现代通信讲座1.ppt

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1、Shandong University of Science and Technology通信工程系 李丽君山东科技大学信息与电气工程学院山东科技大学信息与电气工程学院Email:nankaillj 二零零八年叁月二零零八年叁月现代通信技术讲座现代通信技术讲座(一一)Shandong University of Science and Technology通信技术发展概况通信技术发展概况1838莫尔斯莫尔斯 有线电报有线电报1948晶体管晶体管 香农香农IT 通信统计理论建立通信统计理论建立1864麦克斯韦麦克斯韦 电磁辐射方程电磁辐射方程1950时分多路通信时分多路通信 应用于电话应用于电话

2、1876贝尔贝尔 电话电话1956越洋电话铺设越洋电话铺设1896马克尼马克尼 无线电报无线电报1957第一颗人造卫星发射第一颗人造卫星发射1906真空管真空管1958第一颗通信卫星发射第一颗通信卫星发射1918调幅广播调幅广播 超外差接收机超外差接收机1960发明激光发明激光1925三路明线载波电话三路明线载波电话 多路通信多路通信1961发明集成电路发明集成电路1936调频广播调频广播1962第一颗同步通信卫星第一颗同步通信卫星 PCM进入实用进入实用1937脉冲编码调制脉冲编码调制1960彩电彩电 数字传输理论数字传输理论 高速计算机高速计算机1938电视广播电视广播1970LSI 商用

3、卫星商用卫星 程控交换程控交换 光纤通信光纤通信1940二战刺激二战刺激 雷达和微波系统发展雷达和微波系统发展1980SLSI 长波光纤通信长波光纤通信 ISDN 3GShandong University of Science and Technology 塞缪尔塞缪尔莫尔斯（莫尔斯（Samuel Finley Breese Morse，1791-1872），），作为一名画家是成功的。作为一名画家是成功的。莫尔斯曾两度赴欧洲留学，在肖像画和历史绘画莫尔斯曾两度赴欧洲留学，在肖像画和历史绘画方面成了当时公认的一流画家。方面成了当时公认的一流画家。1826年至年至1842年年任美国画家协会主席。

4、任美国画家协会主席。他他在在1837年年9月月4日，莫尔斯制造出了一台电报机。日，莫尔斯制造出了一台电报机。1844年年5月月24日，在日，在华盛盛顿国会大厦国会大厦联邦最高法院会邦最高法院会议厅里，里，进行行电报发收收试验。年。年过半百的莫半百的莫尔斯在斯在预先先约定的定的时间，兴奋地向巴地向巴尔的摩的摩发出人出人类历史上的第一份史上的第一份电报。他的助手很快。他的助手很快收到那份只有一句收到那份只有一句话的的电报：“上帝上帝创造了何等的奇迹造了何等的奇迹!”Shandong University of Science and Technology1862年年31岁，麦克斯韦发表了论文岁，麦

5、克斯韦发表了论文论物理力线论物理力线，得到了新的结果：电场变化产生磁场，由此，得到了新的结果：电场变化产生磁场，由此预言了电磁波的存在，并证明了这种波的速度等预言了电磁波的存在，并证明了这种波的速度等于光速，揭示了光的电磁本质。于光速，揭示了光的电磁本质。1864年他的论文年他的论文电磁场的动力学理论电磁场的动力学理论，建立，建立了系统的电磁理论。了系统的电磁理论。1873年出版的年出版的电学和磁学论电学和磁学论一书是集电磁学一书是集电磁学大成的划时代著作，全面地总结了大成的划时代著作，全面地总结了19世纪中叶以世纪中叶以前对电磁现象的研究成果，建立了完整的电磁理前对电磁现象的研究成果，建立了

6、完整的电磁理论体系。这是一部可以同牛顿的论体系。这是一部可以同牛顿的自然哲学的数自然哲学的数学原理学原理、达尔文的、达尔文的物种起源物种起源和赖尔的和赖尔的地地质学原理质学原理相媲美的里程碑式的著作。相媲美的里程碑式的著作。麦克斯韦的主要科学贡献在电磁学方面，同时在天体物理学、气体分子运麦克斯韦的主要科学贡献在电磁学方面，同时在天体物理学、气体分子运动论、热力学、统计物理学等方面，都作出了卓越的成绩。动论、热力学、统计物理学等方面，都作出了卓越的成绩。正如量子论的创立者普朗克（正如量子论的创立者普朗克（Max Plank l8581947）指出的：指出的：“麦克麦克斯韦的光辉名字将永远镌刻在经

