光纤通信设备知识
光纤通信考试知识点
第一章．概论1. 1880年，美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音的“光电话”。
在光电话问世后光通信进展缓慢，主要原因：没有理想的光源和传输介质。
2. 1966年，高锟和霍克哈姆发表了关于传输介质新概念的论文，指出了利用光纤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，低损耗光纤研制成功和激光器研制成功。
3.光纤最低损耗的理论极限值是0.148dB/km,实际使用是0.154 dB/km.4.光纤的工作波长，也是三个损耗很小的波长窗口是0.85um ，1.31 um,1.55 um.同样光纤对不同的光损耗不同，应该选择低损耗的。
5．光纤通信的优点：1) 容许频带很宽，传输容量很大2) 损耗很小， 中继距离很长且误码率很小 3) 重量轻、 体积小 4) 抗电磁干扰性能好5) 泄漏小， 保密性能好6) 节约金属材料， 有利于资源合理使用 6. .光纤通信系统的基本组成光发射机的功能是把电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。
光纤线路的功能是把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变(失真)和衰减传输到光接收机。
光源激光器的发射波长和光检测器光电二极管的波长响应，都要和光纤这三个波长窗口相一致。
光接收机的功能是把从光纤线路输出、产生畸变和衰减的微弱光信号转换为电信号，并经放大和处理后恢复成发射前的电信号。
第二章光纤和光缆1.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。
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。
2.实用光纤主要有三种基本类型：突变型多模光纤，渐变型多模光纤，单模光纤。
突变型多模光纤纤芯内任意两点折射率相同，渐变型多模光纤以纤芯中心为圆，小于a 的值为半径作圆，圆上所有点折射率相同。
单模光纤输出脉冲最接近于输入脉冲。
系统容量（传输速率）：单模光纤>多模光纤。
光纤通信知识点归纳
第1章概述1、光纤通信的基本概念：利用光导纤维传输光波信号的通信方式。
光纤通信工作波长在于近红外区：0.8～1.8μm的波长区，对应频率: 167～375THz。
对于SiO2光纤，在上述波长区内的三个低损耗窗口，是目前光纤通信的实用工作波长，即0.85μm、1.31μm及1.55μm。
2、光纤通信系统的基本组成：（P2图1-3）目前采用比较多的系统形式是强度调制/直接检波（IM/DD）的光纤数字通信系统。
该系统主要由光发射机、光纤、光接收机以及长途干线上必须设置的光中继器组成。
1）在点对点的光纤通信系统中，信号的传输过程：由电发射机输出的脉码调制信号送入光接收机，光接收机将电信号转换成光信号耦合进光纤，光接收机将光纤送过来的光信号转换成电信号，然后经过对电信号的处理以后，使其恢复为原来的脉码调制信号送入电接收机，最后由信息宿恢复用户信息。
2）光发射机中的重要器件是能够完成电-光转换的半导体光源，目前主要采用半导体发光二极管(LED)和半导体激光二极管（LD)。
3）光接收机中的重要部件是能够完成光-电转换的光电检测器，目前主要采用光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）。
特性参数：灵敏度4）一般地，大容量、长距离光纤传输: 单模光纤+半导体激光器LD小容量、短距离光纤传输: 多模光纤+半导体发光二极管LED5）光纤线路系统：功能：把来自光发射机的光信号，以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收机。
组成：光纤、光纤接头和光纤连接器要求：较小的损耗和色散参数3、光纤通信的特点：优点：（1），传输频带宽，通信容量大。
（2）传输损耗小，中继距离长：石英光纤损耗低达0.19 dB/km，用光纤比用同轴电缆或波导管的中继距离长得多。
（3）保密性能好：光波仅在光纤芯区传输，基本无泄露。
（4）抗电磁干扰能力强：光纤由电绝缘的石英材料制成，不受电磁场干扰。
（5）体积小、重量轻。
（6）原材料来源丰富、价格低廉。
缺点：1）不能远距离传输；2）传输过程易发生色散。
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：
光纤通信基础知识
一、优点： 1、传输频带宽、通信容量大； 2、传输损耗低；0.2dB/Km 3、不受电磁干扰；光纤非金属介质 4、成缆细、重量轻；光纤直径小（125μm） 5、丰资富源丰富；光纤的制造材料Sio2在自然中的含量十分 6、绕性好；弯曲直径达3mm时也不会折断 7、不怕潮湿、耐高压、耐高温、抗腐蚀。光纤的化学性
能稳定
主要因素
光纤通信的优点
光纤通信的缺点
使用光引起的
使用光纤引起 的
使用光半导体 元件引起的
