光传输技术基础知识概要
2024版OTN基础知识学习
灵活栅格技术
根据业务需求灵活调整光信号的频谱间隔，提高频谱资源利用率。
2024/1/27
偏振复用技术
利用光的偏振特性实现同一波长上两个正交偏振态信号的复用传输，成倍提高系统容量。
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04
OTN传输性能与指标
2024/1/27
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传输性能参数
光信噪比（OSNR）
衡量光信号在传输过程中的质 量，表示光信号功率与噪声功
研究400G/1T OTN传输技术，提升网络传输 容量和效率，满足日益增长的数据传输需求。
2024/1/27
灵活栅格技术
通过灵活栅格技术，实现OTN网络带宽的灵活分配和 调整，提高网络资源利用率。
高速光电子器件
研发高速、高性能的光电子器件，如高速调制 器、解调器、光放大器等，提升OTN系统性 能。
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2024/1/27
光接收机
将接收到的光信号转换为 电信号，通过光电二极管 实现光电转换。
光电转换效率
衡量光发射机和光接收机 性能的重要指标，高效率 意味着更低的能耗和更高 的信号质量。
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高速信号处理技术
2024/1/27
高速ADC/DAC
01
实现模拟信号与数字信号之间的转换，满足OTN系统对高速信
强大的开销和维护管理能力： OTN提供了和SDH类似的开 销管理能力，OTN光通路层 （OCh）的帧结构大大增强 了该层的数字监视能力。另 外OTN还提供6层嵌套串联连 接监视（TCM）功能，这样 使得OTN组网时，采用端到 端和多个分段同时进行性能 监视的方式成为可能。
5
增强了组网和保护能力：通 过OTN帧结构、ODUk交叉 和多粒度映射的引入，大大 增强了OTN的组网能力，改 变了基于SDHVC-12/VC-4调 度带宽和WDM点到点提供大 容量传送带宽的现状。而采 用前向纠错（FEC）技术，显 著增加了光层传输的距离。
光纤传输技术详解
光纤传输技术原理、传输系统及应用详解随着信息技术的飞速发展，人们期望更快、更可靠的数据传输方式。
光纤传输技术应运而生，作为一种基于光信号传输的高速通信技术，它在现代通信中扮演着至关重要的角色。
本文将为您详细介绍光纤传输技术的原理、组成以及应用优势。
光纤传输技术的原理非常简单而又巧妙。
它利用光的特性进行信号的传输，通过光纤作为传输介质，将电信号转换为光信号，然后使用光纤将光信号传输到目的地，再将光信号转换回电信号。
光的传输特性是光纤传输技术能够实现高速传输的关键。
光是一种电磁波，具有高速传输、容量大和抗干扰性强等优点。
光纤的核心部分是由折射率较高的材料构成，使得光信号在光纤内部发生全反射，保持光信号的传输。
光纤传输系统主要由发光器和接收器两部分构成。
发光器用来将电信号转换成光信号，常见的发光器包括激光器和LED器件。
接收器则将光信号转换回电信号，常使用光电二极管或光电探测器。
发光器和接收器是光纤传输系统中不可或缺的重要组成部分。
光纤传输技术可以采用单模式和多模式两种传输方式。
单模式光纤适用于长距离传输，具有较高的传输速率和较小的衰减。
多模式光纤适用于短距离传输，成本较低。
使用不同波长或频率的光信号进行多路复用技术，可以在同一根光纤上同时传输多个信号流，从而实现更大容量的传输。
光纤传输技术拥有许多突出的应用优势。
首先，它具有高速传输的特点。
光纤传输速度快，最高可以达到光速的70%~90%。
相比传统的铜线传输，光纤传输速度更高，可以满足大数据量传输和高速网络的需求。
其次，光纤传输容量大。
光纤的传输容量较大，可以通过多路复用技术同时传输多个信号流，满足高带宽需求和大规模数据传输。
此外，光纤传输技术抗干扰性强。
光纤传输不受电磁干扰的影响，可以在高电磁干扰环境下稳定传输数据，适用于工业控制和医疗设备等需要可靠传输的应用场景。
最后，光纤传输技术能够实现远距离传输。
单模式光纤传输距离可以达到数十甚至上百公里，多模式光纤传输距离可达几千米，适用于长距离通信和联网应用。
光传输技术基础知识分解
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光纤通信基础—光纤
三、光纤的简单导光原理 2、光在光纤中的传播
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光纤通信基础—光纤
四、光纤的衰耗 光纤的损耗是指光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因引起光功率 的减小。 吸收损耗 本征吸收：光纤材料本身所固有的吸收作用 杂质吸收：光纤中杂质对光的吸收作用 线性散射 光纤损耗
散射损耗 非线性散射
用户的综合 业务引入 集团用户
接入传送层
IDC中心
以太网 专线用户
智能化小区
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同步数字体系
