1、2023-1-17光技术与光纤通信1章光技术与光纤通信光技术与光纤通信1章章光技术与光纤通信1章课程计划课程计划一、目的一、目的通信事业发展快，人才缺乏；通信事业发展快，人才缺乏；新技术有许多待开发的领域新技术有许多待开发的领域目前信息中的目前信息中的82%是通过光纤传输是通过光纤传输二、特点二、特点尽可能新、专、实用尽可能新、专、实用重在器件、系统、网络、跟踪新技术重在器件、系统、网络、跟踪新技术光技术与光纤通信1章三、教材及主要参考书三、教材及主要参考书教材：教材：刘增基，周洋溢，胡辽林，周绮丽刘增基，周洋溢，胡辽林，周绮丽.光纤通信光纤通信M(第一第一版版).西安：西安电子科技大学出版社
2、，西安：西安电子科技大学出版社，2001.8 参考书：参考书：1 顾婉仪、李国瑞顾婉仪、李国瑞.光纤通信系统光纤通信系统.北京：北京邮电大学出北京：北京邮电大学出版社，版社，1999.11；2 杨祥林杨祥林.光纤通信系统光纤通信系统.北京：国防工业出版社，北京：国防工业出版社，2000.1；3 胡先志、邹林森、刘有信胡先志、邹林森、刘有信.光缆及工程应用光缆及工程应用.北京：人民北京：人民邮电出版社，邮电出版社，1998.11；4 纪越峰、顾婉仪、李国瑞纪越峰、顾婉仪、李国瑞.光缆通信系统光缆通信系统.北京：人民邮北京：人民邮电出版社，电出版社，1994；5 解金山、陈宝珍解金山、陈宝珍.光纤
3、数字通信系统光纤数字通信系统(修订版修订版).北京：电子北京：电子工业出版社，工业出版社，2002.10；6 韦乐平韦乐平.光同步数字传输网光同步数字传输网.北京：人民邮电出版社，北京：人民邮电出版社，1993；光技术与光纤通信1章7 原荣原荣.光纤通信网络光纤通信网络.北京：电子工业出版社，北京：电子工业出版社，2000；8 张劲松、陶智勇、韵湘张劲松、陶智勇、韵湘.光波分复用技术光波分复用技术.北京：北京邮电北京：北京邮电大学出版社，大学出版社，2002.6；9 纪越峰等纪越峰等.现代通信技术现代通信技术.北京：北京邮电大学出版社，北京：北京邮电大学出版社，2002.3；10 吴承志、徐敏
4、毅吴承志、徐敏毅.光接入网工程光接入网工程.北京：人民邮电出版社，北京：人民邮电出版社，1998.5；11湖北武汉众友公司，云南大学信息学院湖北武汉众友公司，云南大学信息学院.光技术与光纤通光技术与光纤通信实验指导书信实验指导书.2005.9。12（美）（美）Rajiv Remaswami，Kumar N.Sivarajan著，乐孜纯著，乐孜纯译译.光网络（上卷）光网络（上卷）光纤通信技术与系统光纤通信技术与系统.光网络（下光网络（下卷）卷）组网技术分析组网技术分析.北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，2004.9。13（美）（美）Uyless Black著，黄照祥、雷蕾、梁庄译，李玲
5、审著，黄照祥、雷蕾、梁庄译，李玲审.光网络光网络第三代传送系统第三代传送系统.北京：机械工业出版社，北京：机械工业出版社，2003.4。14张宝富张宝富.全光网络全光网络.北京：人民邮电出版社，北京：人民邮电出版社，2002.1；光技术与光纤通信1章四、实验四、实验1、光纤实验箱，可完成、光纤实验箱，可完成25个各种实验个各种实验2、一个简易的小型音频光纤通信系统、一个简易的小型音频光纤通信系统五、学时及考试安排五、学时及考试安排 每周每周3学时，讲授学时，讲授18周，共计周，共计54学时，扣除五一学时，扣除五一节放假节放假3学时，考试学时，考试2学时，实际讲授时间学时，实际讲授时间48学学时
