“1”，首先要确定判决的时刻，这就需要从升余弦波形中提取准确的时钟信号。
时钟信号经过适当的移相后，在最佳的取样时间对升余弦波形进行取样，然后将取样幅度与判决阈值进行比较，确定码元是“0”还是“1”，从而把升余弦波形恢复再生成原传输的数字信号。
光纤通信简明教程参考答案
光纤通信简明教程参考答案光纤通信简明教程参考答案第⼀章习题1-1 什么是光纤通信?⽬前使⽤的通信光纤⼤多数采⽤基础材料为SiO2的光纤,它是⼯作在电磁波的哪个区?波长范围是多少?对应的频率范围是多少?光纤通信是利⽤光导纤维传输光波信号的通信⽅式。
⽬前使⽤的通信光纤⼤多数采⽤基础材料为SiO2的光纤。
它是⼯作在近红外区，波长为0.8～1.8µm，对应的频率为167～375THz。
1-2 试画出光纤通信系统组成的⽅框图。
⼀个光纤通信系统通常由电发射机、光发射机、光接收机、电接收机和由光纤构成的光缆等组成。
1-3 通信系统的容量⽤BL积表⽰，B和L分别是什么含义?系统的通信容量⽤⽐特率—距离积表⽰，B为⽐特率，L为中继间距。
1-4 光纤通信的主要优点是什么?光纤通信之所以受到⼈们的极⼤重视，是因为和其他通信⼿段相⽐，具有⽆以伦⽐的优越性。
(1) 通信容量⼤(2) 中继距离远(3) 抗电磁⼲扰能⼒强，⽆串话(4) 光纤细，光缆轻(5) 资源丰富，节约有⾊⾦属和能源。
光纤还具有均衡容易、抗腐蚀、不怕潮湿的优点。
因⽽经济效益⾮常显著。
1-5 请查阅最新资料论述光纤通信的发展趋势。
略第⼆章习题2-1 ⼀个频率为14106?Hz 的光源，其发射功率为10W ，它⼀秒内发射多少个光⼦? 解： 191434141052.210610626.610106,10?===?==-ννh P N HzW P2-2 如下两种光纤，临界⾓满⾜什么条件可以保持光在纤芯中传播?（1）对于⽯英光纤，纤芯的折射率48.11=n ，包层的折射率46.12=n 。
（2）对于塑料光纤，纤芯的折射率495.11=n ，包层的折射率402.12=n 。
解：由 12sin n n c =? 得 121sin n n c -=? （1）?==-57.8048.146.1sin 1c ? （2）?==-94.73495.1402.1sin 1c ?2-3 ⼀单⾊光垂直照在厚度均匀的薄油膜上。
光纤通信答案说课讲解
光纤通信答案第二章 光纤通信参考答案11. 半导体激光器发射光子的能量近似等于材料的禁带宽度，已知GaAs 材料的E g =1.43eV ，某一InGaAsP 材料的E g =0.96eV ，求它们的发射波长。
(eV 是能量单位，表示一个电子在1伏特电压差下所具有的能量) 解： g h E ν≈3487196.62610()310(/)8.688100.86881.43 1.610g hc J s m s m m E Jλμ---⨯⋅⨯⨯=≈≈⨯=⨯⨯ InGaAsP 材料，3486196.62610()310(/)1.29410 1.2940.96 1.610g hc J s m s m m E Jλμ---⨯⋅⨯⨯≈≈≈⨯=⨯⨯12. 一半导体激光器，谐振腔长L=300μm ，工作物质的损耗系数α=1mm -1，谐振腔两端镜面的反射率R 1R 2=0.33×0.33，求激光器的阈值增益系统γth 。
若后镜面的反射率提高到R 2=1，求阈值时的增益以及阈值电流的变化。
解： ()121the R R γα-=116121111ln 1mm ln 4.6955mm 20.330.33230010m th l R R γα---=+=+=⨯⨯⨯R 2=1时，116121111ln 1mm ln 2.8478mm 20.331230010m th l R R γα---=+=+=⨯⨯⨯ 阈值电流变小13. 一半导体激光器，阈值电流60mA th I =， 9410s sp τ-=⨯ ，12210s ph τ-=⨯ ，注入幅度为90mA 的阶跃电流脉冲，求：瞬态过程中张弛震荡的频率和衰减时间；电光延迟时间解：震荡的角频率97.910/rad s ω≈=⨯ 91.26102wf Hz π=≈⨯衰减系数12sp thjj στ≈⋅，衰减时间01τσ=99060mA 22410s 5.310s 90mAth sp j j ττ--≈⋅=⨯⨯⋅≈⨯ 电光延迟时间9990ln410s ln 4.3910s 9060d sp th j t j j τ--=⋅=⨯⋅≈⨯-- 16.对于双异质结激光器，sp τ为自发复合的寿命时间，自发辐射速率sp sp R n τ=。
光纤通信刘增基第1章
dB/km的衰减， 浓雾衰减高达120 dB/km。另一方面，大气的
密度和温度不均匀，造成折射率的变化，使光束位置发生偏移。
因而通信的距离和稳定性都受到极大的限制，不能实现“全天
候”通信。虽然，固体激光器(例如掺钕钇铝石榴石(Nd: YAG)
激光器)的发明大大提高了发射光功率，延长了传输距离，使
大气激光通信可以在江河两岸、海岛之间和某些特定场合使用，
表 1.3 世界成缆单模光纤市场销售量 年份 1998 1999 2000 2001 2002
