光纤通信第一章：光传输系统设备安装(设备介绍)
一章光纤通信概述ppt课件
由于光纤具备一系列优点，所以广泛应用于公用 通信、有线电视图像传输、计算机、空航、航天、船 舰内的通信控制、电力及铁道通信交通控制信号、核 电站通信、油田、炼油厂、矿井等区域内的通信
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图1-1电磁波波谱图
1.11 光纤通信使用波段
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第一章：光纤通信概述
1.1 光纤传输系统的基本组成
光纤通信：以光导纤维（光纤）为传输媒 质，以光波为载波，实现信息传输。
光纤传输系统的基本组成
光发射机
光源
光调制器
已调光 光纤线路
信号
调制电信号
基带处理
光接收机
光检测器 解调电信号 基带处理
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基带电信号
基带电信号
1.1 光纤传输系统的基本组成
第三阶段（1986年～），全面深入开展新技术研究，实现 了1.55 μm单模光纤通信系统（SDH） ，速率达2.5~10Gb/s, 无中继距离为100～150km；2019年后，研发波分复用光纤 2020/4/通26 信系统，每波长传输速率10或40G及光波网络。
1.9 光纤通信的特点与应用
传输容量很大：2.5G～10G/波长；每光纤采用波分复用
1.4 光纤传输特性
传输损耗：由材料吸收和杂质散射等因素引起有 三个低损耗窗口：（1）0.85μm附近，损耗2~4dB/km;（2）
1.31 μm附近，损耗约0.5dB/km;（3）1.55 μm附近，损耗约0.2dB/km。
色散（Dispersion）：一般包括材料色散、模式色 散、波导色散等，引起接收的信号脉冲展宽，从 而限制了信息传输速率。
光纤通信原理ppt课件教学教程
1.3
传输频带宽，通信容量大。 中继距离远。 抗电磁干扰能力强，无串话。 光纤细，光缆轻。 资源丰富，节约有色金属和能源。 均衡容易。 经济效益好。 抗腐蚀、不怕潮湿。
发展前景十分广阔。
1.2
我国古代使用的烽火台就是大气光通信的最好例子。后来的手旗、 灯光甚至交通红绿灯等均可划入光通信的范畴。
近代光通信的雏形可追朔到1880年Bell发明的光电话。 但通信光电话未能像其它电通信方式那样得到发展。
1966年英籍华人高琨博士提出光导纤维的概念在全世界范 围内掀起了发展光纤通信的高潮。
第五代光波通信系统的研究与发展也经历了20多年历程， 已取得突破性进展。它基于光纤非线性压缩抵消光纤色散 展宽的新概念产生的光孤子，实现光脉冲信号保形传输。
从通信网来看
第一代为纯电信网
第二代通信网仅仅是用光纤代替铜线，使通信网的性能得到了某 种改善，而网络的拓扑骨架基本上之前的模式，光波通信的潜力 尚未完全发挥。
第一章：光纤通信概述
1.1什么是光纤通信 1.2光纤通信的发展史 1.3光纤通信的特点 1.4光纤通信系统的组成 1.5光纤通信的发展趋势
1.1什么是光纤通信
利用光导纤维传输光波信号的通信方式，称为光纤通信。 光纤通信是工作在近红外区，其波长是0.8～1.8μm，对应的频 率为167～375THz。 光纤通信技术的发展十分迅速，已经起到了举足轻重的地位，
1.4光纤通信系统的组成
光纤通信系统中文教材PPT文档共149页
第一章 绪 论
通信系统将信息从一个地方传送到另一个地方，距离可能是几米，也可能是几万公里。要 传送的信息通常被电磁波携带，其频率在几兆赫兹到几百太（1012）赫兹。光通信系统采用电磁 波谱中可见光或近红外区域的高频电磁波（约 100THz），为了与载波频率在 1GHz 量级的微波通 信系统相区分，通常称其为光波通信系统。光纤通信系统就是利用光纤进行光传输的通信系统， 自 1980 年以来在世界上得到广泛应用，使电信技术发生了根本变革。光波技术与微电子技术一 起并称为信息时代的基石。本讲义将全面阐述光纤通信系统，重点讲解光纤通信系统的理论基础， 工程技术方面的问题也作了简要讨论。本章将介绍光纤通信的发展史以及一些基本概念和背景知 识。1.1 节介绍光纤通信的发展史，1.2 节介绍了光纤通信系统的基本组成及其优缺点，1.3 节介 绍了模拟和数字信号、信道复用、调制格式、同步数字体系和异步转移模式等一些基本概念。
为 8×2.5Gbit/s 速率的实用化 OADM 和 4×4 的实用化 OXC，于 2000 年完成这些开发工作并连成 试验网，检验自愈环和保护恢复功能。IP over WDM 帧结构和试验平台的研究工作也已经开始， 为二十一世纪光纤通信研发工作打基础的 4×2.5Gbit/sOTDM 实验模型的研究工作也同时进行。 以宽带光纤传送网为目标的下一代光网络的研究已全面展开。
1
率的 SDH 系统技术，民族电信企业开发的 SDH 产品销售额已超过 10 亿元，初步形成了具有自 主知识产权的 SDH 产品。
