光纤通信应用
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
——自动光交换（ASON）
光纤通信的应用类型
• 公用网：市话局间中继、长途干线系统 （国际、 一级、二级）、移动网
• 专用网：铁道、电力、军事、石油、 高速、金融、公安等
• 广电网：HFC图象传输（CATV） • 计算机网：WAN、MAN、FRN、DDN • 用户接入网：FTTC、FTTB、FTTH、FTTO
光纤传输系统
单信道光传输系统
E/O
交
光 端
换
机
O /E/O 中 继 机
O/E
光 端
交
机
换
光纤数字通信系统的技术指标：
（1）误码指标：平均误码率 BER 误码秒 ES 严重误码秒 SES 误码块 EB 误块秒比 ESR
（2）抖动与漂移性能 （3）光发送与接收的技术指标
光纤传输扩容方式
• 光纤通信技术主要围绕提高传输容量与增大 传输距离发展。(PDH——SDH——WDM）
• 提高传输容量的手段有：
1、SDM—采用增加光纤对扩大通信容量。
2、TDM—不断提高信道传输速率。
3、WDM—增加光纤中信道(波长)数量。
• 增大传输距离的方式有：
1、进行光放大 2、采用色散补偿与前向纠
错技术
3、实现光孤子通信
光传输系统主要指标
光纤传输系统发送指标
1、工作波长（λ）：
850nm.1310nm.1550nm(S.C.L波段)
的各种新（增值）业务应运而生 • 光纤通信是电力网通信调度信号传
输的发展方向
光纤通信网络
• 以光波为信号载体，以光导纤维为传输介质的 通信方式即为光纤通信
• 光纤传输具有独特的优越性、巨大的传输带宽 • 目前，百分之八十五以上的信息（语音、数据、
图象）通过光纤传输 • 我国各通信运营商与各行业、部门的专用网建
设的光缆骨干网、城域网及用户接入网总长度 已达680万公里以上
光纤通信的特点
• 传输带宽达数百THz，通信容量极大。 • 传输衰耗低，中继距离长。 • 光缆重量轻、尺寸小，便于敷设与维护。 • 抗电磁干扰,特别有利于电力网通信. • 无信号间串扰，保密性好。 • 材料来源广，成本相对低。
光纤传输的应用问题
–指激光振荡的频谱成分，即波长成分
–单纵模激光器的频率仍有一定的分布范围
• 横模
–指电磁场的横向场分布
–分为基模TEM00和高阶模TEMmn • 偏振模
850 1310 1550 1550 1550 波长扩展
波长范围（nm）
1280-1360 1460-1530 1530-1565 1565-1625 1360-1460
光纤传输系统发送指标
3、光谱特性（Δλ）：
信号脉冲包含的波长范围
4、边模抑制比（SMSR）：
SMSR = Pmain/ Pside≥30dB
Байду номын сангаас
光纤通信系统涉及的产品
（1）光传输设备：光端机、中继机、波分复用机
（2）光纤、光缆及附件：接头盒、终端盒、光配线架
（3）光电器件： 有源器件：光源、光探测器、光放大器、波长转换器等 无源器件：连接器、隔离器、耦合 器、波分复用器等
（4）测试仪器与专用工具： 误码分析仪、光时域反射仪（OTDR）、光谱分析仪 光源、光功率计、光纤熔接机、米勒钳、切割器等。
2.接收动态范围(D)
在保证系统误码指标的条件下，光接收机所 需最小光功率值与所允许的最大光功率值之差。 即：
D = 10lg Pmax/Pmin（Pr） （dB）
不同工作条件下的接收灵敏度
灵敏度与系统误码指标相关!