6、。其中还需安排实验时。其中还需安排实验12学时。学时。期中考试时间：期中考试时间：第九周第九周4月月24日日 期末考试时间：期末考试时间：7月月10日日六、学完后水平六、学完后水平 了解基本原理和一些实际的东西了解基本原理和一些实际的东西光技术与光纤通信1章光技术与光纤通信光技术与光纤通信 第一章第一章 概述概述第二章第二章 光纤与光缆光纤与光缆第三章第三章 通信用光器件通信用光器件第四章第四章 光纤通信系统光纤通信系统第五章第五章 光纤通信中的高新技术光纤通信中的高新技术光技术与光纤通信1章第一章第一章 概述概述1.1 光纤通信的发展与现状光纤通信的发展与现状1.2 光纤通信的特点光纤通信的
7、特点1.3 光纤通信系统的组成及光纤通信系统的组成及分类分类1.4 国家国家“十五十五”863计划计划光纤通信技术的发展战略与实光纤通信技术的发展战略与实施策略施策略光技术与光纤通信1章1.1 光纤通信的发展与现状光纤通信的发展与现状一、光通信的发展史一、光通信的发展史二、二、先进先进国家光纤通信的发展国家光纤通信的发展三、我国光纤通信事业的发展三、我国光纤通信事业的发展四、云南省光纤通信事业发展四、云南省光纤通信事业发展五、光纤通信的发展趋势五、光纤通信的发展趋势光技术与光纤通信1章一、光通信的发展史一、光通信的发展史光通信光通信：利用光进行信息传输：利用光进行信息传输的一种通信方式。的一种
8、通信方式。光通信的发展主要经历了三个光通信的发展主要经历了三个发展阶段发展阶段可视通信可视通信激光大气通信激光大气通信光纤通信光纤通信光技术与光纤通信1章1、可视通信、可视通信古代的烽火台、烟火传递单个信息古代的烽火台、烟火传递单个信息18世纪末信号灯、船舰使用的灯塔、世纪末信号灯、船舰使用的灯塔、旗语等旗语等近代战争中的信号弹，抗战时期的近代战争中的信号弹，抗战时期的消息树等消息树等 1792年用中继器使机械代码信息传送年用中继器使机械代码信息传送100km，有效速率小于，有效速率小于1b/s 之后很长一段时间之后很长一段时间电电取代了取代了光光光技术与光纤通信1章电通信电通信19世纪世纪3
9、0年代：电报、莫尔斯代码，传输速率年代：电报、莫尔斯代码，传输速率310b/s，中继可达，中继可达1000km1866年，第一条越洋电报电缆系统投入运营年，第一条越洋电报电缆系统投入运营1876年，发明了电话，电信号通过连续变化电流的年，发明了电话，电信号通过连续变化电流的模拟形式传输模拟形式传输1940年，第一代同轴电缆系统投入使用，年，第一代同轴电缆系统投入使用，3MHz系系统，可传统，可传300路音频信号或路音频信号或1路视频信号，但当频率路视频信号，但当频率超过超过100MHz时，电缆损耗迅速增加时，电缆损耗迅速增加1948年，年，4GHz的微波系统投入运营，利用的微波系统投入运营，利
10、用110GHz的电磁载波及相关调制技术传递信号，可工的电磁载波及相关调制技术传递信号，可工作于作于100Mb/s1975年最先进同轴系统投入运营年最先进同轴系统投入运营,速率可达速率可达274 Mb/s，中继约中继约1km 到到70年代，电通信获得的最大年代，电通信获得的最大BL不超过不超过100(Mb/s)km光技术与光纤通信1章2、激光大气通信、激光大气通信60年代初，人们利用二氧化碳激光器年代初，人们利用二氧化碳激光器进行激光大气通信实验进行激光大气通信实验由于其传输介质是地球周围的大气层，由于其传输介质是地球周围的大气层，而大气层又存在着对光的严重吸收，而大气层又存在着对光的严重吸收，