波分复用系统的开发可以说是我国光纤通信系统开发的第三个阶段，研究工作是从 1993 年 开始的，863 计划立项支持北大、清华进行 4x622Mbit/sWDM 系统的研制研究成果用于广州—— 深圳 WDM 工程上，构成一个 4x2.5Gbit/s 系统。在 863 计划的继续支持下，武汉邮科院与邮电 五所分别与高校合作，于 1998 年完成了 8X2.5Gbit/sWDM 系统的开发，并先后应用在济南—— 青岛和广州——汕头干线工程中，目前正在安排开发 16X10Gbit/s 系统。与 WDM 系统一道开发 的还有合波器、分波器、色散补偿用光纤光栅、符合 DWDM 波长标准的激光器、掺饵光纤放大 器、非零色散位移光纤等，上述开发工作的完成，为我国 WDM 产业打下基础。在安排开发更大 容量 WDM 系统的同时，863 计划又安排了开发基于波分复用的光分插复用器 OADM 和光叉连 接设备 OXC，在 1998 年 OADM 与 OXC 实验模型成果的基础上，着手开发具有 6 端口每一端口
(完整版)光纤通信基本知识
一、光纤通信的基本知识（一）光纤通信的概念1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。
结果使观众们大吃一惊。
人们看到，放光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。
这些现象引起了丁达尔的注意，经过他的研究，发现这是由于全反射的作用，由于水等介质密度由于比周围的物质（如空气）大，即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回水中。
表面上看，光好像在水流中弯曲前进。
后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝──玻璃纤维，当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。
由于这种纤维能够用来传输光线，所以称它为光导纤维。
（视频）光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。
（视频）（二）光纤通信的发展光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。
采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信。
中国光纤通信已进入实用阶段。
（三）光纤通信的优缺点1、光纤通信的优点现代通信网的三大支柱是光纤通信、卫星通信和无线电通信，而其中光纤通信是主体，这是因为光纤通信本身具有许多突出的优点：①频带宽，通信容量大。
光纤可利用的带宽约为50000GHz，1987年投入使用的1.7Gb/s光纤通信系统，一对光纤能同时传输24192路电话，2.4Gb/s系统，能同时传输30000多路电话。
频带宽，对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。
光传输设备介绍
光传输设备介绍1. 引言随着通信技术的发展，光纤通信已成为现代通信的核心。
光传输设备是光纤通信系统中的重要组成部分，它负责将光信号从发送端传输到接收端。
本文将介绍光传输设备的基本原理、分类以及应用领域。
2. 光传输设备的基本原理光传输设备基于光纤通信系统的基本原理工作。
光传输设备将电信号转换为光信号，通过光纤传输，再将光信号转换为电信号。
2.1 发送端光传输设备的发送端将电信号转换为光信号。
这一过程称为光电转换。
发送端包括以下几个主要组件：•光源：用于产生光信号的光源，常见的光源包括激光器和LED。
•调制器：用于调制光源产生的连续波信号，将其转换为携带信息的光脉冲信号。
2.2 光纤传输光传输设备通过光纤将光信号传输到接收端。
光纤是一种利用光波在介质中传播的特性进行信号传输的技术。
2.3 接收端光传输设备的接收端将光信号转换为电信号。
这一过程称为光电转换。
接收端包括以下几个主要组件：•探测器：用于接收光信号，并将其转换为电信号。
•放大器：用于放大电信号，以提高信号的传输质量和距离。
3. 光传输设备的分类根据不同的应用需求，光传输设备可以分为不同的类型。
以下是几种常见的光传输设备：3.1 发光二极管（LED）发光二极管是一种常见的光源，其优点是价格便宜、功耗低。
然而，由于发光二极管的频谱宽度较宽，带宽较窄，因此在高速数据传输方面的应用受到一定的限制。
3.2 激光器激光器是一种高强度、高聚束度和窄带宽的光源。
激光器具有较高的频谱纯度和功率密度，适用于高速数据传输和远距离传输。
3.3 光放大器光放大器是一种用于放大光信号的设备。
它可以提高光信号的传输质量和距离。
光放大器通常被用于光纤通信系统的中继站点。
3.4 光开关光开关是一种用于控制光信号传输路径的设备。
