光纤通信基础知识培训
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光通讯基础知识
SDH的光缆数字线路系统
局间链路又分为长距离(再生段距离为40km以上)和短距离(再生段距离为15km左右).
第1行 2 3 4 5 6 7 8 9
RSOH
AU PTR
MSOH
9列
261列
净荷（含POH）
SDH的帧结构
分支 分支 --- --- 分支组装 分支取出 POH插入 POH提取 通道层 MSOH MSOH 插入 提取 复用层 RSOH RSOH RSOH 插入 提取/插入 提取 再生层 光接口 光接口 光接口 物理层 终端 再生器 终端
在一根光纤中同时传输几个不同波长的光信号。 复用器是将若干不同波长的光信号分开或合并的器件，有熔锥型、棱镜色散型、光栅色散型、干涉滤光型等。
光纤
复 用 器
复 用 器
光波分复用（WDM）
光频分复用（OFDM）
当波分复用的光载波间隔变窄到小于1nm时，就是光频分复用；而间隔大于1nm时，称为密集波分复用（DWDM）
光纤的分类
按传输模式：
多模光纤和单模光纤
按材料：
石英光纤、塑料光纤等 几种新型光纤：色散位移光纤（DSF）、非零色散光纤（NZDF）、色散平坦光纤（DFF）、色散补偿光纤（DCF）等
按工作波长：
按折射率分布：
阶跃（突变）型(SI)和梯度（渐变）型(GI)
短波长（850nm) 长波长（1310nm、1550nm）
AU3 VC3 x7 C3
x7 TUG2 TU2 VC2 C2
x1
x3 TU12 VC12 C12
x4 TU11 VC11 C11
指针调整
SDH的承载业务
再生段 再生段 再生段 复用段 通道
SDH的系统组成
光纤通信原理及基础知识
t D • Δ PMD= pmd * LΛ0.5
•
PMD Link
y=
1
n
n k 1
x
2 k
1 2
• PMDQ :99.99% probability of 100000 y
光纤的基本参数
光纤的光学及传输特性参数之一------偏振模色散受限的最大理 论传输距离
偏振模色散受限的最大理论传输距离
光纤的通信原理及基础知识
第一章 光纤通信的基本原理 第二章 光纤的基本结构和分类 第三章 光纤的基本参数 第四章 光纤的制造方法
第一章 光纤、光缆的基本知识
§1.1 光纤通信的基本原理
信号 处理
发送端
光波导
信号 处理
接收端
光纤通信的基本原理
频谱分配
电磁波谱
低频
高频
微波
直流电
LW MW KW UKW dm cm
微观弯曲损耗：是指光纤受到不均匀应力的作
用，光纤轴产生的微小不规则弯曲所引入的附加损耗。
光纤的基本参数
参数典型值 光纤的光学及传输特性参数之一------
• 模场直径： • 衰减系数：
• 色散系数：
• 偏振模色散：
• 截止波长： • 弯曲损耗：
•1310nm: 8-10m; 1550nm: 9-11m
包层(SiO2+F )掺氟二氧化硅
125 µm
标准单模光纤
标准梯度折射率分布多模光纤
涂层(acrylic) 250 µm
涂层 250 µm
涂层
力学影响的防护
塑料光纤
涂层 1000 µm
光纤的基本结构和分类
光纤的分类
按材料分类：
光通讯基础知识与产品知识培训
2.4 PD TO座 最常见的PD TO底座为肖特的TO46底座。下边为肖特一款TO46座的外形图：
二，光电组件 目前的光组件的有TOSA、ROSA、BOSA、Triplexer、蝶形封装光组件等。
TOSA内部结构图
ROSA内部结构图
BOSA内部结构图
Triplexer内部结构图
蝶形封装内部结构图
3，单片集成
这种方案是采用有源层对接生长技术，在同一衬底上生长激光器，探测器和光波导，集成度更高，封装成本更低。
谢 谢！！
01.