11、散射作用和天气变化影响等缺点，使散射作用和天气变化影响等缺点，使得激光大气通信在通信距离、稳定性、得激光大气通信在通信距离、稳定性、可靠性方面受到严重影响可靠性方面受到严重影响60年代中期一度振兴的激光大气通信年代中期一度振兴的激光大气通信研究处于停滞状态研究处于停滞状态光技术与光纤通信1章3、光纤通信、光纤通信光纤光纤(Fibre)光导纤维的简称光导纤维的简称光纤通信光纤通信以光波为载波，以以光波为载波，以光导纤维为传输媒质的一种通信光导纤维为传输媒质的一种通信方式。方式。容量容量 频率频率f 光波光波 光波是人们最熟悉的电磁波，其光波是人们最熟悉的电磁波，其波波长在微米级，频率为长在微米级
12、，频率为1014Hz，紫外紫外光、可见光、红外光属于光波的范光、可见光、红外光属于光波的范畴畴光技术与光纤通信1章电磁波波段划分和常用传输媒质电磁波波段划分和常用传输媒质-1频段和波频段和波段名称段名称频率范围和频率范围和波长范围波长范围传输媒质传输媒质主要用途主要用途极低频极低频(ELF)极长波极长波303000Hz10000100km有线线对，极有线线对，极长波无线电长波无线电潜艇通信、矿井通信潜艇通信、矿井通信甚低频甚低频(TLF)超长波超长波330kHz10010km有线线对，超有线线对，超长波无线电长波无线电潜艇通信、远程导航、潜艇通信、远程导航、远程无线电通信远程无线电通信低频低频
13、(LF)长波长波30kHz300kHz101km有线线对，长有线线对，长波无线电波无线电中远距离通信、地下中远距离通信、地下通信、无线电导航等通信、无线电导航等中频中频(MF)中波中波0.33MHz1000100m同轴电缆，中同轴电缆，中波无线电波无线电调幅广播、导航、业调幅广播、导航、业余无线电余无线电高频高频(HF)短波短波330MHz10010m同轴电缆，短同轴电缆，短波无线电波无线电调幅广播、移动通信、调幅广播、移动通信、军用通信等军用通信等光技术与光纤通信1章电磁波波段划分和常用传输媒质电磁波波段划分和常用传输媒质-2频段和波段频段和波段名称名称频率范围和波频率范围和波长范围长范围传
14、输媒质传输媒质主要用途主要用途甚高频甚高频(VHF)超短波超短波30300MHz101m同轴电缆，同轴电缆，超短波无线超短波无线电电调幅广播、电视、调幅广播、电视、移动通信、电离移动通信、电离层散射通信层散射通信微微波波特高频特高频(UH F)分米波分米波0.33GHz101dm波导，分米波导，分米波无线电波无线电微波接力、移动微波接力、移动通信、空间遥测通信、空间遥测雷达、电视雷达、电视超高频超高频(SHF)厘米波厘米波330GHz101cm波导，厘米波导，厘米波无线电波无线电雷达、微波接力、雷达、微波接力、卫星和空间通信卫星和空间通信极高频极高频(EH F)毫米波毫米波30300GHz10
15、1mm波导，毫米波导，毫米波无线电波无线电雷达、微波接力、雷达、微波接力、射电天文射电天文紫外、可见光、紫外、可见光、红外红外1035107GHz300 m 60光纤，激光光纤，激光空间传播空间传播光通信光通信光技术与光纤通信1章红外光：波长红外光：波长 0.75m紫外光：波长紫外光：波长 0.4m可见光：可见光：0.4m 10GHz.km0.2350方便方便特殊特殊光技术与光纤通信1章光纤通信的应用光纤通信的应用11、通信网通信网，包括全球通信网，包括全球通信网(如横跨大西如横跨大西洋和太平洋的海底光缆和跨越欧亚大陆洋和太平洋的海底光缆和跨越欧亚大陆的洲际光缆干线的洲际光缆干线)、各国的公共