信息传输容量大；无电磁干 需要光电变换设备 扰；无短路引起的事故；不 光直接放大难 发生火花；接地设计容易
传输损耗小、频带宽；无电 电力传输困难 磁感应障碍；可忽略串音； 弯曲半径不宜太小 重耐资高源量温 问轻、 题；不抗 小怕腐潮蚀湿；、有耐可高绕压性、；需 术 分要路高耦合级不切断方接便续技
损耗 使用波长
光纤主要尺寸参数
光纤类别
光纤数
谢谢！
三、按套塑结构可分为紧套光纤和松套光纤；按传输模 数可分为单模光纤和多模光纤。
四、按折射率分布可分为阶跃型光纤和梯度型光纤。
损利散射 米氏散射 受激布里渊散射 受激拉曼散射
非本征 金属离子 OH离子、H2
制造缺陷
2、偏振模色散产生的原因
响应速度快 方向性好 光功率大
光纤通信的基本组成
电发 路光 盘盘
电收 路光 盘盘
收电电电发 光路放路光 盘盘大盘盘
发电电电收 光路放路光 盘盘大盘盘
收电 光路 盘盘
发电 光路 盘盘
纤芯 包层
一次涂层 缓冲层 二次涂层
纤芯 包层
树脂涂层 硬冲层
一、按传输模数分为单模光纤和多模光纤；
二、按传输波长可分为短波长光纤（0.85μm）和长波长 光纤(1.3—1.6μm)
(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。
光纤通信 知识点总结
光纤通信知识点总结引言光纤通信是一种通过光纤传输光信号的通信技术，它使用光纤作为传输媒质，通过光的反射、折射和传播来实现信息的传输。
光纤通信具有带宽大、传输速度快、抗干扰性强、安全可靠等优点，因此在现代通信中得到了广泛的应用。
本文将对光纤通信的相关知识点进行总结，包括光纤通信的基本原理、组成结构、传输特点、光纤通信系统的组成和工作原理、光纤通信的发展趋势等内容。
一、光纤通信的基本原理1. 光的特性光波是一种电磁波，具有波粒二象性，既可以表现为波动又可以表现为微粒。
光波的主要特性包括波长、频率、相速度、群速度等。
2. 光纤的基本原理光纤是一种通过光的全反射来传输光信号的一种传输媒质。
它的基本结构是由一根纤维芯和包覆在外的包层组成，通过这样的结构使得光信号可以沿着光纤的传输方向不断进行反射和传播。
二、光纤通信的组成结构1. 光纤的结构光纤由芯和包层构成，芯是由单质或复合材料制成，包层是由低折射率的材料构成，使得光可以在芯和包层的界面上发生全反射。
2. 光纤的连接器连接器是光纤通信中的重要部分，它用于将光纤连接在一起，保证光信号的传输质量。
3. 光纤的光源和接收器光源是产生光波的设备，用于向光纤中输入光信号；接收器是用于接收光纤传输过来的光信号，并将其转换为电信号。
三、光纤通信的传输特点1. 带宽大光纤通信的带宽远远大于传统的铜线通信，可以传输更多的信息。
2. 传输距离远光纤通信的传输距离远远大于铜线通信，可以满足更长距离的通信需求。
3. 传输速度快光纤通信的传输速度远远快于铜线通信，可以实现更快的数据传输。
4. 抗干扰性强光纤通信的信号传输过程中不受电磁干扰，抗干扰性能强。
5. 安全可靠光纤信号传输过程中不会泄露电磁波，安全可靠。
四、光纤通信系统的组成和工作原理1. 光纤通信系统的组成光纤通信系统由光源、光纤、接收器、调制解调器、复用器、解复用器等组成。
2. 光纤通信系统的工作原理光源产生光信号，光信号经过调制解调器进行调制，然后通过光纤进行传输，接收器接收光信号并将其转换为电信号，经过复用器和解复用器将多个信号合并或分解，最终传输到目标设备。
光纤通信-重要知识点总结
光纤通信重要知识点总结第一章1.任何通信系统追求的最终技术目标都是要可靠地实现最大可能的信息传输容量和传输距离。
通信系统的传输容量取决于对载波调制的频带宽度，载波频率越高，频带宽度越宽。
2.光纤：由绝缘的石英（2）材料制成的，通过提高材料纯度和改进制造工艺，可以在宽波长范围内获得很小的损耗。
3.光纤通信系统的基本组成:以光纤为传输媒介、光波为载波的通信系统，主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。
光纤通信系统既可传输数字信号也可传输模拟信号。
输入到光发射机的带有信息的电信号，通过调制转换为光信号。
光载波经过光纤线路传输到接收端，再由光接收机把光信号转换为电信号。
系统中光发送机的作用是将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤。
光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成，如果是直接强度调制，可以省去调制器。
光接收机的作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。
它一般由光电检测器和解调器组成。
光纤的作用是为光信号的传送提供传送媒介，将光信号由一处送到另一处。
中继器分为电中继器和光中继器（光放大器）两种，其主要作用就是延长光信号的传输距离。
为提高传输质量，通常把模拟基带信号转换为频率调制、脉冲频率调制或脉冲宽度调制信号，最后把这种已调信号输入光发射机。
