ADSS光缆设计规定和技术要求

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
– 通过受激辐射实现光放大 • 放大了自发辐射噪声
– 使不同波长的多个光通道同时放大成为可能
波分复用 (WDM)
•第2页/共59页
2/60
1 光纤的相关知识
中国 广州 2007/9
光纤的结构和原理
–多模
–单模
–全反射
单模光纤的主要特性参数
传输特性:衰减、色散、PMD、MFD、截止波长、弯曲损耗、非线 性效应
多模光纤
多模光纤(Multi Mode Fiber):中心玻璃芯较粗(50或62.5μm), 可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信 号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM 的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输 的距离就比较近,一般只有几公里。
11/60
1 光纤的相关知识
• 模场直径 :
–光在纤芯中及其附近传播 –光功率分布曲线近似于高斯分布,即铃状 –模场直径 大约为铃半高的宽度 –模场直径的计算采用国际Peterman II模型
中国 广州 2007/9
1/e 2W0
•第12页/共59页
12/60
1 光纤的相关知识
截止波长
光纤传导光的能力随波长变化
– 无再生中继距 离的延伸
• 对策……
– 色散管理
• 色度色散
• DOS
– 偏振模色散(PMD) – 非线性效应
• 有效面积
• 色度色散
– 喇曼放大
• 有效面积
– 多波段扩展(S/C/L)
•第18页/共59页
• 零色散点
18/60
1 光纤的相关知识
本地网(城域网)需关注的问题
中国 广州 2007/9
–ROW(路权)解决方案
–路权
•第19页/共59页
19/60
1 光纤的相关知识
未来光网络需要什么样的光纤?
未来的光纤应具有: •适中的色散” (6-10ps/nm/km)、 •适中的有效面积(>50m2 ) •更低的色散斜率(<0.07ps/nm2/km) •更低的PMD链路值( 0.04ps/km)
1、光纤的相关内容
中国 广州 2007/9
• 光纤
– 1966:英籍华人高锟(C. K. Kao)和Hockham预见利用玻璃可以制 成衰减为20dB/km的通信光纤。(当时最优良的玻璃衰减为 1000dB/km左右)
– 1970:衰减为20dB/km的通信光纤研制成功
– 1980:光纤衰减降低到0.2dB/km @1550nm,接近理论值
中国 广州
2007/9
•第13页/共59页
13/60
1 光纤的相关知识
中国 广州 2007/9
弯曲损耗
• 光纤属弱波导,光波从直线部分进入弯曲部分时,传导模式变 为辐射模式而产生损耗
• 这种现象叫弯曲损耗 • 波长越长,波导越弱,弯曲损耗越明显 • 对于标准的单模光纤,弯曲损耗
–随2W0增长 Increases with 2W0 –随 c增加而减小 Decreases when c increases
衰减
• 典型的光纤损耗谱, 与石英玻璃的特性直接相关 • 需要在很宽的频谱范围内控制光纤的损耗
0.6
O
E
S CL U
0.4
0.2
中国 广州
0
1250 C波段13(501530-156154n5m0); L波15段50(1565-1612655n0m);
2007/9 E波段(1360-1460nm); S 波段(1460-1530nm); U波段(1625-1675nm
u波段16251675nm衰减中国广州200791360因为没有任何光信号是单色的所以色度色散影响所有的光传输系统色度色散是可逆的即可以补偿色散中国广州200791460光在纤芯中及其附近传播光功率分布曲线近似于高斯分布即铃状模场直径大约为铃半高的宽度模场直径的计算采用国际petermanii模型中国广州200791560光纤传导光的能力随波长变化长波长模式少短波长模式多但是高阶界模亦会被传导是单模光纤保证单模传输的最小波长在截止波长以下基模能量传递给高阶界模在22m时测cc在光缆中实际的截止波长要远小于用归一化方法的计算值截止波长中国广州200791660光纤属弱波导光波从直线部分进入弯曲部分时传导模式变为辐射模式而产生损耗对于标准的单模光纤弯曲损耗随2w增长increases增加而减小decreaseswhen可计算出弯曲损耗弯曲损耗中国广州200791760pmd是差分群时延差的平均值单位是pskmprincipalstatepolarizationfastprincipalstatepolarizationslowdifferentialgroupdelay主偏振状态差分群时延偏振模色散pmd中国广州20079186019881992199620002004internetgrowth40gbits140mbits565mbitstdm25gbits40gbitsdwdm系统容量gbits10gbits骨干