非球透镜TO的耦合效率是最高的，但是我们平常用的最多的7.5焦距非球透镜却不是耦合效率最高的一种。 非球TO的耦合效率和TO帽的关系曲线如图：
1.2 LD TO座 最常见的LD TO底座为肖特的TO56底座。下边为肖特一款TO56座的外形图：
由此看出非球TO的最大理论耦合效率-2.5dB（56%），此时TO的焦距约为f=1.27（LD芯片距TO底座位置）+3.97-2.27（透镜尺寸）+0.8(L1)+6（L2）=9.02
b)力的预防
03
c) 电的预防
a）热的预防
01
第二大部分：产品基础知识
TO LD TO LD TO主要材料为TO帽、TO座、LD芯片、背光PD芯片等。
1.1 LD TO帽
普通球帽的耦合效率大概在10%左右，焦距在6.3mm左右；大球帽的耦合效率大概在15%左右，焦距在6.5mm左右；非球帽的耦合效率大概在35%左右，目前常用的焦距为7.5mm。
单击此处添加大标题内容
三，光电产品的基本参数 1，激光器件的最大额定值 储存温度（Tstg） 器件不工作状态下的最高环境温度。 工作温度（Top） 器件工作状态下的最大管壳温度。 正向电流（If） 可以施加到器件上不引起器件损坏的最大连续正向电流。 反向电压（Vr） 可以施加到器件上不引起器件损坏的最大反向电压。 背光PD反向电压（Vd） 可以施加到背光PD上不引起器件损坏的最大反向电压。
光通信培训课件
偏振复用技术
偏振复用原理
利用光的偏振态不同，将多个独立信号在同一波长上进行复用，提高传输速率和 容量。
偏振复用技术分类
包括偏振复用直接调制和偏振复用外调制两种方式。
前向纠错技术
前向纠错原理
在发送端对数据进行一定的编码处理，在接收端对接收到的数据进行解码处理，从而纠正传输过程中可能出现的 错误。
前向纠错技术分类
案例四：智慧城市中的光传输技术应用
总结词
详细描述
智慧城市对于光传输技术的需求主要体现在 城市管理和公共服务方面。通过使用光纤和 无线相结合的方式，智慧城市可以实现更高 效、更智能和更便捷的数据传输。
在智慧城市中，光传输技术被广泛应用于城 市管理和公共服务领域。例如，通过使用光 纤传感器和高速光模块，智慧城市可以实现 实时监控和管理城市的交通、公共安全和环 境质量等方面的问题。同时，光纤的无线通 信网络也可以为市民提供高速、便捷的网络
将电信号转换为光信号，通过改变光源的 发光强度或相位来实现。
驱动电路
发送模块
为光源提供合适的偏置和调制电流，以控 制光信号的幅度和相位。
将电信号转换为光信号，并进行电光转换 、调制、发送等操作。
光接收机
01
光检测器
将接收到的光信号转换为电信号 。
限幅放大器
进一步放大电信号，并消除噪声 干扰。
03
02
案例三：电力通信网中的光传输技术应用
总结词
电力通信网对于光传输技术的需求主要体现在高可靠性和安全性方面。通过使用光纤和光器件，电力通信网可以 实现更稳定、更可靠和更安全的数据传输。
详细描述
在电力通信网中，光传输技术被广泛应用于电力线路和变电站之间的互联。通过使用光纤和光器件，电力通信网 可以实现高速、大容量的数据传输，满足电力通信网对于高可靠性和安全性的需求。另外，光纤的物理特性也使 得电力通信网在遭受自然灾害或其他干扰因素时能够保持相对稳定的数据传输服务。
光纤基础知识培训内容
光学基础知识培训内容一、目标：1.1了解相关光学基础知识，认识所接触/采购产品的名称内容及型号。
确保公司所采购产品的性能完好，稳定产品的质量且能满足客的要求。
二、光学基础知识2.1 1962年美籍华人高锟向全世界第一次提出光通讯概念，并拉出了第一条可进行信息数据传播的光纤。
2.1.1光是一种波长从零点几毫米到大约零点一微米甚至更短波长范围内的电磁波。
2.1.2波长小于390nm的光称为紫光，波长大于760nm的光称为红外光，我们日常生活中可见光的波长范围是390nm-760nm。
红橙黄绿青蓝紫红光波长最长，频率最低紫光波长最短，频率最高2.1.3在光通信系统中以850nm、1310nm、1550nm三种波长通过光纤时所产生的损耗最小。
2.2 光纤规格：2.2.1光纤由折射较高的纤芯和折率较低的包层组成，纤芯和包层的主体材料是：石英玻璃。
2.2.2 按在光纤中的传播模式光纤又可分为单模光纤（SM）多模光纤（MM）。
2.2.2.1单模光纤的模间色散小，适用于远程通讯。
但存在材料色散和波导色散，正常情况下在波长1310nm时其材料色散和波导色散一为正，一为负，且加总色散为零。
2.2.2.2多模光纤的模间色散较大，限制了传输数字信号的频率，并会随距离的增加而更加严重，例：600MB/KM光纤在2KM时只有300MB带宽了。
2.2.3常用光纤的纤芯和包层规格有：单模：8/125u,9/125u,10/125u, 多模：50/125u,62.5/125u。
2.2.4光纤的传播窗口：2.2.4.1早期的光纤通信系统传输所用的是多模光纤，其工作波长是850nm，这是光纤传播的第一工作窗口。
2.2.4.2 1983年出现非色散位移单模光纤（传码：G.652）其工作波长在1310nm附近，这是光纤传播的第二个工作窗口。
2.2.4.2.1 G..652光纤在1310nm处色散为零，光损耗系数典型值为<0.35db/km。
2024年光纤通信培训资料
光纤交换机
一种高速的网络传输中继设备，以光纤作为传输介质，具有传输速 度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点。
光端机
将光信号转换为电信号或将电信号转换为光信号的设备，常用于光 纤通信系统的发送端和接收端。
光纤接入网技术
1 2 3
无源光网络（PON）
一种点到多点的光纤接入网技术，由光线路终端 （OLT）、光分配网（ODN）和光网络单元（ ONU）组成。
04
光纤通信网络规划与设计
网络拓扑结构设计
星型拓扑
所有节点都直接连接到中 心节点，具有高可靠性和 易于管理的特点。
环型拓扑
节点之间形成一个闭环， 数据在环中单向或双向传 输，具有较高的传输效率 和较低的维护成本。
网状拓扑
节点之间有多条路径相连 ，具有极高的可靠性和灵 活性，但建设和维护成本 较高。
光纤断裂
检查光纤连接处是否松动或断裂，如有断裂需更换光纤。
信号衰减
检查光发射机和光接收机的性能，以及光纤传输过程中的损耗，调 整设备参数或更换设备。
通信故障
检查光纤通信系统的各个组成部分，包括光源、光检测器、光纤等 ，确定故障点并进行修复。
成功案例分享与经验交流
案例一