它可以实现光信号的快速切换和选择，适用于多光源系统和光网络的路由功能。
4. 光传输设备的应用领域光传输设备在许多领域都有广泛的应用。
以下是几个主要的应用领域：4.1 通信领域光传输设备在通信领域中起着关键作用。
光纤通信系统 第一章 概述
制造中造成强度下降的原因
（1）预制棒在制造中可能存在杂质和气泡，会 转移到光纤中。由于杂质的膨胀系数与周围玻 璃不同，可能导致裂纹，造成强度的下降；气 泡对强度的影响将更大。 （2）拉丝过程中，拉丝炉的温度稳定性、周围环 境中的粉尘及拉丝卷绕等有可能使光纤表面出 现划痕、裂纹等机械损伤，影响光纤的强度。 环境中的水分等有害物质将对光纤造成腐蚀， 使光纤表面的裂纹扩展，降低光纤强度。
光纤简介
光纤通信的发展概况
光纤通信的主要特点
光纤通信系统的基本组成（重点）
光纤通信要解决的基本问题
一、光纤简介
光纤结构
光纤材料
玻璃光纤
塑料光纤
专用光纤（氟化物光纤，光敏光纤等）
光纤的制造
目前通信用光纤主要是以石英玻璃 （SiO2）为主的石英光纤。 制造光纤流程：
涂覆和套塑流程
光纤预制棒生产企业有五家：长飞、法尔 胜光子、烽火通信、杭州富通和特恩弛，5 家企业的生产能力是2000万公里／年。 光纤拉丝生产企业有19家：长飞、上海光 纤、南京华新藤仓、深圳特发、成都中住、 杭州富通、法尔胜光子、西古、烽火通信、 天大天财、特恩弛、亨通阿尔法、中天科 技、华伦光纤、富春江、上海华源、山东 太平洋、海南韩国三星、海南睿丰，这19 家企业的生产能力是3500万公里／年。
衰减、色散对脉冲的影响示意
3. 非线性效应
光波间或光波与其中传输的材料之间 的相互作用，从而对光信号产生影响。能 引起噪声和串扰。
光缆
1. 要求： 避免受到破坏力 防止光纤传输特性的劣化 易于操作 2. 构造: 缆芯，加强元件，护层
缆芯 缆芯由光纤的芯数决定，有单芯、多 芯。 多芯光缆要对光纤进行着色以便于识 别。 为防止气体和水分子浸入， 光纤中应 具有各种防潮层并填充油膏。
1 FTTH基础知识及主要设备简介
GPON
zFSAN提出，ITU-T标 准化 G.984.x zATM、GEM封装 z技术复杂，成本略高 z标准仍在完善 z已试商用和小规模部署
封装协议不同
22
PON网络中的光分路器
23
PON网络的光纤分路技术
两 种 常 用 的 无 源 光 分 路 器
光波导型
熔锥型 内 熔锥型ODN ODN的 的内 部 构成 部构成
20
PON系统由局端设备（光线路终端OLT）、无源光分配网络ODN和用户
ODN定界
¨
光分配网（ODN）位于 PON网络中OLT侧S/R参 考点和ONU侧R/S参考 点之间。
¨
ODN： 光纤/光缆； 光分路器； 光连接器，包括活动连 接器和冷接子； 光配线架； 接头盒/分歧接头盒。 光交接箱
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光纤的结构
护套 n 包层
N 纤芯
包层 纤芯
N > n包层 纤芯 N 纤芯 > n 包层
¾ 光纤由纤芯和包层组成 ¾ 纤芯的折射率高于包层的折射率(通过对光纤掺 杂杂质，光纤的折射率改变了)
9
光纤传输原理—全反射
入射 θ1 θ3 反射 入射 θ1 折射
纤芯n1
θ2 折射
纤芯n1 包层n2 n1<n2
FTTCab（光纤 到交接箱）
以光纤替换传统 （骨干）馈线电 缆，ONU部署在交 接箱即FP点处， ONU下采用其他介 质接入到用户。
FTTB（光纤到楼 宇/分纤盒）
ONU部署在传统的分纤 盒（用户引入点）即 DP点（DP distribution point分配点），ONU 下采用其他介质接入用 户。
发送单元 传输单元 接收单元
电E/光O转换
光传输网设备基础知识
光传输网设备基础知识pptx xx年xx月xx日contents •光传输网概述•光传输网设备介绍•光传输网技术原理•光传输网设备安装与维护•光传输网发展趋势与挑战•光传输网应用场景与案例分析目录01光传输网概述定义：光传输网是一种使用光信号进行长距离数据传输的通信网络，它以光纤为传输介质，以光信号为信息载体。
特点传输距离远：光纤传输不受电磁辐射干扰，传输距离远，适合长距离传输。
传输速度快：光纤传输带宽宽，传输速率高，适合高速数据传输。
传输容量大：光纤传输具有较高的多路复用能力，能够实现大容量的数据传输。
安全性高：光纤传输具有较好的保密性能，能够保护数据安全。
定义与特点03支持多样化的通信业务光传输网能够支持各种不同的通信业务，如语音、视频、数据等，满足不同领域的需求。
光传输网的重要性01实现高速、大容量、远距离的数据传输光传输网具有高速、大容量、远距离的传输特点，能够满足不断增长的数据传输需求。
02促进通信网络的发展光传输网是现代通信网络的基础设施，对通信网络的发展起着关键的推动作用。
光传输网的发展可以追溯到20世纪70年代，当时光纤技术开始出现，逐渐应用于数据传输领域。
此后，光传输技术不断发展，经历了模拟信号、数字信号、DWDM（密集波分复用）等不同阶段。