7、典斯韦的光辉名字将永远镌刻在经典物理学家的门扉上，永放光芒。从物理学家的门扉上，永放光芒。从生地来说，他属于爱丁堡；生地来说，他属于爱丁堡；从个性来说，他属于剑桥大学；从个性来说，他属于剑桥大学；从功绩来说，他属于全世界从功绩来说，他属于全世界”。Shandong University of Science and Technology赫兹是一个短命的物理赫兹是一个短命的物理学家。他于学家。他于1894年逝世时，年逝世时，年仅年仅37岁。岁。1886年年29岁发现电磁波，其后不到岁发现电磁波，其后不到6年，意大利的马可尼、俄国的波波夫年，意大利的马可尼、俄国的波波夫分别实现了无线电传播，并很快

8、投人分别实现了无线电传播，并很快投人实际使用。其他利用电磁波的技术：实际使用。其他利用电磁波的技术：无线电报（无线电报（1894年）、无线电广播年）、无线电广播（1906年）、无线电导航（年）、无线电导航（1911年）、年）、无线电话（无线电话（1916年）、短波通讯年）、短波通讯（1921年）、无线电传真（年）、无线电传真（1923年）、年）、电视（电视（1929年）、微波通信（年）、微波通信（1933年）年）、雷达（、雷达（1935年），以及遥控、遥感、年），以及遥控、遥感、卫星通信、射电天文学卫星通信、射电天文学它们使整它们使整个世界面貌发生了深刻的变化。个世界面貌发生了深刻的变化。赫兹

9、关于电磁波的实验，为无线电技术的发展开拓了新的道路，赫兹关于电磁波的实验，为无线电技术的发展开拓了新的道路，构成了现代文明的骨架，后人为了纪念他，把频率的单位定为构成了现代文明的骨架，后人为了纪念他，把频率的单位定为赫兹。赫兹。Shandong University of Science and Technology信息论的创始人香农信息论的创始人香农Shannon，1916年生于美国，大年生于美国，大学时代在美国密执安大学和麻省理工学院学习。学时代在美国密执安大学和麻省理工学院学习。1938年，香农发表了著名的论文年，香农发表了著名的论文继电器和开关电路继电器和开关电路的符号分析的符号分析，

10、首次用布尔代数进行开关电路分析，首次用布尔代数进行开关电路分析，并证明布尔代数的逻辑运算，可以通过继电器电路来并证明布尔代数的逻辑运算，可以通过继电器电路来实现，明确地给出了实现加、减、乘、除等运算的电实现，明确地给出了实现加、减、乘、除等运算的电子电路的设计方法。这篇论文成为开关电路理论的开子电路的设计方法。这篇论文成为开关电路理论的开端。端。后来，香农到贝尔实验室工作，他进一步证明了可以采用能实现布尔代后来，香农到贝尔实验室工作，他进一步证明了可以采用能实现布尔代数运算的继电器或电子元件来制造计算机。数运算的继电器或电子元件来制造计算机。无失真变长信源编码定理无失真变长信源编码定理(香农第

11、一定理香农第一定理)有噪信道编码定理有噪信道编码定理(香农第二香农第二定理定理)保真准则下信源编码定理保真准则下信源编码定理(香农第三定理香农第三定理)Shandong University of Science and Technology1875年6月3日，贝尔电话机问世。1876年3月l 0日，这是人类通信史上又一个划时代的日子，贝尔用他们发明的电话机第一次和华生通了话。1876年2月10日，贝尔就向美国专利局申请电话发明专利；3月7日，贝尔成为获得电话发明专利的电话发明家。Shandong University of Science and Technology1896年，前苏联科学家

12、波波夫在彼得堡大学演示电磁波传递信息的实验。1897年，马可尼横跨希里斯托尔海峡的无线电通信实验获得成功，传播距离达14公里。1901年，马可尼在纽芬兰成功地接收到了由美国发出的横越大西洋的无线电信号，这成为以后迅速发展起来的无线电通信、广播的起点。1909年，马可尼荣获年度诺贝尔物理学奖。1960年，美国物理学家梅曼发明第一台红宝石激光器。Shandong University of Science and Technology认识无线电波用速度、波长、频率等来描述电磁波。关系式：频率=速度/波长Shandong University of Science and Technology无线电