某运营商成功应用光纤通信技术，实现了高速、稳定的数据传输，提高了网络质量和用户 体验。
光纤传输原理
利用全反射原理，使光在光纤内 不断反射并向前传播，从而实现 信息的传输。
光纤结构及类型
光纤结构
光纤主要由纤芯、包层和涂覆层三部分组成，其中纤芯用于 传输光信号，包层用于将光信号封闭在纤芯内，涂覆层则用 于保护光纤。
光纤类型
根据传输模式的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。单 模光纤只传输一种模式的光，适用于长距离、大容量的通信 ；多模光纤则可传输多种模式的光，适用于短距离、小容量 的通信。
一种高速的网络传输中继设备，以光纤作为传输介质，具有传输速 度快、传输距离远、抗干扰能力强等优点。
光端机
将光信号转换为电信号或将电信号转换为光信号的设备，常用于光 纤通信系统的发送端和接收端。
光纤接入网技术
1 2 3
无源光网络（PON）
一种点到多点的光纤接入网技术，由光线路终端 （OLT）、光分配网（ODN）和光网络单元（ ONU）组成。
04
光纤通信网络规划与设计
网络拓扑结构设计
星型拓扑
所有节点都直接连接到中 心节点，具有高可靠性和 易于管理的特点。
环型拓扑
节点之间形成一个闭环， 数据在环中单向或双向传 输，具有较高的传输效率 和较低的维护成本。
网状拓扑
节点之间有多条路径相连 ，具有极高的可靠性和灵 活性，但建设和维护成本 较高。
光纤断裂
检查光纤连接处是否松动或断裂，如有断裂需更换光纤。
信号衰减
检查光发射机和光接收机的性能，以及光纤传输过程中的损耗，调 整设备参数或更换设备。
通信故障
检查光纤通信系统的各个组成部分，包括光源、光检测器、光纤等 ，确定故障点并进行修复。
成功案例分享与经验交流
案例一
某运营商成功应用光纤通信技术，实现了高速、稳定的数据传输，提高了网络质量和用户 体验。
光纤传输原理
利用全反射原理，使光在光纤内 不断反射并向前传播，从而实现 信息的传输。
光纤结构及类型
光纤结构
光纤主要由纤芯、包层和涂覆层三部分组成，其中纤芯用于 传输光信号，包层用于将光信号封闭在纤芯内，涂覆层则用 于保护光纤。
光纤类型
根据传输模式的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。单 模光纤只传输一种模式的光，适用于长距离、大容量的通信 ；多模光纤则可传输多种模式的光，适用于短距离、小容量 的通信。
通信基础培训-通信教程之光纤通信
9
第二节 光纤通信的特点
在光纤的数字传输系统中，有两种数字传输系列：
PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy）“准同步数字系列”（较早 运用）
SDH（Synchronous Digital Hierarchy）“同步数字系列”（环网型， 可自动愈合，为目前多见）
具体传输速率如下：
5
第一节 光纤通信发展简史
注：到了现在，激光器的使用寿命已在100,000小时以上，光纤的典型 传输窗口与损耗为：
1550nm窗口损耗0.18dB/KM 1310nm窗口损耗0.35dB/KM
在光纤通信中，我们常常会提到传输窗口的概念，大家知道，任何波长 的光都可以在光纤中传输，而某几个波长的光在光纤中的传输损耗低于其它 波长的光在光纤中的传输损耗，这几个特定的波长就是我们所说的传输窗口， 目前最常用的传输窗口就是在上面所提到的850nm，1310nm以及1550nm。
1974年，光纤衰减降低到了2dB/km。
1980年，光纤衰减低达0.2dB/km（在1.55μm长波长低衰减窗口），接 近理论值。这样，使得长距离的光纤通信成为可能。
并且，由于提纯工艺的不断改进，使光纤的传输窗口从0.85μm的短波 长窗口移到1.3μm、1.55μm的长波长低衰减窗口。
在1976年后，各种实用的光纤通信系统陆续出现。在1980年，世界许 多国家都研制成商用的光纤通信系统。从此，光纤通信大踏步地走入了商用 时期。
1966年，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的通信光导纤维（简称光纤）。
而当时世界上最优良的光学玻璃的衰减达1000dB/km左右。
4
第一节 光纤通信发展简史
第二节 光纤通信的特点
在光纤的数字传输系统中，有两种数字传输系列：
PDH（Plesiochronous Digital Hierarchy）“准同步数字系列”（较早 运用）
SDH（Synchronous Digital Hierarchy）“同步数字系列”（环网型， 可自动愈合，为目前多见）
具体传输速率如下：
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第一节 光纤通信发展简史
注：到了现在，激光器的使用寿命已在100,000小时以上，光纤的典型 传输窗口与损耗为：
1550nm窗口损耗0.18dB/KM 1310nm窗口损耗0.35dB/KM
在光纤通信中，我们常常会提到传输窗口的概念，大家知道，任何波长 的光都可以在光纤中传输，而某几个波长的光在光纤中的传输损耗低于其它 波长的光在光纤中的传输损耗，这几个特定的波长就是我们所说的传输窗口， 目前最常用的传输窗口就是在上面所提到的850nm，1310nm以及1550nm。
1974年，光纤衰减降低到了2dB/km。
1980年，光纤衰减低达0.2dB/km（在1.55μm长波长低衰减窗口），接 近理论值。这样，使得长距离的光纤通信成为可能。
并且，由于提纯工艺的不断改进，使光纤的传输窗口从0.85μm的短波 长窗口移到1.3μm、1.55μm的长波长低衰减窗口。
在1976年后，各种实用的光纤通信系统陆续出现。在1980年，世界许 多国家都研制成商用的光纤通信系统。从此，光纤通信大踏步地走入了商用 时期。
1966年，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的通信光导纤维（简称光纤）。
而当时世界上最优良的光学玻璃的衰减达1000dB/km左右。
4
第一节 光纤通信发展简史
光通讯基本知识与理论培训
年降低到1.1dB/km。 • 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1.2μm)。 • 在以后的 10 年中，波长为1.55 μm的光纤损耗： 1979 年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986 年是0.154 dB/km，