16、电信网、各国的公共电信网(如如我国的国家一级干线、各省二级干线和我国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线县以下的支线)、各种专用通信网、各种专用通信网(如电力、如电力、铁道、国防等部门的通信、指挥、调度、铁道、国防等部门的通信、指挥、调度、监控的光缆系统监控的光缆系统)、特殊通信手段、特殊通信手段(如石油、如石油、化工、煤矿等部门易燃易爆环境下使用化工、煤矿等部门易燃易爆环境下使用的光缆，以及飞机、军舰、潜艇、导弹的光缆，以及飞机、军舰、潜艇、导弹和宇宙飞船的内部光缆系统和宇宙飞船的内部光缆系统)。光技术与光纤通信1章光纤通信的应用光纤通信的应用22、构成因特网的计算机、构成因特网的计算
17、机局域网和广域网局域网和广域网，如光纤以太网、路由器之间的光纤高速链如光纤以太网、路由器之间的光纤高速链路。路。3、有线电视的干线和分配网有线电视的干线和分配网；工业电视系；工业电视系统，如工厂、银行、商场、交通和公安部统，如工厂、银行、商场、交通和公安部门的监控；自动控制系统的数据传输。门的监控；自动控制系统的数据传输。4、综合业务、综合业务光纤接入网光纤接入网，分为有源接入网，分为有源接入网和无源接入网，可实现电话、数据、视频和无源接入网，可实现电话、数据、视频(会议电视、可视电话等会议电视、可视电话等)多媒体业务综合多媒体业务综合接入核心网，提供各种各样的社区服务。接入核心网，提供各种各
18、样的社区服务。光技术与光纤通信1章1.3 光纤通信系统的组成及分类光纤通信系统的组成及分类一、组成一、组成信息源信息源电发射电发射机机电接收电接收机机光接收光接收机机光发射光发射机机信息宿信息宿基本光纤传输系基本光纤传输系统统电信电信号输入号输入光信光信号输出号输出光信光信号输入号输入电信电信号输出号输出光光纤线纤线路路光中继光中继器器光纤通信系统的基本组成（单向传输光纤通信系统的基本组成（单向传输）备用系备用系统统辅助系辅助系统统光技术与光纤通信1章组成光纤通信系统各部分的主要作用组成光纤通信系统各部分的主要作用1、电发射机：、电发射机：A/D，合并多个用户信号，进行复，合并多个用户信号，进
19、行复用。方法：脉冲编码调制用。方法：脉冲编码调制(PCM)方式，即进行方式，即进行抽样、量化、编码，抽样频率抽样、量化、编码，抽样频率2f(模拟信号模拟信号的频带宽度的频带宽度)。2、光发射机：、光发射机：E/O,将电发射机送来的电信号转将电发射机送来的电信号转变成适合于光纤传输的光信号，并用耦合技术变成适合于光纤传输的光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。把光信号最大限度地注入光纤线路。3、光纤线路：把来自光发射机的光信号，以尽、光纤线路：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的崎变（失真）和衰减传输到光接收机可能小的崎变（失真）和衰减传输到光接收机.4、光中继器：也称光放大器，对
20、光纤传送的光、光中继器：也称光放大器，对光纤传送的光信号进行放大处理。信号进行放大处理。光技术与光纤通信1章组成光纤通信系统各部分的主要作用组成光纤通信系统各部分的主要作用5、光接收机：、光接收机：O/E,将光纤传送来的光信号转变将光纤传送来的光信号转变成电信号，送入电接收机进行信号处理。成电信号，送入电接收机进行信号处理。6、电接收机：、电接收机：D/A，将信号送给各用户。，将信号送给各用户。7、辅助系统：包括监控管理系统、告警处理系、辅助系统：包括监控管理系统、告警处理系统、电源供给系统、公务通信系统、区间通统、电源供给系统、公务通信系统、区间通信系统、自动倒换系统，即辅助信号的传输信系统