13、波波段名称频率范围波长范围超长波3-30千赫105-104米长波30-300千赫104-103米中波300-3000千赫103-102米短波3-30兆赫102-10米超短波30-300兆赫10-1米微波300兆赫-300吉赫1米-1毫米Shandong University of Science and Technology无线电波的传播特性无线电波在传播过程中也能被一些物体反射、折射、绕射、散射和吸收。中波和长波的绕射能力强，主要沿地面传播，电波能量不易被地面和障碍物吸收而且也不受天气变化的影响，因此有传播距离远也比较稳定的优点。短波无线电波被大气中电离层反射的能力较强，利用电离层和地面间的

14、多次来回反射、可以传到很远很远的地方，是实现远距离通信的好帮手。至于超短波和微波，绕射能力弱，只能在大气对流层中像光波一样直线传播，也就是视距传播。Shandong University of Science and Technology无线通信的实现利用无线电波作为传输媒质的通信方式称为无线通信。发送台，天线，调制，载波，天线，接收台。如声音信号频率20-2000赫兹，波长1510315106米。Shandong University of Science and Technology无线通信的应用流星余迹通信：什么是流星余迹？流星进入大气层时在80120公里的高空中，会产生一条由带电微粒组

15、成的空气柱流星余迹。特点：流星余迹存在的时间板短约十分之几秒到几分钟。利用流星余迹反射无线电波实现的远距离通信，就是流星余迹通信。据天文观察，宇奋空间每天大约有几十亿颗流星落入大气层，这能为实现流星余迹通信创造了条件。Shandong University of Science and Technology流星余迹通信的应用：气象、水文、多山地区的恶劣环境监测和军事等。Shandong University of Science and Technology对流层散射通信：l靠近地球表面的大气低层是对流层。对流层中由于气流温度、压力和所含水蒸气的不均匀性，会形成许多湍流团。当无线电波射到这些湍

16、流团上时会产生散射。l散射，指波遇到障碍物时，不是向单一方向反射，而是向四面八方反射。l利用对流层散射无线电波特性进行的通信，称为对流层散射通信。l实用的对流层散射通信工作频率为100兆赫到10吉赫；在这范围内，波长和对流层湍流团的尺寸相差不多，散射作用最强，最远通信距离可达l000公里。l这种通信方式不受核爆炸、太阳黑子等的影响可跨越无人烟地区，保密性强，在军事通信中广泛应用。Shandong University of Science and Technology长波通信月面反射通信短波通信（频率预测、分集接收）Shandong University of Science and Tech

17、nology微波通信：微波通常指波长为1毫米至1米的无线电波，频率为300兆赫至300吉赫。微波在空间传播的特点是绕射能力弱。它不能像中波那样沿地面传播，因为地面强烈吸收微波能量；又因为微波能穿透电离层，也不能像短波那样靠电离层反射。“高不成，低不就”。微波就只能在大气层中沿直线传播。地球表面是一个椭球面，显然微波只能在视距范围内传送信息了，传送距离一般只有几十公里。Shandong University of Science and Technology微波接力通信，就是让微波来个“接力赛跑”。具体办法是：每隔几十公里建一个微波中继站，它能把前一个站传来的微波信号接收下来并加以放大，再传给后

18、一个中继站，这样一站接一站地“接力”下去，信号就可以传到很远的地方了。Shandong University of Science and Technology一个微波接力通信系统由终端站和若干个中继站、分路站组成。终端站、中继站、分路站统称为微波站。微波站的数目由通信全程决定，一般为几百公里到几千公里。为了实现无线电波的“接力赛跑”，微波站中必须有下面几种基本设备：天线、收发信机、多路复用设备。Shandong University of Science and Technology各种微波天线Shandong University of Science and Technology第二次世

19、界大战后微波接力通信在世界上得到迅速发展。1950年9月，美国在纽约与芝加哥之间建成世界上第一条民用微波接力通信线路，传送480路电话或一个电视节目。目前各国使用的微波接力通信系统容量为960路、1200路和1800路等。我国于50年代开始研究微波接力通信，目前已建成了长达几十万公里的微波接力通信线路，用于长途电话、电视传送以及国防、石油、电力等部门的专用通信业务。许多微波站已实行了无人管理，设备出现了故障会自动调换备用设备工作、并自动报警。Shandong University of Science and Technology卫星通信气象卫星、导航卫星、通信卫星、地球资源卫星。今天，部分国