我们前面为大家介绍了光纤，也介绍了光纤传输的简单原理，如果把光 纤比作一条高速公路，要实现有效的传输还需要有高速汽车，以及一系列相 应的交通规则。同步数字体系就是一套这样的“交通系统”。
光传输设备 数字终 端设备 发送端
结构不完善散射 其他衰耗（微弯曲衰耗等）
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光纤通信基础—光纤
五、光纤的色散 色散分为色度色散与偏振模色散两大类。 色度色散简单说就是有光纤传输引起的光脉冲展宽与畸变效应。色度色 散包括三个部分：模式色散、材料色散、波导色散。
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光纤通信基础—传送网络的分层结构
B省 D省 E省 C省 A省
省 际 干 线
• 1976 年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47 dB/km(波长 1.2μ m)。
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光纤通信基础—概论
三、光纤通信优点 1、通信容量巨大 从理论上讲，一根光纤可以同时传输100亿个话路，目前同时传输50万 个话路的试验已经成功，比传统同轴电缆、微波等高出几千乃至几十万倍。 2、中继距离长 光纤具有极低的衰耗系数，配以适当的光发送、光接收设备、光放大器、 前向纠错与RZ编码调制技术等，可使其中继距离达数千公里以上，而传统 电缆只能传送1.5km，微波50km，根本无法与之相比拟。 3、保密性能好 4、适应能力强 具有不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀等优点 5、体积小、重量轻 6、原材料来源丰富、价格低廉
光传输基础知识.
光传输基础知识
光纤的分类 按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤
和色散位移型单模光纤。 常规型：光纤生产长家将光纤传输频率
最佳化在单一波长的光上，如1300μm。 色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输
频率最佳化在两个波长的光上，如： 1300μm和1550μm。
光传输基础知识
光纤的分类
按工作波长分 按光纤的工作波长分类，有短波长光纤、长
波长光纤和超长波长光纤。
常用光纤规格
单模： 8/125μm， 9/125μm， 10/125μm
多模： 50/125μm 欧洲标
准 62.5/125μm 美国标准
工业，医疗和低速网 络： 100/140μm， 200/230μm
塑料光纤： 98/1000μm 用于汽车控制。
光传输基础知识
内部培训资料
光传输基础知识
光纤传输发展 1966年7月，高锟就光纤传输的前景发表
了具有重大历史意义的论文，论文分析了 玻璃纤维损耗大的主要原因，大胆地预言， 只要能设法降低玻璃纤维的杂质，就有可 能使光纤的损耗从每公里1000分贝降低到 20分贝／公里
光传输基础知识
光纤传输发展 1970年，美国康宁玻璃公司的三名科研人
调制误差率MER
1、指平均矢量幅度与误差矢量幅度的有效值的比值，结果用dB表示
光传输基础知识
光纤的结构
光纤的典型结构是多层同轴圆柱体由图31-1所示，自内向外为纤芯、包层及涂覆层。 纤芯和包层合起来构成裸光纤，光纤的光 学及传输特性主要由它决定。涂覆层的作 用是增强光纤的机械强度。
光传输基础知识
光传输基础知识
光传输基础知识
光纤的分类 按传输模式分
光纤通信原理和基础知识
光纤通信原理和基础知识光纤通信是一种利用光纤传输信息的通信技术。
光纤是一种由高纯度玻璃或塑料制成的非导体材料，可以通过内部反射原理传输光信号。
相对于传统的铜线传输，光纤具有更大的带宽、更低的损耗、更长的传输距离和更高的抗干扰能力，因此被广泛应用于现代通信领域。
光纤通信的工作原理基于光的全反射现象。
当光线通过光纤的两侧，并以超过临界角的角度射入光纤中时，光线会在内部完全反射。
这样，光信号就可以沿着光纤进行传输，直到遇到终端设备或者光纤长度超过极限。
光纤通信的基础知识包括以下几个方面：1.光纤的构成：光纤主要由纤芯和包层组成。
纤芯是光信号传输的核心部分，由高纯度玻璃或者塑料制成。
包层是纤芯的保护层，通常由具有低折射率的材料制成，可以减小信号的损耗和干扰。
2.光纤的损耗：光信号在光纤中传输过程中会发生损耗，主要包括衰减损耗和色散损耗。
衰减损耗是光信号强度随着传输距离增加而逐渐减小的现象，通常使用分贝（dB）来表示。
色散损耗是由于光信号的频率不同而引起的，会导致信号失真。
3.光纤的带宽：带宽是指光纤传输信号的能力，通过单位时间内传输的数据量来衡量。
光纤的带宽比铜线更大，可以支持更高速率的数据传输。
4.光纤的连接方式：光纤的连接方式主要有插拔式连接和固定式连接。
插拔式连接通常使用光纤连接器，可以方便地插入和拔出。
固定式连接通常使用光纤接头或者光纤焊接，适用于长期固定的连接。
5.光纤的传输距离：光纤通信可以实现长距离的传输，最远甚至可以达到几百公里。
传输距离的限制主要取决于信号的衰减和光纤的噪声级别。
光传输的基本知识.