光纤通讯基本理论知识培训教材
1
一、基本对数公式： 1. lg(a*b)=lga+lgb 2. lg(a/b)=lga-lgb 3. lgan=n*lga 4. ac=b logab=c 5. log10a 可以简写成 lga
二、mw与 dBm的换算公式
P0（dBm）=10lg（P0/1mw）（mw）
纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。
包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。
设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件 是n1>n2。
20
纤 芯 包 层 涂敷层
尺寸规格：
单模光纤纤芯直径：8~10µm 多模光纤纤芯直径：50µm /62.5 µm 包层直径：125µm
18
衰减（dB/km）
6
5
第一窗口
4
3
2
1
0。4 0。2
C 波段
1525~1565nm 第二窗口
第三窗口
0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.57 1.62
波长——λ（μm）
L波段
普通单模光纤的衰减随波长变化示意图
19
光纤结构
光纤（Optical Fiber）主要是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆 柱形细丝，最外面的涂敷层主要起机械保护作用。
长1.2μm)。 • 在以后的 10 年中，波长为1.55 μm的光纤损耗： 1979 年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986 年是0.154 dB/km，
光纤通讯基本理论知识培训教材
1
一、基本对数公式： 1. lg(a*b)=lga+lgb 2. lg(a/b)=lga-lgb 3. lgan=n*lga 4. ac=b logab=c 5. log10a 可以简写成 lga
二、mw与 dBm的换算公式
P0（dBm）=10lg（P0/1mw）（mw）
纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。
包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。
设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件 是n1>n2。
20
纤 芯 包 层 涂敷层
尺寸规格：
单模光纤纤芯直径：8~10µm 多模光纤纤芯直径：50µm /62.5 µm 包层直径：125µm
18
衰减（dB/km）
6
5
第一窗口
4
3
2
1
0。4 0。2
C 波段
1525~1565nm 第二窗口
第三窗口
0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.57 1.62
波长——λ（μm）
L波段
普通单模光纤的衰减随波长变化示意图
19
光纤结构
光纤（Optical Fiber）主要是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆 柱形细丝，最外面的涂敷层主要起机械保护作用。
光纤通信基础知识
若光纤损耗在长度上是均匀的，将计算出单位长度的损耗，称之为损耗常数：
a（λ）= A（λ）/L(dB/Km)。
按工程习惯,将光纤的损耗、损耗常数统称损耗，用符号a表示。单位可用长度损耗dB和单位长度损耗dB/Km两种表示。光纤产生损耗的原因很多，从材料、熔炼、拉丝、套塑到施工、运行的每一个环节都将产生损耗。其类型有固有损耗、外部损耗和应用损耗等。固有损耗：来源于石英玻璃材料本身的缺陷和所含杂质，尤其和OH基的反应。固有损耗重要包括杂质吸收、固有吸收和瑞利散射等。外部损耗：主要是幅射损耗。它与光纤拉制工艺、涂层、成缆方式、结构工艺等有关。应用损耗：施工安装和使用运行中造成的损耗称之为应用损耗。
光缆的型号
T——二氧化硅多模突变型光纤；
Z——二氧化硅多模准突变型光纤；
J——二氧化硅多模渐变型光纤；
S——塑料光纤；
X——二氧化硅纤芯塑料包层光纤；
D——二氧化硅单模光纤；
III、光纤类别的代号及其意义
单击此处可添加副标题
光缆的型号
、带宽、损耗、波长表示光纤传输特性的代号由a、bb、cc三组数字构成。其中：a表示光纤使用波长，其数字代号如下：1——使用波长在0.85μm区域；2——使用波长在1.31μm区域；3——使用波长在1.55μm区域；bb表示损耗常数的代号。其数字数字依次为光纤损耗常数值（dB/Km）的个位和十分位数字。cc表示模式带宽的代号 。其数字数字依次为光纤模式带宽的分类数值（MHz/ Km ）的千位和百位数字。（单模光缆无此项）同一光缆适用于两种及以上波长，应同时列出各波长上的规格代号。用“／”划开，如：1.30/2.08
光纤通信基础知识
培训目标
为了顺应战略转型，提高我局基层员工的业务技能素质，使我们的一线员工由“线路卫士”转变为“维护专家”。通过此次培训，使大家对光纤通信的一些基本原理和知识进行掌握，以便今后更好的开展维护工作和使用各类仪表打下良好的基础。
光纤通信原理及基础知识
光纤通信原理及基础知识
一、光纤通信原理
光纤通信的核心技术是光子学，它是利用光纤光缆中的光纤对光信号进行传播和传输。
光纤光缆是一种由多根光纤缆组成的电缆，用来传输可见光或近红外波长范围内的光信号。
它包含一根中心的内管，围绕着由若干根绝缘光缆组成的外面，以及外面包裹的电缆套管。
光纤具有比一般电线传输快和体积小的优势。
而且它可以传输的信息量比一般电线传输的信息量大得多，在数据传输，广播和电视节目传输，网络传输，数据中心和建筑物的内部数据传输，机场、地铁和高速列车的安全监控等场合有广泛的应用。
二、光纤通信基础知识
1、光纤的基本结构
光纤是由内管、纤芯、护套和外皮组成的。
内管是光纤的中心，由若干根细细的玻璃或塑胶的纤维组成，用来把发出的信号紧密包裹起来；纤芯则由抗光折射率差异的介质层组成，可以实现光子的数字信号传输；护套是中心纤芯的保护层，由特殊的材料构成，用以抗折和抗磨损；。
光通信培训ppt课件
守规则做事。培养主动积极
的精神。
✓
培养好习惯，遵守 规则的员工；
营造良好的团队精 神。
.