21、、自动倒换系统，即辅助信号的传输方式的考虑等。方式的考虑等。8、备用系统：包括光端机、光缆、光中继部分、备用系统：包括光端机、光缆、光中继部分的备用系统，电端机一般无备用系统。的备用系统，电端机一般无备用系统。光技术与光纤通信1章光纤通信系统的分类光纤通信系统的分类1类类 别别特特 点点按光按光波长波长划分划分短波长光纤短波长光纤通信系统通信系统系统工作波长为：系统工作波长为：0.80.9m，中继距离短，中继距离短，10km以内以内长波长光纤长波长光纤通信系统通信系统系统工作波长为：系统工作波长为：1.01.6m，中继距离长，可达中继距离长，可达100km以上以上超长波长光超长波长光纤通信系统
22、纤通信系统系统工作波长为：系统工作波长为：2m以上，中以上，中继距离很长，可达继距离很长，可达1000km以上，以上，非石英系光纤非石英系光纤按光按光纤特纤特点分点分多模光纤通多模光纤通信系统信系统石英多模光纤：传输容量较小，石英多模光纤：传输容量较小，一般在一般在140Mbit/s以下以下单模光纤通单模光纤通信系统信系统石英单模光纤：传输容量大，一石英单模光纤：传输容量大，一般在般在140Mbit/s以上以上光技术与光纤通信1章光纤通信系统的分类光纤通信系统的分类2类类 别别特特 点点按传按传输信输信号形号形式分式分光纤数字光纤数字通信系统通信系统传输数字信号，抗干扰能力强传输数字信号，抗干
23、扰能力强光纤模拟光纤模拟通信系统通信系统传输模拟信号，适于短距离传输和模传输模拟信号，适于短距离传输和模拟电视图像信号传输拟电视图像信号传输其它其它相干光通相干光通信系统信系统光接收机灵敏度高，中继距离长，通光接收机灵敏度高，中继距离长，通信容量大，设备复杂信容量大，设备复杂全光通信全光通信系统系统不需要光电转换，通信质量高不需要光电转换，通信质量高波分复用波分复用系统系统在一根光纤上可传输多个光载波信号。在一根光纤上可传输多个光载波信号。通信容量大，成本低通信容量大，成本低孤子系统孤子系统利用光纤非线性效应平衡色散，增加利用光纤非线性效应平衡色散，增加中继，可使光纤带宽增加中继，可使光纤带宽
24、增加10100倍倍光技术与光纤通信1章数字与模拟光纤通信系统的比较数字与模拟光纤通信系统的比较数字通信系统用参数取值离散的信号代表信数字通信系统用参数取值离散的信号代表信息，强调的是信号和信息之间的一一对应关息，强调的是信号和信息之间的一一对应关系；系；模拟通信系统则用参数取值连续的信号代表模拟通信系统则用参数取值连续的信号代表信息，强调的是变换过程中信号和信息之间信息，强调的是变换过程中信号和信息之间的线性关系。的线性关系。数字光纤系统比模拟光纤系统具有更多的优数字光纤系统比模拟光纤系统具有更多的优点，也更能适应社会对通信能力和通信质量点，也更能适应社会对通信能力和通信质量越来越高的要求。目
25、前虽然数字通信几乎完越来越高的要求。目前虽然数字通信几乎完全代替模拟通信的趋势，但模拟通信仍然有全代替模拟通信的趋势，但模拟通信仍然有着重要的应用。着重要的应用。光技术与光纤通信1章数字通信系统的优点数字通信系统的优点1、抗干扰能力强，传输质量好；、抗干扰能力强，传输质量好；2、可以再生中继，传输距离长；、可以再生中继，传输距离长；3、实用各种业务的传输，灵活性大；、实用各种业务的传输，灵活性大；4、容易实现高强度的保密通信；、容易实现高强度的保密通信；5、数字通信系统大量采用数字电路，、数字通信系统大量采用数字电路，易于集成，从而实现小型化、微型易于集成，从而实现小型化、微型化增强设备可靠性