20、际通信和全部的国际电视转播都是由这些卫星和相应的地面设备完成的。最早提出用同步卫星进行通信设想的人是英国科学家阿瑟c克拉克。1945年10月他大胆地提出这个设想。Shandong University of Science and Technology同步通信卫星Shandong University of Science and Technology1957年10月4日，前苏联第一颗人造卫星发送成功；1960年8月，美国发送回声1号气球卫星，到1600公里高度。1962年发射了中继1号人造卫星，转年完成横跨大西洋的日美间电视转播。1964年8月世界上第一颗同步3号卫星发射成功，10月，这颗卫

21、星把东京奥运会比赛的电视实况传送到美国。Shandong University of Science and Technology1965年4月，11个国家组成的国际卫星通信组织，位于大西洋上空的“晨鸟”卫星。卫星通信也是未来全球信息高速公路的重要组成部分。它以其覆盖广、通信容量大。通信距离远、不受地理环境限制、质量优、经济效益高等优点。1972年在我国首次应用,并迅速发展,与光纤通信、数字微波通信一起,成为我国当代远距离通信的支柱。Shandong University of Science and Technology同步通信卫星上的主要装备位置控制和姿态控制系统它是卫星的平衡器官，用来保

22、持和控制卫星在运行轨道上的正确位置和姿态。天线系统它是卫星的耳目，收发无线电波的出入口。空间转发器系统它是卫星的主体，用来放大和转发无线电信号。遥测指令系统它是卫星的神经，用来把卫星工作的情况及时通知地面上的有关设备，并接收和执行地面发来的命令。电源系统它是卫星的心脏，用来提供卫星上各种设备工作时需要的电能。Shandong University of Science and Technology（1）低轨道通信卫星低轨道通信卫星在距地球表面不同高度、但低于地球同步卫星轨道的空间中运行。目前，世界各国已经启用或正在研制的低轨道卫星通信系统已有多种，其中有一种是由美国摩托罗拉公司正在研制的取名为

23、“铱”的全球卫星通信系统。在该系统中计划采用由低轨道上运行的77颗小型通信卫星组成一个“星系”，恰如化学元素周期表中第77号元素“铱”（IridiumIr）原子有77颗电子绕核旋转一样，由它们提供连续覆盖全球的卫星通信系统。卫星环绕地球一周大约100分钟，所有卫星都朝同一个方向运转，越过地球北极飞向南极上空，从而使整个地球表面都覆盖在内。Shandong University of Science and Technology“铱”系统中每颗通信卫星的体积小，直径约1米，宽2米左右，重量轻，在轨重量为320千克左右。由于卫星运行的轨道低，距离地球表面只有765公里左右，比地球同步卫星的距离近的

24、多，因此只用小型火箭便可以发射升空，其造价和发射费用都比同步卫星低得多。一颗低轨道卫星就相当于被倒挂在天空中的移动通信系统中的一个“基地台”，而形成覆盖区域的天线和无线电中继设备都安在卫星上。“铱”系统卫星通信计划的实施，实现了人们在地球上的任何地方，无论陆地、空中和海洋，只要拨通一个电话号码便可与远隔千山万水的亲人通话的目的。Shandong University of Science and Technology移动通信定义：能够使通信一方或双方在移动中实现通信的方式。蜂窝移动通信系统，无线寻呼系统及无绳电话通信系统是目前应用最广的3种功用移动通信系统。Shandong Universit

25、y of Science and Technology蜂窝移动通信蜂窝移动通信提出的原因Shandong University of Science and Technology3个小区群21个小区频率分配情况Shandong University of Science and Technology过区转接技术：基站和手机同时监测小区内无线电波强度，当信号很弱时表明已经到达另一小区，基站发出命令将手机频率转到另一小区频率范围。Shandong University of Science and Technology移动漫游技术：当移动用户移动到非自己手机注册区域，移动通信网跟踪手机位置，若确认

26、该手机申请了移动漫游业务，就开始给它注册，并提供服务。Shandong University of Science and Technology光纤技术光纤通信技术光纤传感技术Shandong University of Science and Technology光纤通信的关键技术包括：光纤通信的关键技术包括：v光源技术；光源技术；v光纤技术；光纤技术；v光接收滤波技术；光接收滤波技术；v分波合波技术；分波合波技术；v光放大技术及监控技术等光放大技术及监控技术等。Shandong University of Science and Technology光源技术光源技术 ：光源是光纤通信系统中