发展随着技术的不断进步，光传输网的传输速率、传输距离和传输容量不断提高。
目前，光传输网已经广泛应用于电信、广电、铁路、军事等领域，成为现代通信网络的核心组成部分。
同时，光传输网还在不断发展和演进，如5G通信网络的建设和推广、全光网络的研究和应用等。
历史光传输网的历史与发展VS02光传输网设备介绍OTN设备定义光传送网（OTN）设备是一种将光信号进行封装、复用、传输和解复用的设备，它基于光波长作为单位进行划分和管理。
OTN设备OTN设备功能OTN设备可以实现光波长的复用和解复用、光信号的调制和解调制、光信号的传输和路由选择等功能。
OTN设备组成OTN设备主要由光信号处理模块、光波长复用和解复用模块、光信号调制和解调制模块、光信号传输和路由选择模块等组成。
第1章光纤通信概述
500路x40Gb/s=20Tb/s
0.3dB 0.2dB
近乎无限的带宽（没有光纤就没有当今的信息高 速公路) 低损耗（<0.2dB/km)，（传输距离远） 无电磁干扰，信号传输质量高，保密性好 耐化学腐蚀 光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设； 低价 （光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰 富，并节约了大量有色金属）
2020年5月11日8时3分
高速宽带DWDM光传输的容量潜力
2020年5月11日8时3分
什么是光纤通信？
通信系统：将信息从一处传到另一处的全部技术设备和信 道（传输媒介）的总和。
无线通信：微波、卫星…… 传输媒介
有线通信: 铜线电缆、光纤光缆
光纤通信：利用光纤光缆传输光波信号的通信方式。 优点：价格便宜，线路损耗低、频带宽。是现代通信网的 骨干。
2020年5月11日8时3分
频段 电力、电话 划分
传 输 介 质
无线电、电视
微波
AM无线电 FM无线电 卫星/微波
同轴电缆 双铰线
红外
可见光
光纤
107 106 105 104 103 102 101 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6
自由空间波长，m
2020年5月11日8时3分
电磁频谱：电磁波的波长范围
2020年5月11日8时3分
1960年，大气光波通信
图1.2 红宝石激光器[美国梅曼(Maiman)，1960]
光纤通信课件第一章
1970-1980年代
光纤通信技术的初步商业化，长距离 光纤通信系统开始建设。
光纤通信的应用领域
电信网络
电力通信
轨道交通
光纤通信是现代电信网 络的核心技术，用于语 音、数据和视频传输。
光纤通信用于智能电网、 变电站自动化等电力系
统的通信。
光纤通信用于列车控制 系统、信号传输和视频
监控等。
物联网
光纤通信支持物联网设 备的互联互通，实现远
光的干涉与衍射
光的波动性表现为干涉和衍射现象，这是光波特有的性质。干涉是指两束或多束 相干光波在空间某些区域相遇时，相互叠加产生加强或减弱的现象；衍射是指光 波在传播过程中遇到障碍物时，绕过障碍物继续向前传播的现象。
光纤的结构与制造
光纤结构
光纤由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。纤芯是光纤传输光信号的部分，包层 用于保护纤芯并起到光信号的限制作用，涂覆层起到保护光纤不受外界环境影 响的作用。
随着互联网和云计算的快速发展，数据传 输需求不断增加，超高速光纤通信技术应 运而生。该技术通过采用先进的调制解调 技术和信号处理算法，提高了数据传输速 率和传输距离，同时降低了传输成本。
光子集成与光电子集成技术
总结词
光子集成与光电子集成技术是实现小型化、 高效化光纤通信系统的关键技术。
详细描述
光子集成和光电子集成技术通过将多个光器 件集成在一个芯片上，实现了小型化和高效 化的光纤通信系统。这种技术可以降低系统 的复杂性和成本，提高系统的可靠性和稳定 性，是未来光纤通信发展的重要方向之一。
光量子通信技术
总结词
光量子通信技术利用量子力学原理实现信息 传输，具有高度安全性、可靠性和保密性。
详细描述
光量子通信技术利用量子态的不可复制性和 量子纠缠等原理，实现了高度安全、可靠和 保密的信息传输。这种技术可以应用于军事 、政府、金融等领域，具有广阔的应用前景
光传输网络项目一光传输网络设备安装与调试课件
预防性维护
根据设备制造商的推荐， 定期进行预防性维护，如 清理风扇、更换滤网等。
设备升级与改造
评估现有设备性能
根据业务需求和技术发展，评估现有设备的性能是否满足未来需 求。
制定升级或改造方案
根据评估结果，制定设备升级或改造的方案，包括选购新设备、淘 汰旧设备等。
日常维护保养
每日检查设备运行状态
检查设备是否正常工作，是否有异常 声音或指示灯。
备份重要数据
对设备中的重要数据进行备份，以防 数据丢失。
清洁设备表面
保持设备清洁，防止灰尘和污垢影响 设备散热和正常运行。