还可以采用频分复用技术，用来自不同信息源的视频模拟基带信号（或数字基带信号）分别调制指定的不同频率的射频电波，然后把多个这种带有信息的信号组合成多路宽带信号，最后输入光发射机，由光载波进行传输。
在这个过程中，受调制的电波称为副载波，这种采用频分复用的多路电视传输技术，称为副载波复用技术。
目前大都采用强度调制与直接检波方式。
又因为目前的光源器件与光接收器件的非线性比较严重，所以对光器件的线性度要求比较低的数字光纤通信在光纤通信中占据主要位置。
数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤与光接收机组成。
发送端的电端机把信息进行模数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件，则就会发出携带信息的光波，即当数字信号为“1”时，光源器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器件发送一个“空号”。
光纤通信基础知识ppt课件
光检测器广泛应用于光纤通信、光传 感、激光雷达等领域，特别是在高速、 长距离的光纤通信系统中，光检测器 的作用尤为关键。
光放大器
光放大器是光纤通信系统中的关键器件之一，主要分 为掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼光纤放大器（RA）
两类。
输入 标题
作用
光放大器的作用是对光信号进行放大，补偿光纤传输 过程中的光信号损耗，提高光纤通信系统的传输距离 和稳定性。
光检测器
分类
光检测器是光纤通信系统中的另一重 要器件，主要分为光电二极管（PIN） 和雪崩光电二极管（APD）两类。
性能参数
光检测器的性能参数包括响应度、带 宽、噪声等，这些参数直接影响着光 纤通信系统的接收灵敏度和动态范围。
作用
光检测器的作用是将光信号转换为电 信号，从而实现光信号的接收和检测。
模拟光纤通信系统的应用
03
在音频广播、视频传输等领域得到广泛应用。
光纤通信系统设计
01
光纤通信系统设计的基本原则
确保系统的传输性能、稳定性、可靠性和经济性。
02
光纤通信系统设计的主要内容
包括光源、光检测器、光纤、中继器和放大器等器件的选择和配置。
03
光纤通信系统设计的优化
通过采用先进的调制技术、编码技术等手段，提高系统的传输性能和容
性能参数
光源的性能参数包括波长、光谱宽度、输出功率、阈值电 流等，这些参数对光纤通信系统的性能和稳定性有着重要 影响。
作用
光源的作用是将电能转换为光能，为光纤通信系统提供光 信号。
应用场景
光源广泛应用于光纤通信、光传感、光谱分析等领域，特 别是在长距离、大容量的光纤通信系统中，光源的作用尤 为重要。
光纤通信发展历程
光纤知识点总结(5-9章)
光纤知识点（5-9章）第五章知识点1.数字传输体制有两种：是不同的传输体制协议。
SDH（同步数字传输体制）PDH（准同步数字传输体制）2. SDH对模型的下列几个方面做了规定：（1）网络节点接口（2）同步数字体系的速率（3）帧结构。
（1）网络节点接口传输设备：光缆传输系统设备；微波传输系统设备；卫星传输系统设备。
网络节点：只有复用功能（简单）；复用、交叉连接多种功能（复杂）。
（2）速率：同步传输模块：STM-N，N＝1、4、16 等。
STM-1 155.520Mbit/s 155Mbit/sSTM-4622.080Mbit/s 622Mbit/sSTM-16 2488.320Mbit/s 2.5Gbit/sSTM-64 9953.280Mbit/s 10Gbit/sSTM-256 39813.12Mbit/s 40Gbit/s（3）帧结构：SDH 帧为块状帧结构，共有9 行，270 列，以字节为单位。
一个STMN 帧有9 行，每行由270×N 个字节组成。
这样每帧共有9×270×N 个字节，每字节为8 bit。
帧周期为125μs，即每秒传输8000 帧。
对于STM1 而言，传输速率为9×270×8×8000=155.520 Mb/s 。
字节发送顺序为：由上往下逐行发送，每行先左后右。
（结构图见书127页，重点）3.STM-N 帧包括三个部分：SOH、AU-PTR、PAYLOAD（结构图见书127页，重点）（1）段开销SOH：RSOH，再生段开销：1～3 行。
MSOH，复用段开销：5～9 行。
区别：监管范围不同。
如：若光纤上传输2.5G 信号，RSOH 监控STM-16 整体的传输性能。
MSOH 监控每一个STM-1 的传输性能。
（2）管理指针AU-PTR：指示净负荷PAYLOAD 中信息的起始字节位置，便于接收端从正确的位置分解出有效传输信息。
光纤通信考试知识点总结
1光纤由那几层构成，各层的主要作用是什么？光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝••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•2、光纤是怎样分类的？按折射率一突变型多模光纤、渐变性多模光纤、单模光纤；按材料一石英系光纤、石英芯塑料包层光纤、多成分玻璃纤维、塑料光纤3、什么叫光纤损耗？造成光纤损耗的原因是什么？硅光纤的光谱衰减曲线表明存在三个低损耗窗口，这三个窗口分别是多少。