光传输的基本知识光纤即为光导纤维的简称。
光纤通讯是以光波为载频，以光导纤维为传输媒介的一种通信方式。
光纤通讯之所以在最近短短的二十年中能得以迅猛的发展，是由于它具有以下的突出优点而决定：1．传输频带宽、通讯容量大。
光载波频率为5X1014 MHz, 光纤的带宽为几千兆赫兹甚至更高。
2．信号损耗低。
目前的实用光纤均采用纯净度很高的石英(SiO2)材料，在光波长为1550nm附近，衰减可降至0.2dB/km,已接近理论极限。
因此，它的中继距离可以很远。
3．不受电磁波干扰。
因为光纤为非金属的介质材料，因此它不受电磁波的干扰。
4．线径细、重量轻。
由于光纤的直径很小，只有0.1mm左右，因此制成光缆后，直径要比电缆细，而且重量也轻。
因此，便于制造多芯光缆。
5．资源丰富。
光纤通讯除了上述优点之外，还有抗化学腐蚀等特点。
当然光纤本身也有缺点，如光纤质地脆、机械强度低；要求比较好的切断、连接技术；分路、耦合比较麻烦等。
1．光纤的分类①按照传输模式来划分：光纤中传播的模式就是光纤中存在的电磁场场形，或者说是光场场形(HE)。
各种场形都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。
各种模式是不连续的离散的。
由于驻波才能在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状的光场，即各种光斑。
若是一个光斑，我们称这种光纤为单模光纤，若为两个以上光斑，我们称之为多模光纤。
◆单模光纤(Single-Mode)单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。
由于完全避免了模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量，长距离的光纤通讯。
单模光纤使用的光波长为1310nm或1550nm。
光在单模光纤中的传输轨迹◆多模光纤(Multi-Mode)在一定的工作波长下(850nm/1300nm)，有多个模式在光纤中传输，这种光纤称之为多模光纤。
由于色散或像差，因此，这种光纤的传输性能较差，频带较窄，传输容量也比较小，距离比较短。
光纤的光传输基础学习知识原理是什么
光纤的光传输原理是什么？1.光纤通信原理——简介光纤通信(Fiber-optic communication)，也作光纤通讯。
光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式，首先将电信号转换成光信号，再透过光纤将光信号进行传递，属于有线通信的一种。
光经过调变后便能携带资讯。
自1980年代起，光纤通讯系统对于电信工业产生了革命性，同时也在数位时代里扮演非常重要的角色。
光纤通信传输容量大，保密性好等优点。
光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。
2.光纤通信原理——组成部分最基本的光纤通信系统由光发信机、光收信机、光纤线路、中继器以及无源器件组成。
其中光发信机负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，光纤线路负责传输信号，而光收信机负责接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。
(1)光发信机----由光源、驱动器和调制器组成，实现电/光转换的光端机。
其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。
(2)光收信机----由光检测器和光放大器组成，实现光/电转换的光端机。
其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端级去。
(3)光纤线路----其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。
(4)中继器----由光检测器、光源和判决再生电路组成。
它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。
(5)无源器件----包括光纤连接器、耦合器等，完成光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合。
3.光纤通信原理光纤通信的原理就是：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，并通过光纤经过光的全反射原理传送;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。
光传输概述
1970年康宁研制出低损失光纤
Corning 的3位科学家Dr.DonalKeck,Dr.Bob Maurer, Dr.Peter Schultz于1970年研制出低 损失光纤.