定期检查与维修
定期检查设备硬件
对设备的电源、线缆、接 口等进行检查，确保没有 松动或损坏。
软件更新与升级
02
光传输网络采用光波作为信息载 体，利用光纤作为传输介质，具 有传输容量大、传输距离远、传 输损耗低、抗电磁干扰等优点。
光传输网络发展历程
20世纪70年代
20世纪80年代
光纤技术开始出现，光传输实验系统逐步 建立。
光传输系统开始商业化应用，主要应用于 长途通信领域。
20世纪90年代
21世纪初
光传输网络技术快速发展，逐渐形成了骨 干网、城域网和接入网等不同层次的网络 结构。
案例二
要点一
总结词
突发、故障定位准确、快速恢复
要点二
详细描述
某运营商的光传输网络在日常运行过程中突然出现故障， 导致部分地区通信中断。为尽快恢复通信，运营商立即启 动应急响应机制，组织技术团队进行故障排查。通过对告 警信息、性能指标等数据的分析，技术团队快速准确地定 位了故障原因，并制定了有效的处理方案。经过紧张的抢 修工作，通信得以快速恢复，保障了用户正常通信需求。
《光纤通信概述》PPT课件 (2)
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§1-3 光纤通信系统的基本组成与应用
一、光纤通信系统的基本组成 光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光
波以达到通信的目的。其基本组成如下：
光放大器
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§1-3 光纤通信系统的基本组成与应用
1. 信道（光纤线路） 完成光信号（携带信息）的传输，由光纤/光缆、
5. 光孤子通信；
6. 光纤放大器；
7. 全光通信（两个含义）。
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§1-4 光纤通信的新发展
2021年，单根光纤每秒106或101兆兆位（美国和日 本），每秒钟传输时长三个月的高清电视视频，165公 里，380个激光器发送光脉冲。
单路速率不断提升， 已达到10、20、40Gb/s
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思考题
➢光纤通信最早在哪一年、由谁提出? ➢光纤通信的里程碑事件有哪些？ ➢光纤通信有哪些优点? ➢光纤的通信的发展阶段？ ➢光纤通信系统由哪几部分组成？简述各部分作用。
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光纤接头、光纤连接器组成，其中光纤具有两个重 要的特性参数：损耗和色散。
0.85µm的约2dB/km，1.31µm的约0.5dB/km， 1.55µm的约0.2dB/km。 2. 光发射机
功能：完成电信号→光信号的转换，并把光信 号流耦合进光纤进行传输；由光源、驱动电路以及 其他辅助电路组成。核心部件：LED或LD光源。 通过电信号对光源的调制实现电光转换。
1. optisys/optisystem：光通讯系统、放大器仿真软 件包；
2. Fiber-CAD；
3. Attolight：光纤光栅设计软件；
4. Optigrating：光纤、波导光栅仿真设计软件；
情景一：光传输系统设备安装(光纤通信基础知识)
光纤通信应用
构成Internet 广域网
构成Internet 局域网
综合业务 光纤接入网
光纤通 信应用
有线电视网的 干线和分配网
通信网
光纤通信典型应用
作 为 校 园 骨 干 传 输 网
光纤通信典型应用
光 纤 接 入 互 联 网
光纤通信的优点
容许频带很宽， 损耗很小，中继距离很长且误码率很小 重量轻、体积小 抗电磁干扰性能好 泄漏小， 节约金属材料，有利于资源合理使用
光纤通信系统
P5
典型光纤通信系统的原理框图
模拟信号 模数转换
光纤传输系统
数模转换 模拟信号
信 源
电 端 机
光 发 射 机
光纤
光 接 收 机
电 端 机
信 宿
电信号 输入
光信号 输出
光信号 输入
电信号 输出
发送端把信息进行模/数转换，用转换后的数字信号去 调制光发射机中的光源器件，输出携带信息的光波，光波 经光纤传输后达到接收端，光接收机把数字信号从光波中 检测出来送到电端机，电端机进行数/模转换，恢复原来的 信息。
分类 加强构件 结构特征 护套 外护层
光缆型式
分类代号 GY──通信用室（野）外光缆 G J──通信用室（局）内光缆 GH──通信用海底光缆
钻石 2.42
光纤导光原理
菲涅耳定律： θ1 入射角
n1sin θ1 = n2sin θ2 ， θ1 = θ3
θ3
n1
θ1
n2
θ2
n1<n2
光纤导光原理
光纤中光波的传输原理-全反射之光纤 传输。
n1> n2
折射率 折射率n1
θ1
入射光
光纤通信
SiCl4 + O2 → SiO2 + 2Cl2 ↑
GeCl4 + O2 → GeO2 + 2Cl2 ↑ 其成中法，。SiO2 是石英，这就是化学合