传输过程中光信号幅度的减小。
原因：吸收、散射、弯曲损耗，吸收损耗是由于SiO2材料引起的固有吸收和杂质引起的吸收产生的，散射损耗主要是由材料微观度不均匀引起的锐利散射和光线结构缺陷引起散射产生的。
0.85um、1.31um、1.55um附近时光纤传输损耗较小或最小的波长“窗口”相应损耗为2—3dB/km,0.5dB/km,0,2dB/km。
4、什么是色散？色散对光信号有什么影响？单模光纤中有哪几种色散？多模光纤中有哪几种色散？单模光纤的零色散波长在什么位置？色散位移光纤是采用什么原理制成的？色散：（模式、材料、波导色散）在光纤中传输的光信号，由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应。
影响：模拟调制中限制带宽，若是数字脉冲信号将使脉冲展宽，限制系统传输速率。
单模：色度色散、偏振模色散。
多模：模内、模间色散。
1.31um。
5、目前光纤通信为什么采用以下三个作波长：入0=0.85讥2=1.31询3=1.55 ©m 这是光纤的三个低损耗窗口6、光纤通信为什么向长波长、单模光纤方向发展？长波长、单模光纤比短波、多模光纤具有更好的传输特性。
一：单模光纤没有色散模式，不同成分光经过单模光纤的传播时间不同的程度显著限于经过多模光纤的传输时间；二：由光纤损耗和波长的关系曲线可知，随着波长增大，损耗呈下降趋势，且在1.55um处有最低值，而且1.31um和1.55um处的色散很小，故目前长距离光纤通信一般都工作在 1.55um处。
光纤通信基本知识
传送层
复用段层网络
段层
再生(zàishēng)段层网络
传输
媒质层
物理层网络
2
第二十七页，共36页。
SJTU
SDH的承载(chéngzài)业务
L5~7
Application
L4
TCP/UDP
L3
IP
L2 ATM FR PPP/HDLC LAPS SDL
L1
SDH
L0
WDM
FR: Frame Relay
具有广泛的适应性
丰富的开销比特,加强了网络的OAM能力 (nénglì)
统一的标准光接口
采用软件进行网络配置和控制,便于扩展 具有完全的后向兼容性和前向兼容性
2
第二十一页，共36页。
SJTU
SDH的比特率
等级(děngjí) 速率（Mb/s）
STM-1
155.520
STM-4
622.080
光纤通信(ɡuānɡ xiān tōnɡ xìn)系统 的新技术
延长中继距离的新技术(jìshù) 光放大器(EDFA) 外调制器(电光晶体LiNbO3) 色散补偿(DCF、Bragg光纤光栅)
提高通信容量的新技术(jìshù) 时分复用技术(jìshù)（TDM） 波分复用技术(jìshù)（WDM）
同步数字系列（SDH---Synchronous Digital
Hierarchy） SDH是由一些网络单元(NE)组成
的、在光纤上进行同步信息传输、复用、分插
和交叉连接的网络
2
第二十页，共36页。
SJTU
SDH的特点(tèdiǎn)
国际统一的数字传输标准STM-N 采用同步复用方式和灵活的复用映射结构,
关于光纤的知识点总结
关于光纤的知识点总结光纤的基本结构包括纤芯、包层和包覆层。
纤芯是光信号传输的主要部分，包层是用来保护纤芯并起到光波导的作用，包覆层则是用来保护光纤整体并增强其机械性能。
光纤的基本工作原理是利用全反射来限制光信号在纤芯内传输，并且减少光信号的衰减。
光纤的优点主要有带宽大、传输速度快、信号衰减小、抗干扰性强等。
这些优点使得光纤在通信领域得到广泛应用，如长距离通信、高速宽带接入、光纤传感等。
此外，光纤还被广泛应用于医疗和工业领域，如光纤内窥镜、光谱分析和激光焊接等。
在光纤通信领域，光纤传输系统主要包括光源、光纤、检测器和探测器等组件。
其中，光源主要用于产生光信号，光纤用于传输光信号，检测器用于接收和解码光信号，探测器用于监测光纤系统的工作状态。
光纤传输系统通过这些组件的相互配合，可以实现高速、稳定、安全的光信号传输。
光纤的制造工艺主要包括拉制法、浸镀法和溅射法等。
拉制法是最常用的光纤制造工艺，其主要过程包括预制棒制备、预拉制备、拉制和收线，并通过这一系列工艺流程，可以制备出高质量的光纤。
而浸镀法主要是利用光纤预拉制备的玻璃棒浸入气相腔中，通过化学反应得到光纤。
溅射法是一种将材料溅射到基片上的制备方法，通过控制溅射材料和基片的相对位置和温度，可以得到所需的光纤材料。
光纤的性能主要包括传输损耗、带宽、波长、色散和非线性等。
传输损耗是光信号在光纤中传输过程中损失的光功率，带宽是光纤支持的频率范围，波长是光信号的波长范围，色散是光信号在光纤中传输过程中频率的扩散，非线性是光信号在高功率或长距离传输过程中的非线性效应。
通过对这些性能的研究和优化，可以提高光纤的传输效率和性能稳定性。
光纤的发展趋势主要包括高带宽、长距离传输、低成本和多功能化等。
随着通信需求的增加，对光纤传输系统的带宽和距离要求也越来越高，因此未来光纤的应用将更加趋向于高速、稳定和长距禿传输。