光纤长度 (米) 29, 损失 (dB/km) 芯直径(微米)
28.1
17, 18.2 3.7(单模)
(Dr.Keck的实验室记录)
•
实用光纤通信系统的发展
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。
•
•
1980 年，美国标准化FT - 3光纤通信系统投入商业应用。
• 1976 年和 1978 年，日本先后进行了速率为34 Mb/s的突变
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。
按照光纤截面折射率分布来分类； 按照光纤中传输模式数的多少来分类； 按照光纤使用的材料来分类； 按照传输的工作波长来分类。
(1) 按光纤截面上折射率分布分类
按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为：
阶跃型光纤(Step-Index Fiber，SIF)和渐变
型光纤(Graded-Index Fiber，GIF。
用户终端 • 现代通信方式示意图 电复接设备
用户 用户 终端 用户 环路 用户 用户 用户 终端 用户 终端
交换设备
交换 设备 电复接 设备 发 送 机
卫星通信
微波通信
光纤通信
移动通信 接 收 机
接入网
用户 环路 交换 设备 电复接 设备
传输系统 传输系统
用户
用户 终端
第二章 传输光路
第一节 光纤
G.655光纤——非零色散位移光纤
光传输的基本原理与应用
光传输的基本原理与应用光传输指的是将光作为信号传输媒介的通信技术。
相较于传统的电信传输技术，光传输具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点，因此在现代通信技术中得到了广泛应用。
本文将简述光传输的基本原理及应用情况。
一、光传输的基本原理光传输的基本原理是利用光的衍射、折射、全反射等物理现象，在光导纤维中传输信息。
光导纤维是一种由高纯度石英玻璃或塑料制成的细长管道，内壁相对完全的反射光线，从而在不增加传播信号噪声、失真和色散等的情况下，将信息传输至接受端。
光在光纤中传输的过程中，因光速几乎接近真空中的光速，折射率也较大，能够容纳更多的信息，速度更快，延迟更少。
因此，与传统的电信传输方式相比，光传输的带宽更高，误码率更低，适合进行大规模数据的传输和高清影音的传送。
二、光传输的应用情况1、通信领域在通信领域中，光传输被广泛应用于电话、互联网、有线电视等领域。
许多电话公司和互联网供应商都在其基础设施中使用光纤传输，以确保数据传输的容量和速度。
由于数字技术的发展和用户对娱乐和在线媒体的需求增加，对更高带宽的要求也日益严格，因此光传输的应用前景更广泛。
2、医疗领域在医疗领域，光传输也得到了广泛应用。
例如，利用纤维束或显微镜进行内窥镜检查，可将医疗设备与手术器械等透过光纤相连，进行非侵入性操作，避免开放性手术带来的创伤和恢复期待遇，提高手术效率和安全性。
3、工业领域在工业领域，光传输已经被广泛应用于制造业、煤炭开采和矿物分类、紫外线照射和激光加工等领域。
例如，在生产加工领域，利用激光技术实现精确切割、钻孔和表面处理等工艺，从而提高工作效率、增强产品质量。
总之，光传输在现代科技中已经扮演了重要的角色。
其广泛应用范围包括了通信、医疗、工业等多个领域。
随着信息技术的发展，光传输将继续发挥其独特的优势，为人类社会的发展带来更多的机遇和挑战。
光传输网络基本知识
SDH的优势
2021/2/4
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SDH的劣势
频带利用率不如PDH系统
指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动 软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的危害
2021/2/4
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帧结构和复用步骤
内容：
STM-N的帧结构和帧各部分的作用 PDH复用进STM-N帧的方式 140M复用进STM-N帧 34M复用进STM-N帧 2M复用进STM-N帧
2021/2/4
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终端复用器—TM
终端复用器——TM 双端口器件，用于端点站。群路端口默认为w 交叉复用功能 作用TU——LU
W
TM
STM-N
140Mb/s 2Mb/s 34Mb/s
注M＜N
STM-M
从高速信号插/分低速信号要一级一级进行 复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输
140Mb/s 解
复 34Mb/s 解
用
复 8Mb/s 用
解 复
用
复 8Mb/s 用
复 34Mb/s 用
140Mb/s 复 用
2021/2/4
2Mb/s
10
PDH的固有缺陷
运行维护功能(OAM)——决定设备维护成本 与信号帧中开销(冗余)字节的数量有关 PCM30/32仅TS0、TS16用于OAM开销，OAM功能弱 线路编码时要加nB冗余码进行性能监控
5
移动网传输系统图
DDF
2Mb/s 2Mb/s
BTS
传输设备
基站
DDF 2Mb/s
MSC
2Mb/s
2Mb/s
传输机房
DDF
2Mb/s 传输设备