26、，有利于降低成化增强设备可靠性，有利于降低成本。本。光技术与光纤通信1章数字通信系统的缺点数字通信系统的缺点占用频带较宽，系统的频带利用率不占用频带较宽，系统的频带利用率不高。例如一路模拟电话只占用高。例如一路模拟电话只占用4kHz的带宽，而一路数字电话要占用的带宽，而一路数字电话要占用2064 kHz的带宽。的带宽。数字通信系统的许多优点是以牺牲频数字通信系统的许多优点是以牺牲频带为代价得到的，然而光纤通信的频带为代价得到的，然而光纤通信的频带很宽，完全可以克服数字通信的缺带很宽，完全可以克服数字通信的缺点。点。光技术与光纤通信1章模拟通信系统的优缺点模拟通信系统的优缺点优点：模拟通信系统除
27、占用频带优点：模拟通信系统除占用频带较窄外，还有电路简单、无需数较窄外，还有电路简单、无需数字系统中的字系统中的A/D、D/A转换，价格转换，价格便宜等优点。便宜等优点。缺点：光电变换时噪声大，有中缺点：光电变换时噪声大，有中间增音站将使噪声积累，主要用间增音站将使噪声积累，主要用于短距离传输线路。于短距离传输线路。光技术与光纤通信1章模拟通信系统应用电视传输模拟通信系统应用电视传输目前的电视传输，广泛采用模拟通信系统。目前的电视传输，广泛采用模拟通信系统。由于电视的数字化传输，要求较复杂的技术，由于电视的数字化传输，要求较复杂的技术，特别是当今社会对电视频道数目的要求日益特别是当今社会对电视
28、频道数目的要求日益增多，要传输几十甚至上百路的电视，需要增多，要传输几十甚至上百路的电视，需要极复杂的编码和解码技术，设备价格昂贵，极复杂的编码和解码技术，设备价格昂贵，因此目前还不能普遍使用。因此目前还不能普遍使用。采用副载波复用采用副载波复用(SCM)模拟光纤通信系统传模拟光纤通信系统传输多路电视，不失为一种明智的选择。输多路电视，不失为一种明智的选择。光技术与光纤通信1章1.4 国家国家“十五十五”863计划光计划光纤通信技术的发展战略与实施策纤通信技术的发展战略与实施策略略 一、光纤通信技术研究与发展的一、光纤通信技术研究与发展的现状现状 二、互联网发展需求与下一代光二、互联网发展需求
29、与下一代光网络发展趋势网络发展趋势 三、三、“十五十五”863计划光纤通信计划光纤通信研究的总体目标与实施策略研究的总体目标与实施策略光技术与光纤通信1章一、光纤通信技术研究与发展的现状一、光纤通信技术研究与发展的现状 1、当前信息技术发展的潮流：数据化、宽带化、当前信息技术发展的潮流：数据化、宽带化、综合化已成为趋势；综合化已成为趋势；2、传输与交换的融合、电路交换向分组交换的、传输与交换的融合、电路交换向分组交换的演进、网络向更加宽带化、智能化、集成化、兼容演进、网络向更加宽带化、智能化、集成化、兼容性、灵活性和高可靠性的方向发展已成必然。性、灵活性和高可靠性的方向发展已成必然。3、WDM
30、具有大容量、透明性、可重构性、易具有大容量、透明性、可重构性、易扩容性等优异性能，近年来得到了极大的重视和飞扩容性等优异性能，近年来得到了极大的重视和飞速的发展，其相关的光器件、光系统、光网络等方速的发展，其相关的光器件、光系统、光网络等方面的发展代表了光通信技术的发展方向，已成为国面的发展代表了光通信技术的发展方向，已成为国内外在光纤通信领域内的研究重点和应用热点。以内外在光纤通信领域内的研究重点和应用热点。以美国、欧洲和日本为代表的许多发达国家和地区对美国、欧洲和日本为代表的许多发达国家和地区对此投入了大量的精力，分阶段、有步骤地进行研究，此投入了大量的精力，分阶段、有步骤地进行研究，现已