27、的关键光子器件。光源是光纤通信系统中的关键光子器件。常见的光源器件有：常见的光源器件有：激光二极管（激光二极管（LD)LD)发光二极管（发光二极管（LEDLED）光纤激光器（光纤激光器（FLFL）LEDLDFLShandong University of Science and Technology随着光通信网络向大容量和高速率发展，特别是波分随着光通信网络向大容量和高速率发展，特别是波分复用和密集波分复用技术的日益成熟，复用和密集波分复用技术的日益成熟，多波长光纤激多波长光纤激光器光器的发展逐渐提上了日程。的发展逐渐提上了日程。多波长光纤激光器可以同时为多个信道提供所需光源，多波长光纤激光器

28、可以同时为多个信道提供所需光源，使光发射端的设计更为紧凑、经济，同时在光纤陀螺、使光发射端的设计更为紧凑、经济，同时在光纤陀螺、光谱分析和分布光纤传感等领域中也光谱分析和分布光纤传感等领域中也有极大的应用价有极大的应用价值值。就增益介质来讲，目前就增益介质来讲，目前多波长掺稀土光纤激光器是研多波长掺稀土光纤激光器是研究热点之一究热点之一。Shandong University of Science and Technology光放大技术：光放大技术：对光放大器的需要来自光信号沿光纤传送时对光放大器的需要来自光信号沿光纤传送时的衰减。的衰减。q在光纤通信网络中有两种主要类型的光放大器：在光纤通信

29、网络中有两种主要类型的光放大器：半导体光半导体光放大器放大器和和光纤放大器光纤放大器。q光纤放大器包括：光纤放大器包括：稀土掺杂光纤放大器稀土掺杂光纤放大器和和利用光纤非线性利用光纤非线性效应的光纤放大器效应的光纤放大器。q最流行的是掺铒光纤放大器（最流行的是掺铒光纤放大器（EDFA），），它打开了推广运用它打开了推广运用WDM光纤通信系统的大门。是当今光纤通信网的主力。光纤通信系统的大门。是当今光纤通信网的主力。Shandong University of Science and Technology 超宽带掺杂光纤放大器超宽带掺杂光纤放大器 稀土掺杂光纤放大器是利用掺入光纤中稀土元素的增益

30、机制实稀土掺杂光纤放大器是利用掺入光纤中稀土元素的增益机制实现光放大现光放大。Shandong University of Science and Technology光纤传感技术光纤传感技术光纤传感器：光纤传感器：光波在光纤中传播时表征光光波在光纤中传播时表征光波的特性参量（振幅、相位、偏阵态、波波的特性参量（振幅、相位、偏阵态、波长等）因外界因素（如温度、压力、磁场、长等）因外界因素（如温度、压力、磁场、电场、位移、转动等）的作用而间接或直电场、位移、转动等）的作用而间接或直接地发生变化，从而可以将光纤作为传感接地发生变化，从而可以将光纤作为传感元件来探测各种物理量。元件来探测各种物理量。

31、Shandong University of Science and Technology光纤传感器的主要特点：光纤传感器的主要特点：抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、本质安全。抗电磁干扰、电绝缘、耐腐蚀、本质安全。在各种大型机在各种大型机电、石油化工、冶金高压、强电磁干扰、易燃、易爆、强电、石油化工、冶金高压、强电磁干扰、易燃、易爆、强腐蚀环境中能方便高效地传感。腐蚀环境中能方便高效地传感。灵敏度高。灵敏度高。如可利用光波干涉技术测量加速度、辐射、温如可利用光波干涉技术测量加速度、辐射、温度、磁场等物理量的光纤传感器。度、磁场等物理量的光纤传感器。重量轻，体积小，外形可变。重量轻，体积小，外形可变