DDF
2Mb/s
传输设备
光传输网设备基础知识
强大的交叉能力：128*128 VC4，2016*2016 VC12 丰富的多业务接入：SDH/PDH接口、 ATM接口、FE/GE、POS相关接口等 超强的接入容量：6*STM-16、16*STM-4、40*STM-1、12*GE、64*FE、 64*ATM 155M、24/96* E3/T3、504*E1/T1 完备的保护机制：
2000
2005
2008
2011
一、传输网简介-传输资源管理对象
传输资源数据主要包括： 空间资源数据；业务资源数据；设备资源数据；管线资源数
据、各种关联关系，从资源的区域划分可以分为内线和外线资源 两大部分。
空间资源数 据
区域、局站、楼层、机房等
部分可以 网管采集 ，大量人 工采集获
得
难点 重点
设备资源数 据
将会逐渐使用
1976 1966
90年代初 80年代
98年 容量增加/业务多样化
94年
2002年以后 99年
高锟提出 光传输理论
PDH产品开始 规模使用
SDH逐步成为 传输主力设备
WDM规模建 设，全光网试验
PDH：准同步数字传输系统； WDM：波分复用系统； OXC：光交叉连接系统；
SDH：同步数字传输系统； OADM：光分插复用系统； ASON：智能交换光网络
交叉能力 高阶：16×16 VC4 低阶：1008×1008 VC12
完善保护
PP/MSP/SNCP/共享光纤虚拟路径保护 ET_Ring， ATM-VP_ ring 电源1+1热备份
一、传输网简介-常用MSTP传输设备
Metro 3000 （optix 2500+）系列
MADM+MSTP 全业务、应用广
光传输设备培训基本原理
光信号的放大：通过光放大 器放大光信号
光信号的调制：通过光调制 器对光信号进行调制，改变
其波长、强波分复用技术
原理：将不同波长 的光信号复用到同 一根光纤中传输
优点：提高光纤传 输容量，降低成本
应用：广泛应用于 长途干线、城域网 、数据中心等场景
日常维护和保养措施
定期检查光传输设 备的外观和环境， 确保设备运行正常
定期清洁光传输设 备表面，保持设备 清洁
定期检查光传输设 备的连接线缆和接 口，确保连接正常
定期备份光传输设 备的数据和配置， 确保数据安全
感谢您的观看
汇报人：
优点：抗干扰 能力强，传输 距离远，传输
速率高
应用：光纤通 信、无线通信、 卫星通信等领
域
04 光传输设备应用和发展
应用场景和案例分析
电信运营商：用于传输语音、数据、视频等业务
企业网络：用于企业内部网络和数据中心的连接
广播电视：用于广播电视信号的传输和分发
科研机构：用于科研数据的传输和分析
发展趋势：向更高 速率、更大容量、 更灵活调度的方向 发展
拉曼放大技术
原理：利用拉曼效应，将光信号放大 优点：无需光-电-光转换，降低损耗 应用：长距离光传输系统中，提高信号传输质量 挑战：需要解决非线性效应和噪声问题
光孤子通信技术
光孤子：一种 特殊的光脉冲， 具有稳定的传
播特性
光孤子通信： 利用光孤子进 行通信的技术
操作流程和注意事项
检查设备状态：确保设备正常工作，无故障或异常 操作步骤：按照说明书或操作手册进行，确保每一步都正确无误 注意事项：避免操作不当导致设备损坏或数据丢失，如：避免过度用力、避免接触水或油等 维护保养：定期进行设备维护和保养，确保设备性能稳定，延长使用寿命
第一章 传输基础知识
第一章传输基础知识§1.1传输媒质介绍目前传输网中使用的传输媒质主要是光纤。
本节主要介绍光纤的结构、种类，光纤的特性和指标。
1.光纤的结构和种类光纤是光导纤维的简称，是利用介质分界上光的折射现象，将光线封闭在内部而引导到远距离方向的波导。
光纤的横截面为圆形，最里面的是纤芯，沿纤芯向外依次是包层、一次涂覆层和二次涂覆层。
光纤的种类：按照传输的模数分单模光纤（SM）和多模光纤(MM)。
单模光纤的纤芯直径为1－10um，包层的直径为125um；多模光纤的直径为50－70um，包层直径为125um。
按照光纤的折射率来分有突变型（SI）和渐变型(GI)两种，突变型光纤纤芯的折射率为常数，而渐变型光纤纤芯的折射率按照一定规律变化分布。
2.光纤的主要指标光纤的特性指标有光纤损耗和色散。
光纤损耗是指光纤对光波强度产生的衰耗，光纤衰耗的单位是dB/Km，表示每单位公里光纤长度对光强的衰减。
色散是由于光纤中光信号的不同频率成分或不同模式在光纤中传播时，由于速度的不同而使得传播时间不同，因而造成光信号的不同频率成分或不同模式到达光纤终端的有先有后，造成光波畸变的一种现象。
色散的单位是ps/Km.nm,指由单位长度（1Km）的光纤和在光源的单位谱线宽度（1nm）作用下产生的群时延差。
光信号在光纤中传输的距离要受到色散和损耗的限制。
色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间干扰降低信号质量。
当码间干扰使传输性能劣化到一定程度（例BER大于10-3）时，则无法进行正常通信。
损耗使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降，当光功率下降到一定程度时，也无法进行正常通信。
3．光纤传输中的3个工作“窗口”光纤有三个低损耗窗口：分别是850nm窗口、1310nm窗口、1550nm窗口。
其中850nm 窗口只用于多模传输，用于单模传输的窗口只有1310nm和1550nm两个波长窗口。
1310nm窗口称之为零色散窗口，光信号在此窗口传输色散最小。