原料SiCl4可以是气化的液体，它比 固体容易提纯，故制作超纯石英不 宜把固体天然石英提纯而宁可采用 化学合成法。
熔炼工艺有很多种，这里仅以改良 的化学气相沉积法(MCVD)来说明 熔炼过程。
色散位移光纤：G.653
截止波长位移光纤： G.654
非零色散位移光纤：G.655
色散平坦光纤
色散补偿光纤
光纤
通信 G.651，多模渐变型（GIF）光纤（或称梯 度光纤），它在光纤通信发展的初期广泛 应用于中小容量，中短距离的通信系统；
G.652 常规单模光纤，或称非色散位移光 纤，是第一代单模光纤，其特点是在波长 1310nm色散为零，系统的传输距离只受损 耗的限制，但1310nm处损耗不是最小值 （0.4dB/km）。光纤工作在1550nm窗口衰 减小，且具有EDFA供选用，但其在 1550nm窗口色散大，不利于高速系统的长 距离传输。
如果色散为零，四波混频的干扰十分严重， 如果有微量色散，四波混频反而减小。为 此，科学家研究了非零色散光纤。
光纤
通信 G.655光纤的特点是有效面积大，零色散波长不 在1550nm，而在1525nm或1585nm。在1550nm 有微量色散，其值大到足以抑制密集波分复用系 统的四波混频效应，小到允许信道传输速率达到 10Gb/s以上。它具有常规单模光纤和色散移位光 纤的优点，是最新一代的单模光纤。光纤工作在 1550nm窗口衰减小、色散低，大大减小四波混 频效应，故其可用于远距离、波分复用、孤子传 输高速系统中，实现超大容量超长距离的通信。
光纤通信课件第一章
驱动电路 电信号输入
光源
调制器
通道耦合器 光输出
结构参数：发送功率，dbm概念
p(dBm) 10 lg p(mv) 1(mv )
传输系统
• 现代通信方式示意图
信息
信息 信息 信息
用户 终端
用户 环路
用户 终端
用户 终端
用户 终端
用户 环路
交换
电复接
发
设信备 息指设用备 户要求送机 传送
的语音、图像、数据
以及它们的各种组合
交换 设备
电复接 设备
接 收
机
卫星通信
微波通信 光纤通信 移动通信
传输系统
用户终端• 现代通信方式示电意复图接设备
型多模光纤通信系统， 以及速率为100 Mb/s的渐变型多模光纤通 信系统的试验。
• 1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。
• 随后，由美、日、 英、法发起的第一条横跨大西洋 TAT-8
海底光缆通信系统于1988年建成。
• 第一条横跨太平洋 TPC-3/HAW-4 海底光缆通信系统于
1989年建成。从此，海底光缆通信系统的建设得到了全面展开， 促进了全球通信网的发展。
目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质，光纤通信系统 将成为未来国家信息基础设施的支柱。
在许多发达国家，生产光纤通信产品的行业已在国民经济 中占重要地位。
光纤通信整体发展时间表
(Gb/s•Km
100000
系 10000 统 性 1000 能
100
10 ）
1
1.55μm 相干检测 1.55μm 直接检测
1.1.3
1976年美国在亚特兰大进行的现场试验，标志着光纤通信 从基础研究发展到了商业应用的新阶段。
光纤通信SDH光传输设备.
项目一 SDH传输网的构建1. 光纤通信概述1）光纤通信的概念光纤通信是以光纤作为传输介质，以光波作为信息载体的通信方式（即在发射端把信息调制到光波上，通过光纤把调制后的光波信号传送到接收端；接收端经过光／电转换和解调以后，从光波信号中分离出传输的信息）。
2）光纤通信系统的组成光纤通信系统主要由光发送设备、光接收设备、光传送设备（光纤、光缆、中继器）组成。
3）光纤通信系统的特点（1）传输频带宽，通信容量大。
（2）中继距离远。
（3）抗电磁干扰能力强，无串话。
（4）光纤和光缆的重量轻，体积小。
（5）制造光纤和光缆的资源丰富，可节省有色金属和能源。
（6）均衡容易。
（7）经济效益好。
（8）抗腐蚀、防潮性好。
4）当前光纤通信的发展现状光传输网络在通信网中用于信息的“搬运”。
目前光纤通信中最常采用的调制方式是直接强度调制，光纤通信的三个低损耗窗口依次为850nm、1310nm、1550nm，光纤通信系统早已完成PDH向SDH的过渡，光纤通信系统的传输速率进一步提高，SDH+DWDM已成为提高光纤通信系统传输速率和实现“光纤到户”的主要方式。
2．PDH、SDH、WDM简介1）PDH：在进行复接时，如传输设备的各支路码位不同步，在复接前必须调整各支路码速，使之严格相等，这样的复接系列就称为准同步数字复接系列即PDH。
国际上主要有两大PDH复接系列：即日本／北美的PCM基群24路/1.5M系列，中国／西欧的PCM基群30/32/2M系列。
我国PDH复接系列的常见速率等级如下：（1）基群（一次群）：30个中继话路，速率为2Mb/s即2.048Mb/s。