根据特定条件架设在输电线路上的全介质无金属自承式光缆。
• 电痕和电腐蚀 tracking and electricity corrosion
ADSS光缆对导线和大地之间的电容耦合,使光缆表面感应一个电位。在污 秽地区,当出现雾、露、或雨后,将在潮湿的污秽层表面形成导电层,进 而感应电压的驱使下,形成漏电流和干带电弧放电,干带电弧可在ADSS光 缆表面造成树枝状的碳化通道即电痕,从而导致聚合物的破坏,干带电弧 也可产生热,使聚合物自身的结合里下降,慢慢形成电腐蚀。电痕和电腐 蚀最终造成ADSS光缆的外护套破坏。
•第1页/共59页
1/60
1、光纤的相关内容
中国 广州 2007/9
• 光纤在80年代初开始规模化商用应用
– 光电中继器被用来克服光纤的衰减 – 无法大规模应用的原因是因为在每个光电中继器都需要:
• 光电转换(O/E):识别信号 • 信号的电放大 • 电光转换(E/O) : 光信号的再发射
• 1988 : 掺铒光纤放大器
•第22页/共59页
22/60
2 术语和定义
中国 广州 2007/9
• 额定拉断力 rated tensile strength(RTS)
按ADSS光缆结构计算出的拉断负荷。
• 年平均运行张力 everyday stress(EDS)
中国 广州
2007/9
•第7页/共59页
7/60
中国 广州 2007/9
1 光纤的相关知识
ø = 140 µm
阶跃型多模光纤
n
ø core = 100 µm
n2
n1
ø
渐变型多模光纤
ø = 125 µm
n
n1
ø core = 50, 62.5 or 85 µm
n2
ø
阶跃型单模光纤
ø = 125 µm
• 全反射
– 当光由光密介质射入光疏介质时,在满足一定的入射条件下, 折射光消失,反射光的能量与入射光的能量相等
• 模式
– 模式是指振荡或传播的方式 如:一束光,一串振荡
•第6页/共59页
6/60
1 光纤的相关知识
单模光纤
单模光纤(Single Mode Fiber):中心玻璃芯很细(芯径一般为9或 10μm),只能传一种模式的光。因此,其模间色散很小,适用于 远程通讯,但还存在着材料色散和波导色散,这样单模光纤对光 源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。
•第15页/共59页
15/60
1 光纤的相关知识
中国 广州 2007/9
光纤通信技术发展趋势
骨干: 超大容量、超长距离
TDM:2.5/10bit/s广泛应用,40 Gbit/s 试验系统已经成功 DWDM:32/40波系统已经实用化, 128/256波试验系统开通
延长再生中继距离
城域: MSTP 接入:
零色散导致严重的四波混频
非线性造成严重的信道间的交叉干扰…
中国 广州
下一代光纤该如何发展 ?
2007/9
•第17页/共59页
17/60
1 光纤的相关知识
中国 广州 2007/9
骨干网(ULH/LH 系统)需关注的问题
• 挑战!
– 单信道速率越 来越高: 2.5/10/40Gbit/s
– 信道间隔越来 越小: 100/50/25GHz
中国 广州 2007/9
•保证足以抑制光纤非线性的不利影响( FWM和XPM)的影响,又不至于色散 代价太大
•最佳兼顾非线性损伤和喇曼增益 •兼容S/C/L波段,并降低补偿成本 •兼顾10/40Gb/s光传输系统的要求
•第20页/共59页
20/60
1 光纤的相关知识
未来光纤
Dispersion (ps/nm.km)
几何参数:包层直径、包层不圆度、芯/包同心度、涂层直径、 涂层/包层同心度
机械特性:筛选强度、拉伸强度、静态疲劳参数、动态疲劳参数、 涂层剥离力、翘曲
环境特性:温度循环、湿热、热老化、浸水
•第3页/共59页
3/60
中国 广州 2007/9
1 光纤的相关知识
G.651 : 多模光纤 G.652 : 标准单模光纤 G.653 : 色散位移光纤
N
ø core = 9 µm•第8页/共59页
n1
ø
8/60
1 光纤的相关知识
• 衰减:光在传输中部分能量损失
Attenuation 衰减
信号幅度经传输后减小
• 色散:接收信号经传输后失真
Dispersion色散
中国 广州
t1
经传输后的脉冲信号展宽
t2
2007/9
•第9页/共59页
9/60
1 光纤的相关知识
在DWDM 应用中存在严重的问题
G.654 : 截止波长位移光纤