32、。可以制成外形各异、尺寸不可以制成外形各异、尺寸不同的传感器，用于航空、航天以及狭窄空间的应用。同的传感器，用于航空、航天以及狭窄空间的应用。测量对象广泛。测量对象广泛。目前有性能不同的测量温度、压力、速度、目前有性能不同的测量温度、压力、速度、加速度、液面、流量、电流、磁场、电压、杂质含量、液加速度、液面、流量、电流、磁场、电压、杂质含量、液体浓度、核辐射等传感器。体浓度、核辐射等传感器。对被测物质影响小对被测物质影响小。可在医药生物领域应用。可在医药生物领域应用。便于复用，便于成网。便于复用，便于成网。可用于光通信技术组成传感网络。可用于光通信技术组成传感网络。成本低。成本低。Shando

33、ng University of Science and Technology光纤光栅传感器光纤光栅传感器是光纤传感器中近几年来发展最快、最引人注目的传感器件。是光纤传感器中近几年来发展最快、最引人注目的传感器件。特点：特点：具备光纤传感器的一切特点；具备光纤传感器的一切特点；它是一种波长调制型传感器，测量信息是波长编码决定了它不它是一种波长调制型传感器，测量信息是波长编码决定了它不受系统整体光强波动、光纤连接损耗、光波偏阵态等因素的影受系统整体光强波动、光纤连接损耗、光波偏阵态等因素的影响；响；利用复用技术可以形成传感阵列和传感网络。利用复用技术可以形成传感阵列和传感网络。光纤光栅传感器正朝

34、着高灵敏度、高分辨力、低成本、小型化、光纤光栅传感器正朝着高灵敏度、高分辨力、低成本、小型化、高可靠性、多参量网络化和智能化方向发展。高可靠性、多参量网络化和智能化方向发展。Shandong University of Science and Technology光纤光栅：是继掺铒光纤放大器光纤光栅：是继掺铒光纤放大器(EDFA)(EDFA)之后在之后在光纤领域的又一重大技术突破，对它的研究已光纤领域的又一重大技术突破，对它的研究已成为国际上光纤器件领域的一个热点。成为国际上光纤器件领域的一个热点。相位掩模法使光纤光栅真正走向实用化和产品相位掩模法使光纤光栅真正走向实用化和产品化成为可能。化成

35、为可能。光纤光敏性的提高。光纤光敏性的提高。光折变效应的物理机理光折变效应的物理机理色心模型。色心模型。可以远距离传输。可以远距离传输。Shandong University of Science and Technology光纤光栅在光纤通信领域的应用光纤光栅在光纤通信领域的应用光纤激光器光纤激光器光纤滤波器光纤滤波器增益平坦器增益平坦器色散补偿器色散补偿器光分插复用器光分插复用器光纤光栅在光纤传感领域的应用光纤光栅在光纤传感领域的应用Shandong University of Science and Technology 材料材料指标指标光纤光纤形状记形状记忆合金忆合金压电材压电材料料电

36、阻应电阻应变丝变丝疲劳寿疲劳寿命丝命丝碳纤维碳纤维半导体材半导体材料料加工工艺与成加工工艺与成本本中等中等中等中等中等中等低低中等中等较低较低中等中等技术成熟性技术成熟性良好良好良好良好良好良好好好中中良好良好良好良好可否分布测量可否分布测量(成网成网)是是是是是是是是是是是是是是嵌入性（兼容嵌入性（兼容性）性）优优优优良良优优优优优优中中线性度线性度优优良良优优良良良良良良优优变形能力变形能力优优优优优优良良良良良良良良性能稳定性能稳定优优良良优优良良良良优优优优耐久性耐久性优优中中良良中中中中优优良良监测参数监测参数多多少少多多少少少少多多多多响应频率带宽响应频率带宽宽宽窄窄宽宽窄窄窄窄宽

37、宽宽宽需外部设备量需外部设备量 多多少少少少少少少少少少多多光光纤纤与与其其它它传传感感材材料料比比较较Shandong University of Science and Technology光纤光栅光纤光栅传感器传感器 Vs.传统传感器传统传感器指标指标电阻应变片式电阻应变片式振弦式振弦式 光纤光栅式光纤光栅式精度精度低低较高较高高高灵敏度灵敏度一般一般较高较高高高响应速度响应速度一般一般一般一般快快抗电磁等干扰能力抗电磁等干扰能力差差较差较差好好可否分布测量可否分布测量不可以不可以不可以不可以可以可以长期稳定性长期稳定性差差较差较差好好存活率存活率低低较低较低高高布设工作量布设工作量多多