而随着光纤制造技术的不断发展，光纤制造成本将会降低，使光纤技术的普及更加便宜。
光纤通信知识点
光纤通信优点光纤通信之所以受到人们的极大重视，这是因为和其它通信手段相比，具有无以伦比的优越性。
1、通信容量大从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。
虽然目前远远未达到如此高的传输容量，但用一根光纤同时传输24 万个话路的试验已经取得成功，它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。
一根光纤的传输容量如此巨大，而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤，如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，其通信容量之大就更加惊人了。
2、中继距离长由于光纤具有极低的衰耗系数(目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下)，若配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百公里以上。
这是传统的电缆(1.5km)、微波(50km)等根本无法与之相比拟的。
因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。
据报导，用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。
此外，已在进行的光孤子通信试验，已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。
因此，在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。
3、保密性能好光波在光纤中传输时只在其芯区进行，基本上没有光“泄露”出去，因此其保密性能极好。
4、适应能力强适应能力强是指，不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀，可挠性强(弯曲半径大于25 厘米时其性能不受影响)等。
5、体积小、重量轻、便于施工维护光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以水底和架空。
6、原材料来源丰富，潜在价格低廉制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。
因此其潜在价格是十分低廉的。
光纤的重量轻，光缆的重要比电缆轻得多，例如18管同轴电缆1m的重量为11kg，而同等容量的光缆1m重只有90g，这对于在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信更具有重要意义。
还有，光纤柔软可挠，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。
光纤通信基础知识介绍
展宽值（ ps/nm·km ）。
8
同步光缆系统(五）
G.653 G.652
S
C
L
波长 nm
G.653 G.652
C波段色散量 0 ～ 3.5 ps/nm ·km 17～20 ps/nm ·km
9
同步光缆系统(六）
. 零色散波长 0
在某波长 0 处，光纤的材料色散与波导色散相互 抵消，使光纤的总色度色散为零。
13
同步光缆系统(十）
. G.653光纤 1550nm性能最佳光纤（色散移位光纤）。 它主要用于1550 nm波长工作区。 在1550nm波长，色散较小（色散移位），为3.5 ps/nm·km；损耗也很小，为0.15 ~ 0.25dB/km。 但它不能用于WDM方式，因会出现四波混频效 应（FWM）。
34
同步光缆系统(三十一）
例1：某2.5G系统的相关参数为:S点发送光功率 PS=-2～
+3 dBm，R点接收灵敏度 Pr= - 31 ～ -28 dBm，光纤衰减
系数 f = 0.22 dB/km ，求其最大传输距离。
理想情况：
A）、低色散： 2～6 ps/nm.km；
B）、色散斜率小于0.05 ps/nm2 ·km，便于色散补偿；
C）、大的有效面积，可避免出现非线性效应。
15
同步光缆系统(十二）
衰耗: 色散:
S
C
L
理想G.655 光纤特性
波长
nm
16
同步光缆系统(十三）
3、各种光纤应用状况
. G.652光纤 在我国占99%以上。虽称1310nm性能最佳光纤，但绝大 部分却用于1550 nm，其原因是在1310nm无实用化光放 大器。 它可传输2.5G或以2.5G 为基群的WDM系统；但传输 TDM的10G，面临色散受限的难题（色度色散与PMD）。
光通信系统、光缆、光纤知识
光通信系统
——通信光纤
（6）、关于在传输网络建设中的光纤选择等方面的相关建议 （一）G.652和G.655光纤的传输应用选择