2003
光纤销售 4110 总长度 /104 km
4600
5350
6230
7200
8110
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17
1.2 光纤通信的优点和应用
1.2.1
最大可能的信息传输容量和传输距离。通信系统的传输容量 取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽度越 宽。通信技术发展的历史，实际上是一个不断提高载波频率 和增加传输容量的历史。20世纪60年代，微波通信技术已经 成熟，因此开拓频率更高的光波应用，就成为通信技术发展 的必然。
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10
自从 1966 年高锟提出光纤作为传输介质的概念以来，光 纤通信从研究到应用，发展非常迅速：技术上不断更新换代， 通信能力(传输速率和中继距离)不断提高，应用范围不断扩大。 光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：
第一阶段(1966~1976年)，这是从基础研究到商业应用的 开发时期。在这个时期，实现了短波长(0.85 μm)低速率(45或 34 Mb/s)多模光纤通信系统，无中继传输距离约10 km。
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。
光纤通信-刘增基-课件-第章
第三阶段(1986~1996年)，这是以超大容量超长距离为目 标、全面深入开展新技术研究的时期。在这个时期，实现了 1.55 μm色散移位单模光纤通信系统。采用外调制技术，传输 速率可达2.5~10 Gb/s，无中继传输距离可达150~100 km。实 验室可以达到更高水平。
（1）1976 年，美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上第 一个实用光纤通信系统的现场试验，系统采用GaAlAs激光器 作光源，多模光纤作传输介质，速率为44.7 Mb/s，传输距离 约10 km。 （2） 1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线，全长 3400 km，初期传输速率为400 Mb/s，后来扩容到1.6 Gb/s。
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。
第七页，编辑于星期一：十六点 十七分。
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 能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的 基础。
（3） 1989年建成第一条横跨太平洋 的TPC-3/HAW-4，全长13200 km。
第十一页，编辑于星期一：十六点 十七分。
光纤通信从研究到应用，发展非常迅速：技术上不断更新换代， 通信能力(传输速率和中继距离)不断提高，应用范围不断扩大。
光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段： 第一阶段(1966~1976年)，这是从基础研究到商业应用的开发时期。
第八页，编辑于星期一：十六点 十七分。
一、光纤研制的发展 （1）1970 年美国康宁(Corning)公司就研制成功损耗20 dB/km的石
光纤通信课后习题答案.docx
光纤通信课后答案1-1 用光导纤维进行通信最早在哪一年由谁提出答：1966年7月英籍华人高锟提出用光导纤维可进行通信。
1-2 光纤通信有哪些优点光纤通信具有许多独特的优点，他们是： 1. 频带宽、传输容量大； 2. 损耗小、中继距离长； 3. 重量轻、体积小； 4. 抗电磁干扰性能好； 5. 泄漏小、保密性好；6．节约金属材料，有利于资源合理使用。
1-3 简述通信网络的分层结构构成通信网络的基础设施可用图1.1.3所示的分层模型来描述。
这种分层网络支持传统的电复用信号传输，但是也可以提供全光端对端透明连接。
在光层中传输的网络功能，如分插复用（ADM ）、交叉连接、信号存储以及业务调度均在光层中完成。
电交换/复接层( 层)LAN POTS CATVOXCOXCOXC业务和应用层光传送/网络层光接入声音视频网络管理OADMOADMOADM: OXC ：光分插复用光交叉连接SDH/ATM图1.1.3 通信网络的分层结构1-4 比较光在空气和光纤中传输的速度，哪个传输得快答：当光通过比真空密度大的光纤时，其传播速度要减慢，如图1.2.3所示，减慢的程度与介质折射率n 成反比。
图1.2.3 光通过密度大的介质时传播速度要减慢1-5 简述抗反射膜的工作原理。
答：当光入射到光电器件的表面时总会有一些光被反射回来，除增加耦合损耗外，还会对系统产生不利的影响，为此需要在器件表面镀一层电介质材料，以便减少反射，如图1.3.6所示。