38、多多少少可否远距离传输可否远距离传输不能不能不能不能能能Shandong University of Science and Technology光纤光栅在传感领域的应用光纤光栅在传感领域的应用民用结构中的应用民用结构中的应用：在建筑物、桥梁、水坝、容器、高速公路、机场跑道等结构中，测定其结构的完整性和内部应变状态；航空航天业中的应用航空航天业中的应用：在飞行器机翼、旋翼、起落架方向舵、发动机系统等结构中检测压力、温度、振动等；船舶航运业中的应用船舶航运业中的应用：在船舶各种结构中进行多点应力、温度等参量的测量；在电力工业中的应用在电力工业中的应用：高压变压器、电缆、高压开关柜、母线排等测试温

39、度、荷载等参量；其他领域中的应用：其他领域中的应用：在石化行业的油气罐、油气井、油气管等地方进行温度、压力等测量，在医学监测仪器中用于形变、压力、温度等的测量；Shandong University of Science and Technology光纤光栅传感技术以其独特的性能与强大的优势除了光纤光栅传感技术以其独特的性能与强大的优势除了广泛应用于广泛应用于土木、石化、电力、医疗、核工业、航天土木、石化、电力、医疗、核工业、航天航空、船舶航空、船舶等领域，还可以应用于等领域，还可以应用于水听器、机器人、水听器、机器人、安全识别系统安全识别系统等。等。Shandong University o

40、f Science and Technology振弦式传感器光纤光栅应变片天津新博物馆天津新博物馆作为天津市的标志性建筑，采用了仿生建筑结构，具有三维构架，选取空间跨度很大的钢架结构和网架结构施工，这两种钢结构各需钢材1000吨；在施工过程中，采用了多种传感方式进行监测，结果表明光纤光栅应变传感器长期监测效果最佳。Shandong University of Science and Technology北北京京中中关关村村金金融融中中心心雄踞中关村广场的核心位置，占地面积1.7万平米，总建筑面积11万平米,是中关村地区建设标准最高，商务环境最好的国际顶级写字楼。是中关村标志性建筑。光纤光栅传感

41、器用于测量主要钢柱在建设过程中的荷载变化情况。Shandong University of Science and Technology上海卢浦大桥上海卢浦大桥是黄浦江上连接浦东、浦西的第一座全钢结构的拱桥，全长3900米，主桥长750米，主桥面宽28.7米，桥下净高46米，桥面为双向车道。卢浦大桥主桥巨型钢跨径550米，是名符其实的世界上跨度最大的钢结构拱桥，是目前世界上单座桥梁建造中施工工艺最复杂、用钢量最多的大桥。用光纤光栅传感器监控其健康状况。Shandong University of Science and Technology黄岛油库油罐温度监测黄岛油库油罐温度监测 黄岛油库如图

42、所示，它位于青岛市黄岛油库如图所示，它位于青岛市区以西二点五海里（约四点六公里）区以西二点五海里（约四点六公里）的青岛市黄岛经济技术开发区，黄山的青岛市黄岛经济技术开发区，黄山东侧山坡地带。现场火灾探测装置采东侧山坡地带。现场火灾探测装置采用光纤光栅温度传感器，与传感器相用光纤光栅温度传感器，与传感器相配套的信号处理器设置在泡沫间内，配套的信号处理器设置在泡沫间内，事故状态下，信号处理器可将预警或事故状态下，信号处理器可将预警或火灾信号送入消防监控装置，完成火火灾信号送入消防监控装置，完成火灾自动检测灾自动检测。Shandong University of Science and Techno

43、logy1.1.向超高速系统的发展向超高速系统的发展 2.2.向超大容量向超大容量WDM系统的演进系统的演进3.3.实现光联网实现光联网4.4.研制新一代的光纤研制新一代的光纤 5.5.研制全光纤器件研制全光纤器件6.6.IP over SDH与与IP over Optical 7.7.解决全光网瓶颈的手段解决全光网瓶颈的手段光接入网光接入网 光纤通信发展趋势光纤通信发展趋势Shandong University of Science and Technology 总之，现代通信改变了整个世界的面总之，现代通信改变了整个世界的面貌，它就像光明使者，联系地球村落貌，它就像光明使者，联系地球村落的天涯海角，千家万户。然而，构造的天涯海角，千家万户。然而，构造未来的通信网络，还有许多关键技术未来的通信网络，还有许多关键技术需要解决，让我们共同努力需要解决，让我们共同努力!Shandong University of Science and TechnologyThanks for your attention!