速率等级 误码指标
BER
2Mb/s STM-4 STM-16
-9
-10
10
10
STM-64
线路传输特性与系统工作波长密切相关。
2、平均发送光功率（Ps） ：
功率单位：mw、μw（制造、购买光源用） dBm（设计、施工、测量用）
dBm=10 Log Ps/1mw（毫瓦分贝值）
光纤工作波段
工作窗口
第一窗口 第二窗口 第三窗口
第四窗口 第五窗口
波 段 标称波长
O波 段 S波 段 C波 段 L波 段 E波段
5、消光比（EXT）：
EXT=P。/P1x100%<10% or 10lgP1/P。>10dB P。：全零码的光功率值，P1：全1码的光功率 值。
光纤传输系统接收指标
1.接收灵敏度(Pr)
在保证系统误码指标的条件下，光接收机所 需要的最小光功率值：
Pr = 10lg Pmin/mw
（dBm）
Pr值决定于系统传输速率、码型以及光探测 器的类型。
光纤通信概述
通信业务的迅猛增长主要体 现为对传输带宽的需求
光纤通信以其独特的优越性、 巨大的传输带宽成为当今最主 要的信息传输方式
光纤通信在所有信息传输领 域均获得广泛应用
通信网与业务应用
• 传输网络是各种通信应用的平台 • 用户规模与业务需求增长推动网络
技术发展 • 为充分利用网络资源，运营商开发
-12
10
接收灵敏度 -50dBm -32dBm -28dBm -20dBm Pr
光纤与光缆
光纤结构
涂复层
包层
纤芯
nn12
包层
涂复层
n1≈1.4672
n2 ≈1.4647
介质折射率的差别形成光波导
光纤光缆制造工艺
• 原料提纯 • 熔炼制棒 • 拉丝涂覆 • 套塑成缆
光纤的类别
可有不同分类方式:
• 按传导模数分：多 模（MMF）单 模（SMF） • 按折射率分布：渐变型（GI） 阶跃型（SI） • 按特殊用途分：
EDF、DCF、LEAF……. • 按ITU-T或IEC文号分：
G.651（ A1 ）、 G.652（ B1 ） G.653（ B2 ）、 G.655（ B4 ）…….
模的概念
• 纵模
• 光纤使用中不能弯曲过小 • 光纤线路的连接操作较复杂
（固定、活动） • 光的分路与耦合较困难
光纤通信的技术演变
大气光通信 1966年：高锟的论点 1970年：光纤（康宁）器件（贝尔）、1976（中国武汉） 系统建设：市话（1982）——长话（1987）——八纵八横 波长应用：850nm——1310nm——1550nm（S、C、L） 光纤应用：MMF——SMF——新型：G.655、LEAF、EDF、DCF 信号类型：模拟——数字（PDH——SDH） 传输速率：8M、34M、140M、——155M、622M、2.5G、10G 使用波长:单一波长——波分复用——密集波分复用(DWDM) 网络技术：光分插复用（OADM）——光交叉连接（OXC）
光纤通信的应用类型
• 公用网：市话局间中继、长途干线系统 （国际、 一级、二级）、移动网
• 专用网：铁道、电力、军事、石油、 高速、金融、公安等
• 广电网：HFC图象传输（CATV） • 计算机网：WAN、MAN、FRN、DDN • 用户接入网：FTTC、FTTB、FTTH、FTTO
光纤传输系统
单信道光传输系统
E/O
交
光 端
换
机
O /E/O 中 继 机
O/E
光 端
交
机
换
光纤数字通信系统的技术指标：
（1）误码指标：平均误码率 BER 误码秒 ES 严重误码秒 SES 误码块 EB 误块秒比 ESR
（2）抖动与漂移性能 （3）光发送与接收的技术指标
光纤传输扩容方式
• 光纤通信技术主要围绕提高传输容量与增大 传输距离发展。(PDH——SDH——WDM）
• 提高传输容量的手段有：
1、SDM—采用增加光纤对扩大通信容量。
2、TDM—不断提高信道传输速率。
3、WDM—增加光纤中信道(波长)数量。
• 增大传输距离的方式有：
1、进行光放大 2、采用色散补偿与前向纠
错技术
3、实现光孤子通信
光传输系统主要指标
光纤传输系统发送指标
1、工作波长（λ）：
850nm.1310nm.1550nm(S.C.L波段)
的各种新（增值）业务应运而生 • 光纤通信是电力网通信调度信号传
输的发展方向
光纤通信网络
• 以光波为信号载体，以光导纤维为传输介质的 通信方式即为光纤通信
• 光纤传输具有独特的优越性、巨大的传输带宽 • 目前，百分之八十五以上的信息（语音、数据、
图象）通过光纤传输 • 我国各通信运营商与各行业、部门的专用网建