1. 检查表； 2. 红牌子作战。
如： 1. 应遵守出勤、作息时间； 2. 工作应保持良好的状态（如不可以随意谈
天说笑、离开工作岗位、看小说、打瞌睡 、吃零食等）； 3. 服装整齐，待好识别卡； 4. 待人接物诚恳有礼貌； 5. 爱护公物，用完归位； 6. 保持清洁； 7. 乐于助人；
大功率激光器及光探测器一般采
用调节三个轴的方法。
.
35
耦合图示
焦距 X
Y
.
36
5S基本知识
5S是日文SEIRI(整理)、 SEITON(整顿)、SEISO(清扫)、 SEIKETSU(清洁)、SHITSUKE(修 养)这五个单词，因为五个单词前 面发音都是“S”，所以统称为 “5S”。它的具体类型内容和典型
.
3
4.光纤结构及光传输原理
空气(折射率n1) θ
水(折射率n2)
折射率：n1<n2 θ被称作临介角
.
纤芯（n2）
包层（n1）
n1<n2
4
光纤的种类
单模光纤 外径125微米 内径9微米
多模光纤 外径125微米 内径50或62.5微米
.
5
5 .光纤通信系统组成
电光
端
端 送
机 （发）
光 中 继 机
.
20
PD的主要参数
饱和光功率（Ps）：在工作速率 下，当误码率为某一数值时的最 大接收光功率。
.
21
PIN-TIA内部结构
.
22
PD的管脚定义----155M
光纤通信基础原理-培训材料
未来展望
随着技术的不断进步，光纤 通信将继续发展，为信息交 流提供更强大的支持。
传输介质
光纤作为传输媒介传递光信号。
光纤通信的优势和应用
高速传输
光纤通信具有较高的传输速度 和带宽。
远距离传输
光纤通信可以实现数十公里、 甚至数百公里的数据传输。
大容量
光纤通信可传输大量数据和信 息。
光纤通信系统的组成部分
光源 产生光信号的装置。
光纤传输介质
光接收器
用于传输光信号的光导纤维。
将光信号转化为电信号的装 置。
光纤通信的未来发展趋势
1 更高速率
研究和开发超高速率的 光纤通信技术。
2 更大带宽
提升光纤通信的传输带 宽，满足不断增长的数 据需求。
3 更远传输距离
改进光纤通信技术，实 现更远距离的数据传输。
总结和要点
光纤通信
现代通信技术的关键组成部 分，具有高速、大容量和远 距离传输的优势。
发展历程
经过多年发展，光纤通信已 成为主流通信方式，为我们 的日常生活提供支持。
光纤通信基础原理-培训 材料
本培训材料旨在介绍光纤通信的基础原理，并探讨其发展历史、应用优势、 组成部分以及未来发展趋势。
什么是光纤通信？
1 光纤传输
基于光纤的传输系统，通过传递光信号实现通信。
2 替代电信
光纤通信已成为传统电信方式的重要替代品。
3 高速率
具有高速率的数据传输，适用于大容量的信息传递。
光纤通信的发展历史
1
2 0世纪50年代
光纤通信的初步概念出现。2 Nhomakorabea2 0世纪60年代
首批光纤进行实验验证，并取得初步成果。
3
光纤通信系统培训课件
估算色散受限距离的简明公式：
式中，Dm为光纤在工作波长范围内的最大色散 系数；Δλ3dB为光源谱线的半高全宽；Tb为系统 的数字传输速率的倒数。
(1) STM-4的最大色散受限距离与最大衰耗受 限距离基本相当，因此PDH系统都是衰耗受限 系统，色散的影响可以忽略不计，工程设计时 只要工作波长不超过C区和D区范围，光纤产 品的色散特性甚至无需检验。速率等级高于 STM-4的系统的最大无再生传输距离主要取决 于色散的限制。
相应的码速为2.048Mb/s。
为了实现更多路信号的复用，可采用数字复接的 方法将几个低次群复接成一个高次群，如将4个 32路的基群复接成一个二次群，四个二次群复接 成一个三次群等等。
目前，有一些的数字通信设备采用准同步数字系 列PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)，其复 接结构采用异步方式，即各支路的数字信号流标 称速率值相同，它们的主时钟是彼此独立的，但 通过加进一些额外的比特使各支路信号与复接设 备同步，并复用成高速信号。 PDH系列可很好地适应传统电信网的点对点通信， 但难以适应动态联网要求，也难以支持新业务的 开发及现代的网络管理。
目前最常用、最主要的方式是强度调制－直接 检测(IM-DD)数字光纤通信系统。
2 PCM端机(Pulse Code Modulation)
通信中传送的许多信号(如话音、图像 信号等)都是模拟信号。PCM端机的任 务，就是把模拟信号转换为数字信号 (A/D变换)，完成PCM编码，并且按照 时分复用的方式把多路信号复接、合群， 从而输出高比特率的数字信号。
4 监控系统为监视、监测和控制系统的简称。它与其他 通信系统一样，在一个实用的光纤通信系统中，为保 证通信的可靠，监控系统是必不可少的。 (1) 监控的内容
光纤及光缆基础知识培训
按传输模式分类：
多模光纤
单模光纤
光纤的基本参数
• 几何尺寸参数
• 光学及传输特性参数
• 机械特性参数 • 环境特性参数
光纤的基本参数
几何尺寸参数
• 纤芯直径
• 纤芯/包层同心度偏差
• 包层外径(d={dx+dy}/2)
• 包层不圆度(|dmax-dmin|/d)
• 涂层外径
R
• 包层/涂层同心度偏差
O2
多孔预制棒
SiCl4
喷灯
GeCl4
O2+H2
轴向气相沉积法(VAD)
多孔预制棒
O2 SiCl4