光传输技术介绍
光传输技术分类:
• 同步光纤网(Synchronous Optical Network，SONET） 和同步数字系列（Synchronous Digital Hierarchy， SDH)
• 准同步数字系列（Plesiochronous Digital Hierarchy ， PDH)
• 波分复用技术（Wavelength Division Multiplex， WDM）ຫໍສະໝຸດ 光纤是如何导向光信号的呢？
• 目前有线电视系统使用的光纤是圆柱体的光纤， 它由光纤圆柱体和包层组成，是石英玻璃材料。包 层起着把光严密地封闭在光纤内的作用，保护纤芯， 增强光纤本身的强度。而纤芯的作用是传输光信号。 纤芯和包层虽然都是石英玻璃材料生产而成，但在 生产时对两者的掺杂成份有区别，因而导致了所产 生的折射率大小不同(纤芯为1.463~ 1.467，包层为 1.45~1.46)，当然也与所采用的材料不同有关。当 激光器发射的光源进入纤芯后，光入射到包层界面 时，只要入射角大于临界角，就会在纤芯内产生全 反射，光不会漏射到包层中，这样聚入到纤芯内的 光信号就会不间断地传播下去，直到导向光接收机 为止。这个过程就是光信号在光纤中传输的基理。
始终以光的形式存在的网络系统。也就是说，信
息从源节点到目的节点的传输过程中始终在光域
内，波长成为全光网络的最基本积木单元。由于
全光网络中的信号传输全部在光域内进行，因此，
全光网络具有对信号的透明性，它通过波长选择
器件实现路由选择。全光网络以其良好的透明性、
波长路由特性、兼容和可扩展性，成为下一代高
速（超高速）宽带网络的首选。
• 密集波分复用技术（Dense Wavelength Division Multiplex，DWDM）
【科普】学习光纤传输相关的基础知识
【科普】学习光纤传输相关的基础知识对于光信号的传输，光纤就是少不了的元素。
那么光纤到底设计到哪些内容呢，且看本文的详细说明。
光纤通信的优点●通信容量大●中继距离长●不受电磁干扰●资源丰富●光纤重量轻、体积小光通信发展简史2000多年前烽火台——灯光、旗语1880年光电话——无线光通信1970年光纤通信●1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。
●1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续工作的半导体激光器。
●1970年康宁公司的卡普隆(Kapron) 之作出损耗为20dB/km光纤。
●1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。
电磁波谱通信波段划分及相应传输媒介光的折射/反射和全反射因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。
而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。
当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。
不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。
光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
反射率分布：表征光学材料的一个重要参数是折射率，用N表示，真空中的光速C与材料中光速V之比就是材料的折射率。
N＝C/V光纤通信用的石英玻璃的折射率约为1.5光通信的发展过程光的基本知识光纤结构光纤裸纤一般分为三层：第一层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为9-10μm,(单模）50或62.5（多模）。
第二层：中间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm）。
第三层：最外是加强用的树脂涂层。
1)纤芯 core：折射率较高，用来传送光；2)包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；3)保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。
3mm光缆橘色 MM 多模黄色 SM 单模光纤的尺寸外径一般为125um(一根头发平均100um)内径：单模9um 多模50/62.5um数值孔径入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。
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同步数字体系—复用与映射
二、我国规范的SDH复用与映射结构
×N STM-N AUG
×1 AU-4 VC-4 ×3 TUG-3 ×1 ×7 TUG-2 ×3 TU-12 VC-12 C-12 2048kbit/s TU-3 VC-3 C-3 34368kbit/s C-4 139264kbit/s
STM-M
注：M＜N
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140Mbit/s
同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 （2）SDH设备的种类—再生中继器（REG） 再生中继器设在网络的中间局站，目的是延长传输距离，但不能上、下 电路，REG是双端口器件，只有两个线路端口。