（2）二次群：120个中继话路，速率为8Mb/s即8.448Mb/s。
（3）三次群：480个中继话路，速率为34 Mb/s即34.368Mb/s。
（4）四次群：1920个中继话路，速率为140Mb/s 即139.264Mb/s。
2）SDH：在进行复接时，若传输设备的各支路码位是同步的，只需将各支路码元直接在时间上压缩、移相后进行复接就行了，这样的复接系列就称为同步数字复接系列即SDH。
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系统构成
IU
Cross-connect Unit
IU
IU
X42
IU
SCC
Timing Unit
OHP Unit
STG
OHP2
SCB
OptiX 155/622H
OptiX 155/622H OptiX 155/622H的支路单元 的支路单元
• 1、4/8×E1的SP1S/SP1D板； • 2、16×E1的SP2板； • 3、16/32/48×E1的PD2S/PD2D/PD2T 板； • 4、4/8×E1/T1的SM1S/SM1D板； • 5、16/32/48×E1/T1的 PM2S/PM2D/PM2T板； • 6、8×E1 高性能HP2板； • 7、多路音频数据接入板TDA； • 8、1~3路E3/T3的PL3板。
IU3 B
IU2 IU4 SCB
IU1 A
155/622H接线区 接线区
ETN
RUN
RALM
YALM
FANALM
POWER
电源1 电源 电源2 电源
RST ALM OUT INⅠ Ⅰ INⅡ Ⅱ OUTⅠ Ⅰ OUTⅡ Ⅱ
PHONE
AUI
RS232-1 RS232-2 RS232-3
ETHERNET
OptiX 155/622H
线路单元
OptiX 155/622H的线路单元 的线路单元 1、1路STM-1光接口板：OI2S 、 路 光接口板： 光接口板 2、2路STM-1光接口板：OI2D 、 路 光接口板： 光接口板 3、1路STM-1单纤双向光接口 左边)板 3、1路STM-1单纤双向光接口(左边)板：SB2L 单纤双向光接口(左边 4、1路STM-1单纤双向光接口 右边 板：SB2R 、 路 单纤双向光接口(右边 单纤双向光接口 右边)板 5、2路STM-1单纤双向光接口板：SB2D 、 路 单纤双向光接口板： 单纤双向光接口板 6、1路STM-4光接口板：OI4 、 路 光接口板： 光接口板
2个外部时钟 个外部时钟 源从何处输入？ 源从何处输入？ 时钟跟踪由哪 块单板完成？ 块单板完成？
STG
• Sync—los：当前时钟源切换到下 ： 一级时钟源上
– 1、正确设定同步源级别，否则造成 、正确设定同步源级别， Sync-LOS同步时钟丢失 同步时钟丢失 – 2、检查当前时钟源的提取路径 、
OptiX 155/622H
155/622H前后面板 前后面板
告警切除开关
ETN：以太网指示灯 ： RUN：运行灯 ： RALM：严重告警灯 ： YALM：一般告警灯 ： FANALM：风扇告警灯 ：
155/622H的IU板位 的 板位
IU1：光接口板位，OI2/OI4/SB2 ：光接口板位， IU2，IU3：光/电接口板位，OI2/OI4/SB2，SP1/SP2/SM1/HP2/PL3 ， 电接口板位， ： 电接口板位 ， IU3：环境监控，EMU ：环境监控， IU4：电接口板位，PD2/PM2/TDA ：电接口板位， SCB：系统控制板位，X42、SCC、STG、OHP2 ：系统控制板位， 、 、 、 A：防尘网,电源滤波板，POI ：防尘网 电源滤波板 电源滤波板， B：风扇板位，FAN ：风扇板位，
SP1S板 板
SP1S板由右至左依次引出 个2M接口。 板由右至左依次引出8个 接口 接口。 板由右至左依次引出 应用： 板位。 应用：IU2、IU3板位。 、 板位 参数：根据板上的跳线以决定2M接口的阻抗是 欧还是120欧。 接口的阻抗是75欧还是 参数：根据板上的跳线以决定 接口的阻抗是 欧还是 欧
155/622H的IU板位 的 板位
左图为一块OI2D， 光接 ， 左图为一块 口 为 SC/PC ， 每 个 光 口 由一发一收共两个接口 组成 。 习惯上我们称左 边的光口为西光口 ， 右 边的光口为东光口。 边的光口为东光口。
OI2板的功能 板的功能
1. 光/电及电 光转换功能。 电及电/光转换功能 电及电 光转换功能。 2. 所有再生段、复用段开销字节的处理，此外还完 所有再生段、复用段开销字节的处理， 成再生段、 成再生段、复用段和高阶通道的告警处理和维护 功能。 功能。 3. 指针处理。本板可实现高阶指针和低阶指针的处 指针处理。 理。 4. 通信功能。完成与主控板的实时通信，实现主控 通信功能。完成与主控板的实时通信， 板对本板的配置、告警处理和性能维护。 板对本板的配置、告警处理和性能维护。
主从方式工作： 主从方式工作： 主站（外接时钟、内置时钟） 主站（外接时钟、内置时钟） 从站（线路跟踪） 从站（线路跟踪）