目前，应用于长途骨干和城域网的光纤主要是G.652和G.655两种光纤。 对于基于2.5Gb/s及其以下速率的WDM系统，G.652光纤是最佳选择； G.652B/C/D和G.655光纤均能支持基于10Gb/s及更高速率的WDM系统； G.652C/D光纤在城域网中的优势明显。 通常G.652单模光纤在C波段1530~1565nm和L波段1565~1625nm的色散较大， 一般为17~22ps/nm·km。在开通高速率系统及基于单通路高速率的WDM系 统时，可采用色散补偿光纤（DCF）来进行色散补偿。但DCF同时引入较 大的衰减，因此它常与光放大器一起工作，DWDM波长范围越宽，补偿困 难越大。 G.655光纤的基本设计思想是在1550nm窗口工作波长区具有合理的较低的 色散，足以支持10Gb/s的长距离传输而无需色散补偿，同时，其色散值 又保持非零特性，具有一个起码的最小数值，足以抑制非线性影响，适 宜开通具有足够多波长的WDM系统。
光通信基础知识
——系统、光纤、光缆
主要内容
光通信系统概述 光纤知识 光缆知识
2
光通信系统概述
3
光通信系统
通信传输网常用的物理媒体——光纤、微波、电缆 以光纤为通信载体，可提供高速往外通道的光纤传输网已成为目前通 信传输网的主要部分。 一个基本的光纤通信系统由三大部分构成：光发射设备、光纤光缆、 光接收设备。
14
光通信系统
——通信光纤
（3）G.652D光纤的发展与应用 G.652光纤可细分为A、B、C、D四个子类。其中G.652A和 G.652B为常规单模光纤，其水峰处衰减未作优化；G.652C 和G.652D为低水峰单模光纤，永久地降低水峰的衰减。 几种G.652光纤的主要性能区别： 1、G.652C/D规定了1383NM衰减特性，并经氢老化试验， 使OH漂移出长波长，大于1700nm，不在光通信系统的工作 波长范围内 2、G.652B相对于G.652A，PMDQ链路值由0.5降低至0.2 3、G.652D相对于G.652B，降低了水峰衰减，相对于 G.652C降低了偏振模色散。
光纤通信专业知识讲座
图 2.3 光纤旳折射率分布
②按传播模式旳数量分类，能够将光纤分为: 多模光纤(Multi-Mode Fiber，MMF)，
在一定旳工作波上，能够有多种模式在 光纤中传播。
（纵向）方向传播，纵向传播常数为 ，
场相对于时间旳变化是 e jt 。
x
2d
z y
图 2.7光波导旳构造及坐标选用
波导中旳场能够写为：
E
E0
x,
yexp
jt
z
H
H0 x,
yexp jt
z
Ex
j K2
H z y
E z x
Ey
j K2
H z x
E z y
Hx
K
j
2
H z x
E z y
Hy
j K2
J
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U
a
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J
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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；。
光纤通信概述及光纤和光缆基础知识介绍
光纤通信概述及光纤和光缆基础知识介绍一、光纤通信概述光纤通信是一种基于光纤传输信息的技术，它利用光的特性实现信号的传输和处理。
与传统的铜线和无线通信相比，光纤通信具有更高的带宽、更低的信号衰减和更远的传输距离等优点，因此成为国际上普遍采用的通信方式之一。
光纤通信系统通常由三部分组成：光源、传输介质和接收器。
其中，光源产生光信号，光纤负责传输；光接收器接收信号并将其转化为电信号。
光源可以是半导体激光器、发光二极管等，而光接收器则可以是光电二极管、光二极管等。
光纤通信系统具有以下优点：1.高速传输：光纤的传输速度很快，可达到每秒数十亿位的传输速率，远高于传统的铜线通信。
2.信号衰减小：由于光纤中传播的是光信号，而光信号的衰减比电信号小很多，因此在长距离传输时，光纤的信号衰减相对较小，传输质量更好。
3.安全可靠：由于光信号无法被窃听和干扰，因此光纤通信更安全可靠。
二、光纤和光缆基础知识介绍1. 光纤光纤是将光束导入硅基、石英等材料中传播的一种技术。
一般由芯、包层和包覆层组成。
芯是载流介质，包层是用来防止信号泄漏的介质，包覆层是用来保护光纤的外层。
光纤的类型主要有多模光纤和单模光纤两种。
多模光纤的芯的直径一般为50或62.5微米，单模光纤的芯的直径只有几个微米左右。
单模光纤的优点在于传输质量更好，由于芯的直径小，所以功率损失更少，传输距离也更远，但造价也较高。
2. 光缆光缆是用来保护和传输光纤的一种材料。
它主要由光纤、护套、铠装层和防水层等组成。
光缆的护套一般由PVC、LSZH和PE等材料构成，不同的护套材料具有不同的特性，一般用于不同的场合。
光缆比较脆弱，需要特别的保护，因此在光缆的外层一般要铺设防水层、铠装层等来进行保护。
其中的防水层主要作用是保护光缆不能被水泡，铠装层则是为了防止外力对光缆的影响。