O2+H2
喷灯
GeCl4
O2+H2
光纤的制造方法
拉丝：
高洁净度
氮气保护
高速涂覆
快速冷却
预制棒
涂覆模 涂覆模
预制棒驱动机构 石墨炉 在线测径仪
UV固化炉
UV固化炉 在线测径仪
收线盘
光纤的演变
多模
单模
光纤
-60oC~+85oC下附加衰减：
0.05dB/km
-10oC~+85oC，98%RH下附加衰
减： 0.05dB/km
23oC下，浸水14天后附加衰 减：
0.05dB/km
85oC下老化一个月后附加衰 减： 0.05dB/km
制造光纤的基本化学反应式如下： SiCl4 + O2 = SiO2 + 2Cl2 GeCl4 + O2 = GeO2 + 2Cl2
光通信史
光通信史上的几个里程碑
1790
法国人 Claude Chappe 第一个建 立光电报 系统。
多模光纤
单模光纤
光纤的基本参数
• 几何尺寸参数
• 光学及传输特性参数
• 机械特性参数 • 环境特性参数
光纤的基本参数
几何尺寸参数
• 纤芯直径
• 纤芯/包层同心度偏差
• 包层外径(d={dx+dy}/2)
• 包层不圆度(|dmax-dmin|/d)
• 涂层外径
R
• 包层/涂层同心度偏差
O2
多孔预制棒
SiCl4
喷灯
GeCl4
O2+H2
轴向气相沉积法(VAD)
多孔预制棒
O2 SiCl4
O2+H2
喷灯
GeCl4
O2+H2
光纤的制造方法
拉丝：
高洁净度
氮气保护
高速涂覆
快速冷却
预制棒
涂覆模 涂覆模
预制棒驱动机构 石墨炉 在线测径仪
UV固化炉
UV固化炉 在线测径仪
收线盘
光纤的演变
多模
单模
光纤
-60oC~+85oC下附加衰减：
0.05dB/km
-10oC~+85oC，98%RH下附加衰
减： 0.05dB/km
23oC下，浸水14天后附加衰 减：
0.05dB/km
85oC下老化一个月后附加衰 减： 0.05dB/km
制造光纤的基本化学反应式如下： SiCl4 + O2 = SiO2 + 2Cl2 GeCl4 + O2 = GeO2 + 2Cl2
光通信史
光通信史上的几个里程碑
1790
法国人 Claude Chappe 第一个建 立光电报 系统。
光纤基本知识培训
光纤基本知识培训光纤理论与光纤结构一.光及其特性：1. 光是一种电磁波。
可见光部分波长范围是：390~760nm(毫微米).大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。
光纤中应用的是：850，1300，1550三种。
2.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。
二.光纤结构及种类：1.光纤结构：光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm)，中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)，最外是加强用的树脂涂层。
2.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。
这个角度就称为光纤的数值孔径。
光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。
不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&TCORNING)。
3.光纤的种类：A. 按光在光纤中的传输模式可分为：单摸光纤和多模光纤。
多模光纤：中心玻璃芯教粗(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。
单模光纤：中心玻璃芯教细(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，但其色度色散起主要作用，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。
B.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。
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OTDR 基础知识培训 Optical Time Domain Reflectometer 光时域反射仪
光纤基础知识
1
2 3
CONTENTS
OTDR基础知识
目录
OTDR光纤工程的运用
光纤由两个基本部分组成：由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。
光纤分类：根据光波传输模式，可分为单模光纤和多模光纤。
单模光纤：单条光路径，单模光纤芯径约在1～10μ m之间，在给定 的工作波长（1310nm\1550nm）上，只传输单一基模，适于大容 量长距离通信系统。
光纤分类：根据光波传输模式，可分为单模光纤和多模光纤。 多模光纤：多条光路径，可同时在一根光纤中传输多种模式的光，由 于色散和相差，其传输性能较差、频带较窄、容量小、距离也较短， 以激光器为光源，采用850nm和1300nm两个波段。 在传送复用保 护的电流差动保护时，安装在变电站通信机房的光电转换装置与安装 在主控室的保护装置之间多用多模光纤。