31、取得了很大的进展和成就。现已取得了很大的进展和成就。光技术与光纤通信1章国际上的研究水平国际上的研究水平高速光传输方面，目前已实现了高速光传输方面，目前已实现了10.96Tb/s(274波波40Gb/s)的实验系统；的实验系统；超长距离传输方面，已达到超长距离传输方面，已达到4000km无电无电中继的技术水平；中继的技术水平；光网络方面，光网络方面，“光网技术合作计划光网技术合作计划(ONTC)”、“泛欧光网络泛欧光网络(OPEN)”、“光通信网管理光通信网管理(MOON)”和和“光城域通光城域通信网管理信网管理(MTON)”、等一系列光网络研等一系列光网络研究项目相继启动、实施和完成，为下一
32、代究项目相继启动、实施和完成，为下一代宽带信息网络，尤其是为承载未来宽带信息网络，尤其是为承载未来IP业务业务的下一代光通信网络奠定了良好的基础。的下一代光通信网络奠定了良好的基础。光技术与光纤通信1章国内的研究情况国内的研究情况目前已陆续完成了目前已陆续完成了155Mb/s、622Mb/s、2.5Gb/s、10Gb/s的的SDH系统系统82.5Gb/s、1610Gb/s、3210Gb/s、16010Gb/s的的WDM系统系统10Gb/s、40Gb/s的的OTDM试验系统试验系统宽带接入系统、全光通信试验网、自动交换光宽带接入系统、全光通信试验网、自动交换光网络试验平台等一系列项目网络试验平台
33、等一系列项目自行研制成功的自行研制成功的WDM光传输系统已在多省市提光传输系统已在多省市提供运行和服务，各种光纤局域网供运行和服务，各种光纤局域网/城域网城域网/广域网广域网已得到广泛应用。已得到广泛应用。光技术与光纤通信1章我国已成为世界上为数不多的几个掌我国已成为世界上为数不多的几个掌握了全套握了全套SDH和和WDM光通信系统系光通信系统系列产品技术的国家之一，在世界光通列产品技术的国家之一，在世界光通信系统和光网络领域已经占据了一席信系统和光网络领域已经占据了一席之地。之地。如：如：2001年完成的中国高速信息示范年完成的中国高速信息示范网网(CAINONet)取得了重大的研究成取得了重
34、大的研究成果。果。光技术与光纤通信1章二、互联网发展需求与下一代光网络二、互联网发展需求与下一代光网络发展趋势发展趋势在在IP业务高速增长产生的带宽需求和业务高速增长产生的带宽需求和WDM 传输技术提供超大容量带宽资源的传输技术提供超大容量带宽资源的双重刺激下，传统的光网络将朝着适于传双重刺激下，传统的光网络将朝着适于传输输IP业务的新一代光网络演进已势在必行。业务的新一代光网络演进已势在必行。期望能为期望能为IP互联网提供更加高速、宽带、互联网提供更加高速、宽带、灵活、高效和智能的新一代光网络。灵活、高效和智能的新一代光网络。目前面临的主要问题是：如何建立适于承目前面临的主要问题是：如何建立
35、适于承载未来互联网业务的光通信网络，其典型载未来互联网业务的光通信网络，其典型需求和实现方式是什么。需求和实现方式是什么。光技术对光技术对21世纪来说，就象电技术对世纪来说，就象电技术对20世世纪那样重要。纪那样重要。光技术与光纤通信1章三、三、“十五十五”863计划光纤通信计划光纤通信研究的总体目标与实施策略研究的总体目标与实施策略 总体目标是：在总体目标是：在“十五十五”863计划期间，计划期间，适应我国迅速发展的国家信息基础设施建适应我国迅速发展的国家信息基础设施建设对光通信的总体规划与需求，掌握一批设对光通信的总体规划与需求，掌握一批有市场前景的、面向产业的、解决重大技有市场前景的、面