三、总结光纤通信是一种现代化的通信技术，它具有高速传输、信号衰减小和安全可靠等优点。
光纤通信系统由光源、传输介质和接收器三部分组成。
光纤通信--相关知识点
光纤通信的关键组件、工作原理、优点光纤通信是一种基于光纤传输光信号的高速通信技术。
它利用光的传输速度快、带宽大的特点，通过光纤传输信号，实现远距离、高速、大容量的通信传输。
光纤通信系统主要包括三个关键组件：1.光发射器（光源）：光发射器产生光脉冲信号，并将其转化为光信号。
常用的光源包括激光二极管（LD）和LED （发光二极管）。
2.光纤传输介质：光纤是一种由高纯度玻璃或塑料制成的细长线材，具有非常高的折射率。
光信号通过光纤的全内反射传输，几乎不会受到衰减和信号干扰。
3.光接收器（光检测器）：光接收器将传输的光信号转化为电信号，并进行数据恢复与处理。
光接收器常用的检测器包括光电二极管（PD）和光电倍增管（PMT）。
光纤通信的工作原理如下：1.数据转换：发送方将需要传输的数据转化为电信号。
2.光发射：光发射器将电信号转化为光信号，并发送到光纤中。
3.光传输：光信号通过光纤快速传输，通过光的全内反射在光纤中进行反射。
4.光接收：光信号到达接收端后，光接收器将光信号转化为电信号。
5.数据处理：接收端的电信号经过电子设备的放大、滤波和解调等处理，最终恢复出原始的数据信息。
光纤通信的优点包括：1.高带宽：光纤通信具有非常高的传输带宽，能够实现大容量的数据传输。
2.高速度：光信号的传输速度非常快，远远超过了传统的铜线传输。
3.长距离传输：光信号在光纤中几乎不衰减，能够实现远距离的信号传输。
4.抗干扰性：光纤通信对电磁干扰和信号衰减的影响较小，信号质量稳定可靠。
5.安全性：光信号在传输过程中不会产生外部电磁辐射，难以被窃听，具有较高的安全性。
光纤通信广泛应用于长途通信、局域网、数据中心互联、无线通信、有线电视和医疗诊断等领域，推动了信息传输速度和容量的大幅提升。
随着技术的进步，光纤通信的应用前景更加广阔。
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严格把控质量关，让生产更加有保障 。2020年12月 上午2时 14分20.12.1102:14December 11, 2020
重规矩，严要求，少危险。2020年12月11日 星期五2时14分 12秒02:14:1211 December 2020
好的事情马上就会到来，一切都是最 好的安 排。上 午2时14分12秒 上午2时14分02:14:1220.12.11
弄虚作假要不得，踏实肯干第一名。02:14:1202:14:1202:1412/11/2020 2:14:12 AM
安全象只弓，不拉它就松，要想保安 全，常 把弓弦 绷。20.12.1102:14:1202:14Dec-2011-Dec-20
重于泰山，轻于鸿毛。02:14:1202:14:1202:14Friday, December 11, 2020
PDH中分插支路信号的过 程
140/34Mbit/s
PDH是逐级复接
34/140Mbit/s
光信号 光
/
电
解
复 34/8Mbit/
用
解s
复
用
解
8/2Mbit/s 复
用
复
8/34Mbit/s
复
用
电 光信号
/ 光
复
用
2/8Mbit/s
用
2Mbit/s
PDH的缺点
从图中看出，在将140Mbit/s信号分/插 出2Mbit/s信号过程中使用了大量的背 靠背设备，需要经过逐次复接和分接 过程。不仅增加了设备的体积、成本、 功耗，还增加了设备的复杂性，降低 了设备的可靠性。
SDH的优点
5、具有多种网络拓扑结构，灵活性强、 具有网络自愈功能。
网络自愈是指当业务信道损坏，导致 业务中断时网络会自动将业务切换到 备用业务信道，使业务能在较短的时 间（ITU-T规定为50ms）以内得以恢 复正常传输。
SDH的优点
6、兼容性 SDH有很强的兼容性（前向兼容性和
后向兼容性），不仅传送PDH业、异 步转移模式的信号ATM、IP、以太网 等信号均可通过SDH网络传送。
的研究。 1986年CCITT开始审议SONET标准，并于1988年通过了第一
批SDH建议。
SDH传输体制的产生
SDH-同步数字体系，是在传统的 传输体制PDH存在很多缺陷，不 能满足大容量通信的要求才产生的。
PDH的缺点
1、两种基群制式（PCM30/32和 PCM24路）三种地区性差别给国 际互通带来困难。
PDH的缺点
4、网管能力弱 PDH信号的帧结构里用于运行维护
工作OAM的开销字节不多，要通过增 加冗余编码来完成线路性能监控功能。
PDH的缺点
点到点的结构，缺乏灵活性。
PDH的组网是一种点到点结构，网 络的保护能力弱。
美国贝尔通信研究所首先提出了用一 整套分等级的标准数字传递结构组成 的同步网络（SONET）体制，CCITT 于1988年接受了SONET概念，并重命 名为同步数字体系SDH，使其成为不 仅适用于光纤传输，也适用于微波和
STM-1：155Mbit/s STM-4：622Mbit/s STM-16：2.5Gbit/s
SDH的优点
2、具有世界统一性标准光接口