OTDR基础知识
OTDR就是根据，光在光纤中传播时会发生瑞利散射（Rayleigh backscattering）以及菲涅尔反射（Fresnel reflection），这一特点，采 集光脉冲的在通路中的背向散射及反射而制成的高科技、高精密的光电一 体化仪表。
OTDR光纤工程中的应用
●测试光纤曲线及损耗分布 ●测试光纤长度 ●测试光纤平均衰减 ●测试接头损耗 ●测试光纤故障点
OTDR测试光纤曲线及损耗分布
OTDR光纤长度测试
OTDR插入损耗测量
OTDR连接器反射量测量
OTDR查找光纤故障位置
OTDR测试光纤三步骤
●参数设置 ●数据获取 ●曲线分析
OTDR参数设置
OTDR人工设置测试参数
(1)波长选择(λ )： 因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与 系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550nm（1310nm）波长，则测试 波长1 Width)： 脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR曲线波形中产生盲 区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。 (3)测量范围(Range)： OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样 分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5～2倍距离之间。
OTDR盲区
OTDR盲区
(1)盲区定义： 由活动连接器和机械接头等特征点产生反射（菲涅尔反射）后，引起OTDR接收 端饱和而带来的一系列“盲点”称为盲区。 (2)事件盲区： 事件盲区是Fresnel反射后OTDR可在其中检测到另一个事件的最小距离。换而 言之，是两个反射事件之间所需的最小光纤长度。为了建立规格，最通用的业界方 法是测量反射峰的每一侧-1.5dB处之间的距离。 (3)事件盲区： 衰减盲区是Fresnel反射之后，OTDR能在其中精确测量连续事件损耗的最小距 离。所需的最小距离是从发生反射事件时开始，直到反射降低到光纤的背向散射级 别的0.5dB 。
THANKS
汇报人：
汇报日期：
OTDR盲区
OTDR距离精度
OTDR距离精度
(1)距离精度： 测试长度时仪表的准确度（又叫一点分辨率）。 OTDR的距离精度与仪表的采 样间隔、时钟精度、光纤折射率、光缆的成缆因素和仪表的测试误差有关。
OTDR鬼影现象
(1)鬼影现象： 所谓鬼影就是与事实不符的影像。常见的鬼影是由于连接器连续反射造成。鬼影 造成最大的障碍,就是无法找到结束点。
OTDR参数设置
OTDR默认参数：OTDR自动测试功能。所有参数都采用厂家出厂默认值。
OTDR性能参数
●动态范围 ●盲区 ●距离精确度
OTDR动态范围
OTDR动态范围
(1)动态范围的定义： 把初始背向散射电平与噪声电平的差值（dB）定义为动态范围。 (2)动态范围的作用： 动态范围可决定最大测量长度 。
基本测试（一级测试）：就是链路衰减量的测试
扩展测试（二级测试）：一级测试加上OTDR测试并给出判断结果
OTDR基础知识
OTDR全称为光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer)， 将窄的光脉冲注入光纤端面作为探测信号。在光脉冲沿着光纤传播时，各 处瑞利散射的背向散射部分将不断返回光纤入射端，当光信号遇到裂纹时， 就会产生菲涅尔反射，其背向反射光也会返回光纤入射端。
光纤链路的耦合方式
光纤链路连接损伤
光纤链路10KM
光在导体中传输衰减，取决于光纤本身的材质和链路的物理特性。光 源一定的情况下，光纤材质越好、链路物理点越少光在传输时的衰减就越 小。在实际工程中，需要对整个光纤链路质量进行评估测试。 光链路测试分类：基本测试（一级测试） 扩展测试（二级测试）
OTDR参数设置
OTDR人工设置测试参数
(4)平均时间： 由于后向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，平均 时间越长，信噪比越高。例如，3min的获得取将比1min的获得取提高0.8dB的动 态。但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超3min。 (5)光纤参数： 光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η 的设置。折射率参 数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。这两个参数 通常由光纤生产厂家给出。 参数设置好后，OTDR即可发送光脉冲并接收由光纤链路散射和反射回来的光，对 光电探测器的输出取样，得到OTDR曲线，对曲线进行分析即可了解光纤质量。
光纤基础知识
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OTDR基础知识
目录
OTDR光纤工程的运用