主要用于海底通信系统
G.655 – 非零色散位移光纤
在DWDM应用中具有更好的性能
G.656 –用于宽带光传送的非零色散光纤
•第4页/共59页
4/60
1 光纤的相关知识
光纤的基本结构
直径 250 m 125 m
Plastic coating塑料涂覆层
Differential Group Delay Principal State of polarization (s纤不圆,则存在双折射,两个模传播速率不同 • 导致的差分群时延(DGD)在时间、空间统计上是随机的 • PMD是差分群时延差的平均值,单位是ps/km
–长波长,模式少 –短波长,模式多,但是高阶界模亦会被传导 => 截止波长( c )是单模光纤保证单模传输的最小波长 –在截止波长以下,基模能量传递给高阶界模
c可通过测量弯曲损耗利用归一化方法计算出
在短距离(2M)时测 c 在22M时测 cc
在光缆中实际的截止波长要远小于用归一化方法的计算值
•第10页/共59页
10/60
1 光纤的相关知识
色散
• 色散是指折射率随波长的非线性变化. • 传播特性(特别是群速率)随波长变化 • 色散可正可负
如果群延时随波长而增加称色散为正 因为没有任何光信号是单色的,所以色度色 散影响所有的光传输系统 色度色散是可逆的,即可以补偿
中国 广州
2007/9
•第11页/共59页
Internet growth
2000 2004
•第16页/共59页
16/60
1 光纤的相关知识
光纤发展的历史回顾
• 80年代初: 单模光纤
– 1300nm窗口传输,零色散1300nm
• 后来发现: 光纤在1550nm 的衰减更小
– 但是, SMF的色散太大, 所以出现了DSF(G.653)
BUT : 随着WDM/光放大的出现
FTTx: FTTB+LAN, FTTH PON: APON, EPON, GPON
0.1
1
10
100 1,000
系统容量 (Gbit/s)
n x 40 Gbit/s
DWDM
40 Gbit/s 10 Gbit/s
TDM
2.5 Gbit/s
565 Mbit/s
140 Mbit/s
1988
1992
1996
中国 广州 2007/9
Optical loss (dB/km)
0.6
0.4
0.2
0 1250
O
1350
25
20
E
S CL U
15
10
5
0
1450
1550
-5 1650
波长 (nm)
“水峰”被抑制, 打开了E 波段
•第21页/共59页
21/60
2 术语和定义
中国 广州 2007/9
• 全介质自承式光缆 all dielectric self-supporting optical fiber cable (ADSS光缆)
中国 广州 2007/9
Core (Silica) 石英纤芯
Optical clad (Silica) 石英光纤包层
• 纤芯: 光在其内部及附近传播。不同种类光纤的直径不同
• 包层:目的是造成折射率差,形成全反射,并提高其机械强 度。其外径为125µm
• 涂覆层:由内涂层和外涂层两层构成,其外径为250µm左右
• 挑战!
• 对策……
–单信道速率越来越高: 2.5/10/40….Gbit/s
–对各种应用透明: ATM/GE/10GE
–Metro NZDSF
• 支持1310nm窗口 • 支持更长的色散补偿距
–系统的经济性: DWDM Vs.

CWDM
–支持多波段
–灵活性 –可扩展性 –后向兼容性
• 多波段扩展(O/E/S/C/L)
• 在小直径的棒上绕光纤来测量损耗的增加(60mm直径100圈) , 可计算出弯曲损耗
•第14页/共59页
14/60
1 光纤的相关知识
偏振模色散(PMD)
• 基模由两种模式组成,是简并的(难以区分).
Principal State of polarization (fast)
中国 广州 2007/9
–内涂层:低模量,柔软,起缓冲作用
–内涂层:高模量,较硬,用于抵御外界压力
•第5页/共59页
5/60
1 光纤的相关知识
• 折射
– 时间上光在两点间沿最短路径传播
中国 广州 2007/9
Light path
n= V/C Glass plate
• 折射率
– 在透明介质中,折射率是光在介质中的传播速度与光在真空中 的传播速度之比
• 光源
– 1960:T. H. Maiman发明红宝石激光器,产生了单色相干光
– 1970:GaAlAs双异质结半导体激光器实现了室温下连续工作,为 光纤通信提供了良好的光源(850nm)
– 80’s:InGaAsP长波长半导体激光器研制成功(1300nm/1550nm)
• 光检测器
– PIN:高频响应好,噪声小 – APD:灵敏度高,噪声较大
相关文档
最新文档