36、向产业的、解决重大技术与应用问题、具有自主知识产权的关键术与应用问题、具有自主知识产权的关键光纤通信高技术，造就一只能攻坚的科技光纤通信高技术，造就一只能攻坚的科技队伍与稳定的人才梯队形成若干有实力的队伍与稳定的人才梯队形成若干有实力的 科研开发与成果转化基地，为我国信息技科研开发与成果转化基地，为我国信息技术领域持续、创新发展提供必要的技术基术领域持续、创新发展提供必要的技术基础与技术支撑，在若干关键技术上达到国础与技术支撑，在若干关键技术上达到国际先进水平。际先进水平。光技术与光纤通信1章OTIME计划计划为实现总体目标，国家为实现总体目标，国家“十五十五”863计划在通信技术主题设立光纤
37、通信分计划在通信技术主题设立光纤通信分项研究计划，称之为项研究计划，称之为“光时代光时代”计划。计划。即：即：OTIME：Optical Technology for Internet with Multiwavelength Environment 计划计划光技术与光纤通信1章实施实施OTIME计划指导思想是计划指导思想是1个核心个核心光系统和光网络光系统和光网络2个层面个层面面向应用，重在创新面向应用，重在创新3个重点研究方向个重点研究方向高速、智能、高速、智能、融合融合4个支柱个支柱超长光传输，宽带光接超长光传输，宽带光接入，节点光交换，智能光联网入，节点光交换，智能光联网（四个支柱即为
38、四个需重点攻克的关（四个支柱即为四个需重点攻克的关键技术）键技术）光技术与光纤通信1章OTIME计划的实施策略计划的实施策略策略上做到策略上做到3个体现：个体现：体现体现国家高技术研究与发展规划对光纤通国家高技术研究与发展规划对光纤通信的要求，对国家的经济建设、提高综合信的要求，对国家的经济建设、提高综合国力和赢得国际竞争作出贡献。国力和赢得国际竞争作出贡献。体现体现“创新创新求实求实”，创新：论学术水平，创新：论学术水平和技术难度，和技术难度，“新新”、“难难”、“尖尖”、“精精”为其鲜明特征，充分重视知识产权为其鲜明特征，充分重视知识产权与知识获得；求实：论战略目标和产业化与知识获得；求实
39、：论战略目标和产业化追求，有的放矢，脚踏实地。追求，有的放矢，脚踏实地。体现体现示范与带头作用，培育主导产业，产示范与带头作用，培育主导产业，产生生“链条链条”效应，造就杰出人才。效应，造就杰出人才。光技术与光纤通信1章第一章思考题与习题第一章思考题与习题1、光通信的发展经历了那三个阶段？、光通信的发展经历了那三个阶段？2、为什么说、为什么说1970年是光纤通信的元年？高琨的主要年是光纤通信的元年？高琨的主要贡献是什么？贡献是什么？3、什么是光纤通信？光纤通信有哪些优缺点？、什么是光纤通信？光纤通信有哪些优缺点？4、光纤通信使用的波长和频率在什么范围？光纤通、光纤通信使用的波长和频率在什么范围？光纤通信采用的三个窗口是那三个？信采用的三个窗口是那三个？5、激光的特点是什么？、激光的特点是什么？6、光纤通信系统主要由哪几部分组成？简述各部分、光纤通信系统主要由哪几部分组成？简述各部分的主要作用。的主要作用。7、光纤通信系统是怎样分类的？试简单比较数字光、光纤通信系统是怎样分类的？试简单比较数字光纤通信系统与模拟光纤通信系统的优缺点。纤通信系统与模拟光纤通信系统的优缺点。8、我国、我国“十五十五”863计划中提出的光时代计划的指导计划中提出的光时代计划的指导思想是什么？思想是什么？2023-1-17光技术与光纤通信1章