设的光缆骨干网、城域网及用户接入网总长度 已达680万公里以上
光纤通信的特点
• 传输带宽达数百THz，通信容量极大。 • 传输衰耗低，中继距离长。 • 光缆重量轻、尺寸小，便于敷设与维护。 • 抗电磁干扰,特别有利于电力网通信. • 无信号间串扰，保密性好。 • 材料来源广，成本相对低。
光纤传输的应用问题
–指激光振荡的频谱成分，即波长成分
–单纵模激光器的频率仍有一定的分布范围
• 横模
–指电磁场的横向场分布
–分为基模TEM00和高阶模TEMmn • 偏振模
850 1310 1550 1550 1550 波长扩展
波长范围（nm）
1280-1360 1460-1530 1530-1565 1565-1625 1360-1460
光纤传输系统发送指标
3、光谱特性（Δλ）：
信号脉冲包含的波长范围
4、边模抑制比（SMSR）：
SMSR = Pmain/ Pside≥30dB
Байду номын сангаас
光纤通信系统涉及的产品
（1）光传输设备：光端机、中继机、波分复用机
（2）光纤、光缆及附件：接头盒、终端盒、光配线架
（3）光电器件： 有源器件：光源、光探测器、光放大器、波长转换器等 无源器件：连接器、隔离器、耦合 器、波分复用器等
（4）测试仪器与专用工具： 误码分析仪、光时域反射仪（OTDR）、光谱分析仪 光源、光功率计、光纤熔接机、米勒钳、切割器等。
2.接收动态范围(D)
在保证系统误码指标的条件下，光接收机所 需最小光功率值与所允许的最大光功率值之差。 即：
D = 10lg Pmax/Pmin（Pr） （dB）
不同工作条件下的接收灵敏度
灵敏度与系统误码指标相关!
速率等级 误码指标
BER
2Mb/s STM-4 STM-16
-9
-10
10
10
STM-64
线路传输特性与系统工作波长密切相关。
2、平均发送光功率（Ps） ：
功率单位：mw、μw（制造、购买光源用） dBm（设计、施工、测量用）
dBm=10 Log Ps/1mw（毫瓦分贝值）
光纤工作波段
工作窗口
第一窗口 第二窗口 第三窗口
第四窗口 第五窗口
波 段 标称波长
O波 段 S波 段 C波 段 L波 段 E波段
5、消光比（EXT）：
EXT=P。/P1x100%<10% or 10lgP1/P。>10dB P。：全零码的光功率值，P1：全1码的光功率 值。
光纤传输系统接收指标
1.接收灵敏度(Pr)
在保证系统误码指标的条件下，光接收机所 需要的最小光功率值：
Pr = 10lg Pmin/mw
（dBm）
Pr值决定于系统传输速率、码型以及光探测 器的类型。
光纤通信概述
通信业务的迅猛增长主要体 现为对传输带宽的需求
光纤通信以其独特的优越性、 巨大的传输带宽成为当今最主 要的信息传输方式
光纤通信在所有信息传输领 域均获得广泛应用
通信网与业务应用
• 传输网络是各种通信应用的平台 • 用户规模与业务需求增长推动网络
技术发展 • 为充分利用网络资源，运营商开发
-12
10
接收灵敏度 -50dBm -32dBm -28dBm -20dBm Pr
光纤与光缆
光纤结构
涂复层
包层
纤芯
nn12
包层
涂复层
n1≈1.4672
n2 ≈1.4647
介质折射率的差别形成光波导
光纤光缆制造工艺
• 原料提纯 • 熔炼制棒 • 拉丝涂覆 • 套塑成缆
光纤的类别
可有不同分类方式:
• 按传导模数分：多 模（MMF）单 模（SMF） • 按折射率分布：渐变型（GI） 阶跃型（SI） • 按特殊用途分：
EDF、DCF、LEAF……. • 按ITU-T或IEC文号分：
G.651（ A1 ）、 G.652（ B1 ） G.653（ B2 ）、 G.655（ B4 ）…….
模的概念
• 纵模
• 光纤使用中不能弯曲过小 • 光纤线路的连接操作较复杂
（固定、活动） • 光的分路与耦合较困难
光纤通信的技术演变
大气光通信 1966年：高锟的论点 1970年：光纤（康宁）器件（贝尔）、1976（中国武汉） 系统建设：市话（1982）——长话（1987）——八纵八横 波长应用：850nm——1310nm——1550nm（S、C、L） 光纤应用：MMF——SMF——新型：G.655、LEAF、EDF、DCF 信号类型：模拟——数字（PDH——SDH） 传输速率：8M、34M、140M、——155M、622M、2.5G、10G 使用波长:单一波长——波分复用——密集波分复用(DWDM) 网络技术：光分插复用（OADM）——光交叉连接（OXC）