在该例中，空气折射率11=n ，器件材料是硅，5.33=n ，电介质材料选用43N S i ，其折射率9.12≈n ，在空气和硅器件折射率之间。
当入射光到达空气和抗反射膜界面时，标记为A 的一些光被反射回来，因为它是外反射，所以反射光与入射光相比有180o 的相位变化。
该光波在电介质材料中传播，当到达抗反射膜和器件界面时，除大部分光进入器件外，一些光又被反射回来，标记为B 。
因为23n n >，还是外反射，B 光仍有180o 的相位变化，而且当它从抗反射膜出来时，已经受了2d 距离的传输延迟，d 为抗反射膜的厚度。
[光纤通信]西电第二版课后习题答案
第一章1．光纤通信的优缺点各是什么？答：优点有：带宽资源丰富，通信容量大；损耗低，中继距离长；无串音干扰，保密性好；适应能力强；体积小、重量轻、便于施工维护；原材料来源丰富，潜在价格低廉等。
缺点有：接口昂贵，强度差，不能传送电力，需要专门的工具、设备以及培训，未经受长时间的检验等。
2．光纤通信系统由哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：光纤通信系统由三部分组成：光发射机、光接收机和光纤链路。
光发射机由模拟或数字电接口、电压—电流驱动电路和光源组件组成。
光源组件包括光源、光源—光纤耦合器和一段光纤（尾纤或光纤跳线）组成。
模拟或数字电接的作用是实现口阻抗匹配和信号电平匹配（限制输入信号的振幅）作用。
光源是LED或LD，这两种二极管的光功率与驱动电流成正比。
电压—电流驱动电路是输入电路与光源间的电接口，用来将输入信号的电压转换成电流以驱动光源。
光源—光纤耦合器的作用是把光源发出的光耦合到光纤或光缆中。
光接收机由光检测器组件、放大电路和模拟或数字电接口组成。
光检测器组件包括一段光纤（尾纤或光纤跳线）、光纤—光检波器耦合器、光检测器和电流—电压转换器。
光检测器将光信号转化为电流信号。
常用的器件有PIN和APD。
然后再通过电流—电压转换器，变成电压信号输出。
模拟或数字电接口对输出电路其阻抗匹配和信号电平匹配作用。
光纤链路由光纤光缆、光纤连接器、光缆终端盒、光缆线路盒和中继器等组成。
光纤光缆由石英或塑料光纤、金属包层和外套管组成。
光缆线路盒：光缆生产厂家生产的光缆一般为2km一盘，因而，如果光发送与光接收之间的距离超多2km时，每隔2km将需要用光缆线路盒把光缆连接起来。
光缆终端盒：主要用于将光缆从户外（或户内）引入到户内（或户外），将光缆中的光纤从光缆中分出来，一般放置在光设备机房内。
光纤连接器：主要用于将光发送机（或光接收机）与光缆终端盒分出来的光纤连接起来，即连接光纤跳线与光缆中的光纤。
3．假设数字通信系统能够在高达1%的载波频率的比特率下工作，试问在5GHz的微波载波和1.55μm的光载波上能传输多少路64kb/s的音频信道？解：根据题意，求得在5GHz的微波载波下，数字通信系统的比特率为50Mb/s，则能传输781路64kb/s的音频信道。
光纤通信刘增基PPT课件
（5） 1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报电话公司 研制成功发射波长为1.55 μm的连续振荡半导体激光器。
由于光纤和半导体激光器的技术进步，使 1970 年成为 光纤通信发展的一个重要里程碑。
高锟等人指出：当时石英纤维的损耗高达1000 dB/km以上而 是由于材料中的杂质，例如过渡金属(Fe、 Cu等)离子的吸收 产生的。如果把材料中金属离子含量的比重降低到10-6以下， 就可以使光纤损耗减小到10 dB/km。再通过改进制造工艺的 热处理提高材料的均匀性，可以进一步把损耗减小到几dB/km。
（3） 1989年建成第一条横跨太平洋 的TPC-3/HAW-4，全长 13200 km。
光纤通信从研究到应用，发展非常迅速：技术上不断更新换 代，通信能力(传输速率和中继距离)不断提高，应用范围不 断扩大。 光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段：
第一阶段(1966~1976年)，这是从基础研究到商业应用的 开发时期。在这个时期，实现了短波长(0.85 μm)低速率(45 或34 Mb/s)多模光纤通信系统，无中继传输距离约10 km。
（1）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)。寿命只有几个小时。
（2）1973 年，半导体激光器寿命达到7000小时。
（3）1977 年，贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10 万小时(约11.4年)，外推寿命达到100万小时，完全满足实 用化的要求。
激光具有波谱宽度窄，方向性极好， 亮度极高，以及频率和 相位较一致的良好特性。是一种理想的光载波。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。