光纤由两个基本部分组成：由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。
光纤分类：根据光波传输模式，可分为单模光纤和多模光纤。
单模光纤：单条光路径，单模光纤芯径约在1～10μ m之间，在给定 的工作波长（1310nm\1550nm）上，只传输单一基模，适于大容 量长距离通信系统。
光纤分类：根据光波传输模式，可分为单模光纤和多模光纤。 多模光纤：多条光路径，可同时在一根光纤中传输多种模式的光，由 于色散和相差，其传输性能较差、频带较窄、容量小、距离也较短， 以激光器为光源，采用850nm和1300nm两个波段。 在传送复用保 护的电流差动保护时，安装在变电站通信机房的光电转换装置与安装 在主控室的保护装置之间多用多模光纤。
OTDR基础知识
OTDR就是根据，光在光纤中传播时会发生瑞利散射（Rayleigh backscattering）以及菲涅尔反射（Fresnel reflection），这一特点，采 集光脉冲的在通路中的背向散射及反射而制成的高科技、高精密的光电一 体化仪表。
OTDR光纤工程中的应用
●测试光纤曲线及损耗分布 ●测试光纤长度 ●测试光纤平均衰减 ●测试接头损耗 ●测试光纤故障点
OTDR测试光纤曲线及损耗分布
OTDR光纤长度测试
OTDR插入损耗测量
OTDR连接器反射量测量
OTDR查找光纤故障位置
OTDR测试光纤三步骤
●参数设置 ●数据获取 ●曲线分析
OTDR参数设置
OTDR人工设置测试参数
(1)波长选择(λ )： 因不同的波长对应不同的光线特性(包括衰减、微弯等)，测试波长一般遵循与 系统传输通信波长相对应的原则，即系统开放1550nm（1310nm）波长，则测试 波长1 Width)： 脉宽越长，动态测量范围越大，测量距离更长，但在OTDR曲线波形中产生盲 区更大；短脉冲注入光平低，但可减小盲区。脉宽周期通常以ns来表示。 (3)测量范围(Range)： OTDR测量范围是指OTDR获取数据取样的最大距离，此参数的选择决定了取样 分辨率的大小。最佳测量范围为待测光纤长度1.5～2倍距离之间。
OTDR盲区
OTDR盲区
(1)盲区定义： 由活动连接器和机械接头等特征点产生反射（菲涅尔反射）后，引起OTDR接收 端饱和而带来的一系列“盲点”称为盲区。 (2)事件盲区： 事件盲区是Fresnel反射后OTDR可在其中检测到另一个事件的最小距离。换而 言之，是两个反射事件之间所需的最小光纤长度。为了建立规格，最通用的业界方 法是测量反射峰的每一侧-1.5dB处之间的距离。 (3)事件盲区： 衰减盲区是Fresnel反射之后，OTDR能在其中精确测量连续事件损耗的最小距 离。所需的最小距离是从发生反射事件时开始，直到反射降低到光纤的背向散射级 别的0.5dB 。
THANKS
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OTDR距离精度
OTDR距离精度
(1)距离精度： 测试长度时仪表的准确度（又叫一点分辨率）。 OTDR的距离精度与仪表的采 样间隔、时钟精度、光纤折射率、光缆的成缆因素和仪表的测试误差有关。
OTDR鬼影现象
(1)鬼影现象： 所谓鬼影就是与事实不符的影像。常见的鬼影是由于连接器连续反射造成。鬼影 造成最大的障碍,就是无法找到结束点。
OTDR参数设置
OTDR默认参数：OTDR自动测试功能。所有参数都采用厂家出厂默认值。
OTDR性能参数
●动态范围 ●盲区 ●距离精确度
OTDR动态范围
OTDR动态范围
(1)动态范围的定义： 把初始背向散射电平与噪声电平的差值（dB）定义为动态范围。 (2)动态范围的作用： 动态范围可决定最大测量长度 。
基本测试（一级测试）：就是链路衰减量的测试
扩展测试（二级测试）：一级测试加上OTDR测试并给出判断结果
OTDR基础知识
OTDR全称为光时域反射仪(Optical Time Domain Reflectometer)， 将窄的光脉冲注入光纤端面作为探测信号。在光脉冲沿着光纤传播时，各 处瑞利散射的背向散射部分将不断返回光纤入射端，当光信号遇到裂纹时， 就会产生菲涅尔反射，其背向反射光也会返回光纤入射端。
光纤链路的耦合方式
光纤链路连接损伤
光纤链路10KM
光在导体中传输衰减，取决于光纤本身的材质和链路的物理特性。光 源一定的情况下，光纤材质越好、链路物理点越少光在传输时的衰减就越 小。在实际工程中，需要对整个光纤链路质量进行评估测试。 光链路测试分类：基本测试（一级测试） 扩展测试（二级测试）
OTDR参数设置
OTDR人工设置测试参数
(4)平均时间： 由于后向散射光信号极其微弱，一般采用统计平均的方法来提高信噪比，平均 时间越长，信噪比越高。例如，3min的获得取将比1min的获得取提高0.8dB的动 态。但超过10min的获得取时间对信噪比的改善并不大。一般平均时间不超3min。 (5)光纤参数： 光纤参数的设置包括折射率n和后向散射系数n和后向散射系数η 的设置。折射率参 数与距离测量有关，后向散射系数则影响反射与回波损耗的测量结果。这两个参数 通常由光纤生产厂家给出。 参数设置好后，OTDR即可发送光脉冲并接收由光纤链路散射和反射回来的光，对 光电探测器的输出取样，得到OTDR曲线，对曲线进行分析即可了解光纤质量。