w STM-N REG
e STM-N
20
同步数字体系—SDH概论
7
光纤通信基础—光纤
三、光纤的简单导光原理 2、光在光纤中的传播
8
光纤通信基础—光纤
四、光纤的衰耗 光纤的损耗是指光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因引起光功率 的减小。 吸收损耗 本征吸收：光纤材料本身所固有的吸收作用 杂质吸收：光纤中杂质对光的吸收作用 线性散射 光纤损耗
散射损耗 非线性散射
汇聚层 2.5/10G SDH
接入层 155M SDH
② 线路：光缆、管道、杆路等
……
622M SDH
BTS …… BTS
BTS
……
BTS
1
光纤通信基础—概论
一、光纤通信概念 利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
发 射 信 息 源 电 发 射 机 电信号 输入 光 发 射 机
基本光纤传输系统 光纤线路 光 接 收 机
4
光纤通信基础—光纤
一、光纤的构造 光纤呈圆柱形，主要由纤芯、包层二大部分组成。
外皮
包层
纤芯
1、纤芯：位于光纤的中心部位，成分为高纯度的二氧 化硅，掺有极少量掺杂剂。 2、包层：位于纤芯的周围，其成分也是含有极少量掺 杂剂的高纯度二氧化硅。 3、涂覆层：光纤的最外层，由丙烯酸酯、硅橡胶和尼 龙组成。
15
同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 （1）SDH的等级 等级 STM-1 速率（Mb/s） 155.52 含2M电路数量 63 语音话路容量 1890
STM-4
STM-16 STM-64 STM-256
622.08
2488.32 9953.28 3981312
252
1008 4032 16128
接 收 电 接 收 机 电信号 输出 信 息 宿
光信号 输出
光信号 输入
数字光纤通信系统方框图
2
光纤通信基础—概论
二、光纤通信发展简史
• 1966年，英籍华裔学者高锟指出了利用光纤(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。
• 1970 年，光纤研制取得了重大突破。美国康宁(Corning)公司就研制成功损 耗20 dB/km的石英光纤。 • 1973 年，美国贝尔(Bell)实验室取得了更大成绩，光纤损耗降低到 2.5dB/km。
三、SDH概况 （2）SDH设备的种类—数字交叉连接设备（DXC） 数字交叉连接设备完成的主要是STM-N信号的交叉连接功能，它是一个 多端口器件，它实际上相当于一个交叉矩阵，完成各个信号间的交叉连接，
出线：n 等效为 m D XC n 入线：m
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同步数字体系—帧结构
一、帧结构的组成 （1）信息净负荷（payload）： 在STM-N帧结构中存放将由STM-N传送的各种信息码块的地方。信息净 负荷区相当于STM-N这辆运货车的车箱，车箱内装载的货物就是经过打包 的低速信号——待运输的货物。为了实时监测货物（打包的低速信号）在传 输过程中是否有损坏，在将低速信号打包的过程中加入了监控开销字节—— 通道开销（POH）字节。
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同步数字体系—帧结构
一、帧结构的组成 （2）段开销（SOH）： 为了保证信息净负荷正常、灵活传送所必须附加的供网络运行、管理和维 护（OAM）使用的字节。例如段开销可进行对STM-N这辆运货车中的所有 货物在运输中是否有损坏进行监控，而POH的作用是当车上有货物损坏时 ，通过它来判定具体是哪一件货物出现损坏。 当然，SOH和POH还有一些管理功能。 段开销又分为再生段开销（RSOH）和复用段开销（MSOH），分别对相 应的段层进行监控。 通道开销又分为高阶通道开销（HP-POH）和低阶通道开销（LP-POH） 。
光传输设备 数字终 端设备 发送端
信息
光 端 机 发 送 端
光纤
光 端 机 接 收 端
光传输设备 数字终 端设备 接收端
信息
光纤通信系统框图
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同步数字体系—SDH概论
一、SDH的产生 1、PDH的缺点 （1）没有国际统一的数字速率标准
（2）没有国际统一的光接口规范
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同步数字体系—SDH概论
一、SDH的产生 1、PDH的缺点 （3）上下电缆成本高，结构复杂
ADM STM- N
DXC STM- N
DXC STM- n
TM
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同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 （2）SDH设备的种类—终端复用器（TM） 终端复用器用在网络的终端站点上，例如一条链的两个端点上，它是一 个双端口器件。
W TM STM-N
140Mbit/s 2Mbit/s 34Mbit/s STM-M
指针处理 复用 定位校准 映射