SDH信号的线路编码仅对信号进行扰
码，不再进行冗余码的插入，SDH采
用的光线路码标准型光接为口互加通 扰的NRZ码。
厂商B
统一的SDH-N光信号
厂商A
SDH的优点
第一讲 SDH概 述
主要内容
PDH的缺点 SDH的优点 SDH的缺点
SDH的发展背景
1937年，英国人里夫斯发明了PCM，1947年发表了报告， 1957年进入商用，1965年美国人制定了标准。 1966年英籍华人高锟提出用石英玻璃制成光纤来传输电信号。 1970年美国康宁公司研制成功传输损耗为20dB/km的光纤， 1977年光纤通信首次在美国获得商用。 1984年美国贝尔实验室首先开始同步光网络（SONET）
光接口的标准化
标准电接口互通
厂商A
厂商B
2Mbit/s或34Mbit/s
PDH
专用的PDH光信号
厂商B
PDH网络接口的电接口是标准的，光接口没有标准化；SDH的 网络接口对光接口也制订了标准，使得不同厂家的设备在光纤上能 够互通。
PDH的缺点
3、 采用准同步复用技术、按位 复接，使上下业务困难。
3、采用同步复用、（字节间插方式） 使上下业务简单。
由于采用了同步复用方式和灵活的映射结构， 可使PDH低速支路信号在STM-N帧中的位置也是 可预见的，于是可以从STM-N信号中直接分/插出 低速支路信号。节省了大量的复接/分接设备（背 靠背设备），增加了可靠性，减少了信号损伤、 设备成本功耗、复杂性等，使业务的上下更加简 便。
1.3 SDH的缺点
1、频带利用率低 SDH的STM-1信号可复用进63个
2Mbit/s或3个34Mbit/s（相当于 48×2Mbit/s）或1个140Mbit/s的PDH 信号，而PDH140Mbit/s可容纳64个 2Mbit/s。
SDH的缺点
2、指针调整机理复杂 SDH中采用指针技术，指针的作用就
谢谢大家！
是时刻指示低速信号的位置，以便在 拆包时能正确地拆分出所需的低速信 号，保证了SDH从高速信号中直接下 低速信号的功能的实现。但是指针功 能的实现增加了系统的复杂性，最重 要的是使系统产生定时抖动。
SDH的缺点
3、大量的软件使用对系统安 全的影响。
谢谢！
踏实，奋斗，坚持，专业，努力成就 未来。20.12.1120.12.11Friday, December 11, 2020
PDH中设备各厂家各自采用自行开发的线路码 型，典型的例子是mBnB码其中mB为信息码，nB 是冗余码，冗余码的作用是实现设备对线路传输 性能的监控功能，由于冗余码的接入使同一速率 等级上光接口的信号速率大于电接口的标准信号 速率，不仅增加了发光器的光功率代价，而且由 于各厂家在进行线路编码时，为完成不同的线路 监控功能，在信息码后加上不同的冗余码，导致 不同厂家同一速率等级的光接口码型和速率也不 一样，致使不同厂家的设备无法实现横向兼容.
SDH的定义及优点
SDH-同步数字体系，是由一些基本的 网络单元组成，可在光纤上进行同步 信息传输、复用、分插、交叉连接的 传输网络。
SDH的优点
1、具有全世界统一的帧结构和速 率等级结构，使国际互通容易。
基本的信号传输结构等级是同步传输模块-STM-1，相应的速率是155Mbit/s，高等级 的数字信号系列，例如622Mbit/s（STM-4 是将4个 STM-1个通过字节间插同步复接而 成。SDH的速率等级如下：
每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.12.1120.12.1102:1402:14:1202:14:12Dec-20
务实，奋斗，成就，成功。2020年12月11日 星期五2时14分 12秒Fr iday, December 11, 2020
抓住每一次机会不能轻易流失，这样 我们才 能真正 强大。20.12.112020年 12月11日星期 五2时14分12秒20.12.11
准同步数字系列(PDH)
日本系列
400Mb/s
×4
100Mb/s
×332Βιβλιοθήκη b/s×56.3Mb/s
×4
1.5Mb/s
北美系列
274Mb/s
×6
45Mb/s
×7
6.3Mb/s
×4
1.5Mb/s
欧洲系列
565Mb/s
×4
139Mb/s
×4
34Mb/s
×4
8Mb/s
×4
2 Mb/s
PDH的缺点
2、无标准光接口
SDH中分插支路信号的过程
SDH是一步到位，用SDH设备组网简单经济
155Mbit/s 光接口
ADM
155Mbit/s 光接口
2Mbit/s 电信号
SDH的优点
4、网管能力强大 SDH信号的帧结构中安排了丰富的
用于运行维护OAM功能的开销字节， 使网络的监控功能大大加强，也就是 说维护的自动化程度大大加强。
不可麻痹大意，要防微杜渐。20.12.1120.12.1102:14:1202:14:12December 11, 2020
加强自身建设，增强个人的休养。2020年12月11日 上午2时 14分20.12.1120.12.11
追求卓越，让自己更好，向上而生。2020年12月11日星期 五上午2时14分 12秒02:14:1220.12.11