光通信基础知识PPT课件

纤芯
包层
2b
2a
n
t
突变型多模光纤
纤芯
r
A
包层
2b
2a
n
t
.
渐变型多模光纤
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光通信系统
阶跃型光纤、渐变型光纤
——通信光纤
r 10
纤芯 A
n t
包层 阶跃型单模光纤
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2、光纤的导光原理
光通信系统
——通信光纤
光纤利用光波的全反射原理，将光波限制在纤芯中向前传播。
纤芯 O n1 ＞n2
n1 n2
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光通信系统光纤知识
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光通信系统
——通信光纤
1、光纤 (1)光纤的结构 光纤由两种不同折射率的玻璃材料拉制而成。 多模纤芯的标称直径为50μm或62.5μm，单模光纤纤芯的标称模称直径为
9～10μm。
包层（n2）
纤芯（n1）
D
纤芯的折射率比包层的折射率稍高,损
耗比包层低, 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。
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(1)光纤的结构
紧套光纤
光通信系统
——通信光纤
光纤 一次涂覆层 缓冲层 二次涂覆层
松套光纤
松套管(PBT) 油膏 一次涂覆层 光纤
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光通信系统
——通信光纤
(2)光纤的分类 ➢ 按光纤的材料分：石英光纤、塑料光纤(正在研究、试用阶段) ➢ 按光纤剖面折射率分布分：阶跃型光纤、渐变型光纤见下图 ➢ 按传输的模式分：多模光纤、单模光纤 ➢ 按ITU-T建议分：G.651(渐变型多模光纤)、常规单模光纤(G.652A和
G.652B) 、低水峰单模光纤(G.652C、G.652D) 、G.653(色散位移光纤)、 G.654(1550nm性能最佳光纤)、G.655光纤(非零色散位移光纤)、未来导向 光纤G.656、弯曲损耗不敏感的单模光纤G.657A和G.657B。
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光通信系统
阶跃型光纤、渐变型光纤
r
A
——通信光纤
码. 间干扰
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光通信系统
——通信光纤
（4）色散 ➢色散种类：
模间色散（单模光纤无模间色散） 波长色散（材料色散、波导色散、折射剖面色散） ➢色散表示方法： 群时延差 ➢常用光纤色散(系数) G.652光纤（B1）: （1）在1288～1339nm范围内色散系数不大于3.5 ps/nm.km （2）1550nm波长的色散系数不大于18 ps/nm.km G.655光纤（B4）:0.1ps/（nm.km）.≤D（λ）≤10.0ps/（nm.km） 26
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光通信系统
——通信光纤
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23
光通信系统
——通信光纤
光纤. 总损耗谱
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光通信系统
——通信光纤
（4）色散 光纤数字通信中，由于光Biblioteka Baidu中的信号是由不同的频率成分和不同的模
式成分来携带的，这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速率不同， 从而引起色散。是影响光纤带宽，限制光纤传输容量的参数。采用色散补 偿光纤来降低。
数据汇聚 中心6
汇聚层
数据汇聚 中心3
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光缆 交接箱
数据 用户
接入层
数据 用户
数据 用户
数据 用户
8
光通信系统概述
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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。
输入 电信号
光发射机
调制
光源
光纤光缆
光接收机
光电检 测
放大恢 复
输出 电信号
光纤通信系统的基本构成
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光通信系统
——概述
1、光纤通信 光波为载波，光导纤维为传输介质的通信方式. 2、光纤通信的特点 (1)优点：
– 传输频带极宽，通信容量很大 – 传输衰减小，距离远 – 信号串扰小，传输质量高 – 抗电磁干扰，保密性好 – 光纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设 – 耐化学腐蚀，适用于特殊环境 – 原材料资源丰富,节约有色金属 (2)缺点： – 光纤弯曲半径不宜过小 – 光纤的切断和连接操作技术要求较高 – 分路、耦合操作繁琐
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光通信系统
——概述
3、光缆线路特点： (1)光缆线路的中继距离长。 (2)光缆线路一般无需进行充气维护，因为绝大部分光缆均为 充油光缆，即缆芯中均充满了石油膏。 (3)光缆接头装置及剩余光缆的放置必须按规定方法进行，以 保证光纤应有的曲率半径，尽可能地减少光信号衰减。 (4)在水泥管孔中布放多条光缆时均需加塑料子管保护。 (5)光纤的接续方法与接续设备均比电缆线路复杂，技术含量 更高。
有人中继 站
有人中继 站
中继段
分路站 （柳州）
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6
县中 心4
3、本地网通信线路系统组成
省中心
县中 心1
C4层
县中 心5
地区 中心
县中心 2
县中 心6
C3层
县中 心3
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7
4、城域网通信线路系统组成
数据汇聚 中心4
数据汇聚 中心1
数据 用户
光缆 交接箱
数据汇聚 中心5
数据交换 中心
数据汇聚 中心2
数据 用户
省中心 （杭州)
县间中心 (宁波）
县中心 (余姚）
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我国传统线路网的网路结构
一一级级干干线线
二级干线
本地网线路 （C3）
本地网线路 （C4）
4
1、我国线路网结构
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5
目前我国线路网路结构
2、长途通信线路系统组成
终端站 （南宁）
无人中继 站
无人中继 站
有人中继 站
（王灵）
无人中继 站
终端站 （桂林）
光通信基础知识
——网络、光纤、光缆
二○○九年九月
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1
主要内容
通信网络基础 光通信系统概述 光通信系统光纤知识 光通信系统光缆知识
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2
通信网络基础
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3
1、我国线路网结构
长途干线
省间中心 （北京）
省间中心 （广州）
省中心 （南宁)
本地网线路
县间中心 (桂林）
县中心 (阳朔）
省间中心
省间中心 （上海）
O′ 包层
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光通信系统
——通信光纤
2、光纤的导光原理
光源发出的光射线进入光纤纤芯以后，并不是所有的光射 线都能向前传输的，符合全反射的光射线才能向前传输。
n０
θ2
O
n1
n2
O′
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光通信系统
——通信光纤
3、单模光纤的主要参数 (1)几何特性：模场直径9～10μm，偏差小于10％；模场同心度误差不 得大于1μm，实际商用小于0.5μm。 (2)弯曲损耗：宏弯损耗G.652在1550nm,100圈直径为60mm的光纤所增 加的损耗不得大于1dB，G.655光纤不应大于0.5dB。
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光通信系统
——通信光纤
3、单模光纤的主要参数
(3)衰减：表明了光纤对光能的传输损耗，是对光纤质量评定和确定光 纤通信系统中继距离的重要依据。
产生衰减的原因：光吸收、光散射。 常用光纤平均衰减： G.652光纤（B1） 1310nm波长: 衰减平均值≤0.36 dB/km 1550nm波长: 衰减平均值≤0.22 dB/km 1490nm波长：衰减平均值≤0.3 dB/km G.655光纤（B4） 1550nm波长: 衰减平均值≤0.22 dB/km