STG • 时钟板工作模式
– ①正常工作模式——跟踪模式 正常工作模式 跟踪模式 – ②保持工作模式——最长能保持 保持工作模式 最长能保持 24小时 小时 – ③自由振荡： 自由振荡：
TU-AIS
TU-AIS：全“1”码，说明通道不可用。 ： 码 说明通道不可用。
原因： 原因： 1、 与配置有关，时隙配置、业务方向配置 、 与配置有关，时隙配置、 2、 光路严重告警R-LOS，AU-AIS下插 、 光路严重告警 ， 下插 3 、上游传来
PS
在单向通道环下： 在单向通道环下：
支路板选收、交叉板并发， 支路板选收、交叉板并发，实现业务保 护功能。 当业务发生倒换时， 告警 护功能 。 当业务发生倒换时 ， PS告警 出现在支路板上。 出现在支路板上。
OptiX 155/622H
SCB板 板
主控 SCC 与各单板的通信与控制 接入1路公务电话， 提供数据通信接口
交叉 X42
业务调配的核心
SCB板 板
公务OHP2 公务
提供工作时钟
时钟STG 时钟
四个单元的功能 • X42：交叉矩阵可灵活配置，支持 ×16 VC－4 ：交叉矩阵可灵活配置，支持16× － 级别的交叉功能。 在VC－12级别的交叉功能。 － 级别的交叉功能 • SCC：与本网元的各单板通信，完成单板配置， ：与本网元的各单板通信，完成单板配置， 性能、告警数据采集、倒换控制、 性能、告警数据采集、倒换控制、实现主控与各 单板的信息交换。提供网管接口， 单板的信息交换。提供网管接口，利用以太网口 实现网元与传输网络管理。 实现网元与传输网络管理。 • STG：完成同步源的选择及报告时钟状况，能进 ：完成同步源的选择及报告时钟状况， 行自动保护倒换及时钟记忆保持。 行自动保护倒换及时钟记忆保持。 • OHP：开销处理板。与普通话机相连，利用开销 ：开销处理板。与普通话机相连， 字节实现网元之间的公务电话联络， 字节实现网元之间的公务电话联络，支持各种网 具有选址呼叫、群呼、会议电话等功能。 络，具有选址呼叫、群呼、会议电话等功能。
OI2板光模块指示 板光模块指示
光 光光 光光
发光 发发发 准 准准 (dBm) -15～-8 ～
发光 发 发率 光 值(dBm) -12.0
光接 接接 接 发准准 准 (dBm) < -25
光 接接 接接 设 设率 光值 (dBm) -32
距 距率 光值 (Km) 1
I-1多多 多 1310 S-1.1单多 单 1310 L-1.1单多 单 1310 L-1.2单多 单 1550
IU1(11)、IU2(12)、IU3(13) IU1(11)、IU2(12)、IU3(13) IU2(2)、IU3(3) IU4(4) SCB(9) SCB(15) SCB(17) SCB(18)
OptiX 155/622H
环境监控板EMU 环境监控板
环境监控板EMU 环境监控板
• 2路电压监测 路电压监测 • 设备工作温度监测 • 开关量信号输入 输出 开关量信号输入/输出 • 串行通信
跟踪 b a c b 自由振荡 d
a：所有基准源丢失 ： b：基准源恢复 ： c：保持数据用完 ： d：所有基准源从配置中删除 ：
保持
155/622H时钟源 时钟源
• 同一时刻，OptiX 155/622H设备最多 同一时刻， 设备最多 有14路外同步时钟源和一个内置时钟源 路外同步时钟源和一个内置时钟源 可供选择。 可供选择。 • 14个外同步时钟源包括 个线路时钟源 个外同步时钟源包括6个线路时钟源 个外同步时钟源包括 个外部时钟源和6个支路时钟源 、2个外部时钟源和 个支路时钟源。 个外部时钟源和 个支路时钟源。
网元ID 网元
网 元 ID ： 物 理 设 备 的唯一标识符。 的唯一标识符。 IP 地 址 是 网 元 用 于 TCP/IP 通 信 的 ， 不 能用于唯一标识网 元
ON S5 ON S3 ON S2
IP缺省为 缺省为129.9.0.ID。 缺省为 。
OFF 2
1
OFF 2
1
OFF 8
7
6 5
4 3
支路板的功能
1.实现 实现2Mbit/s信号到 信号到VC4的映射和解 实现 信号到 的映射和解 映射。 映射。 2.提供 欧姆接口和 提供75欧姆接口和 欧姆接口。 提供 欧姆接口和120欧姆接口。 欧姆接口 3.通过网管设置通道保护功能。 通过网管设置通道保护功能。 通过网管设置通道保护功能 4.提供支路内环回和外环回测试。 提供支路内环回和外环回测试。 提供支路内环回和外环回测试
• LTI：表示当前时钟源直接切换到内 ： 置时钟源上检查当前时钟源的提取 路径
STG
IU3 B
IU2 IU4 SCB
IU1 A
单单单
说说
允允 允允 允允 （ 单 板）
OI2 OI4 SP1 PD2 X42 STG SCC OHP2
155M光光光单 622M光光光单 2M电光光单 2M电光光单
交 交单 时 时单 主 主单 开 开单
-15～-8 ～
-12.0
< -28
-32
30
-5 ～ 0