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同步数字体系—帧结构
一、帧结构的组成 （3）管理单元指针（AU-PTR）： AU-PTR是用来指示信息净负荷的第一个字节在STM-N帧内的准确位置的 指示符，以便收端能根据这个位置指示符的值（指针值）正确分离信息净负 荷。
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同步数字体系—帧结构
二、SDH信号的传输 SDH帧结构虽然是块状，但是在传输时依然是以串行码流形式，即按从左 到右，由上而下的顺序进行。 ITU-T规定对于任何级别的STM-N帧，帧频是8000帧/秒，也就是帧长或 帧周期为恒定的125μs。ห้องสมุดไป่ตู้
结构不完善散射 其他衰耗（微弯曲衰耗等）
9
光纤通信基础—光纤
五、光纤的色散 色散分为色度色散与偏振模色散两大类。 色度色散简单说就是有光纤传输引起的光脉冲展宽与畸变效应。色度色 散包括三个部分：模式色散、材料色散、波导色散。
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同步数字体系
我们前面为大家介绍了光纤，也介绍了光纤传输的简单原理，如果把光 纤比作一条高速公路，要实现有效的传输还需要有高速汽车，以及一系列相 应的交通规则。同步数字体系就是一套这样的“交通系统”。
7560
30240 120960 483840
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同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 （2）SDH设备的种类 SDH设备可以分为4种：终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生器 (REG)和数字交叉连接设备(DXC)。
TM
TM
DXC
STM- N
DXC
STMN
ADM
STM- n
STM- N STM- N STM- N
• 1976 年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47 dB/km(波长 1.2μ m)。
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光纤通信基础—概论
三、光纤通信优点 1、通信容量巨大 从理论上讲，一根光纤可以同时传输100亿个话路，目前同时传输50万 个话路的试验已经成功，比传统同轴电缆、微波等高出几千乃至几十万倍。 2、中继距离长 光纤具有极低的衰耗系数，配以适当的光发送、光接收设备、光放大器、 前向纠错与RZ编码调制技术等，可使其中继距离达数千公里以上，而传统 电缆只能传送1.5km，微波50km，根本无法与之相比拟。 3、保密性能好 4、适应能力强 具有不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀等优点 5、体积小、重量轻 6、原材料来源丰富、价格低廉
光纤通信基础—概论
BSC MSC MSC BSC BSC
核心层 10G SDH
BSC
MSC
MSC
• 通信系统（传输系统）作用：为需 要进行信息交互的设备之间提供信 息传递的通道。 广义：连接各种终端设备和交换设 备之间的通道； 狭义：包括传输设备和传输线路。 ① 设备：如MSTP设备、光电收发器 等；
一、SDH的产生 2、SDH的产生 上述PDH的缺点要想在原有的技术体制和框架内予以解决，几乎是不 可能的。 1988~1990年，ITU-T通过了关于SDH的9个标准，1992~1996年又相 继通过了5个，至此在国际范围内就SDH的硬件与软件达成了一致协议。
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同步数字体系—SDH概论
二、SDH的特点 （1）速率统一 在SDH帧结构中既可以包含2Mb/s数字体系的各种子速率信号，如2Mb/s ，34Mb/s和140Mb/s；也可以包含1.5Mb/s数字体系的各种子速率信号，如 1.5Mb/s，6.3Mb/s ，45Mb/s和100Mb/s等。 目前SDH有5个标准化的STM等级，即STM-1/4/16/64/256 （2）光接口规范 （3）灵活的分插复用 （4）具有强大的运行、管理、维护与指配能力 （5）组网较灵活、网络的安全性与生存性强 （6）兼容性好 SDH不仅可以向前兼容已有的PDH各种速率信号，而且还可以向后兼容 未来的许多新业务信号，如ATM信元、FDDI信元等。
注：M＜N
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同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 （2）SDH设备的种类—分插复用器（ADM） 分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处，例如链的中间结点或环上 结点，是SDH网上使用最多、最重要的一种网元，它是一个三端口的器件 。
STM-N
w ADM
e STM-N
2Mbit/s 34Mbit/s
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光纤通信基础—光纤