光接入网认证第一篇基础知识
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光接入网认证第一篇基础知识
考试大纲
光纤通信基础
− 光纤通信特点 − 光纤基本结构 − 光纤导光原理 − 光纤损耗 − 光缆基本知识
PON网络简介
− PON基本原理 − PON系统组成 − GPON和EPON技术比较
PON网络主要技术指标
− 带宽测算 − 光链路衰耗指标和计算
光纤通信的特点
光纤的基本结构及组成
光纤的组成结构 单模光纤尺寸 多模光纤尺寸
光纤主要由纤芯、包层、涂敷层组成。 ✓纤芯的作用是传导光波。 ✓包层的作用是将光波封闭在光纤中传 播。纤芯和包层均由石英材料构成，只 不过是为了形成光波导效应，必须使纤 芯折射率高于包层折射率（即 n1> n2），因而两者石英材料的掺杂情况不 同。 ✓涂敷层的作用是保护光纤不受水汽的 侵蚀和机械的擦伤，同时增加光纤的柔 韧性，它一般采用环氧树脂或硅橡胶。 ✓目前主流应用的光纤有两种尺寸规格， 一种是芯线标称直径规格为 62.5um/ 125um（纤芯直径/包层直径，下同） 或 50 um /125um的多模光纤，一种 是芯线标称直径规格为 9um / 125um 的单模光纤。
≤0.1
≤0.1
1300nm
1324nm
0.092
百度文库
0.35
0.35
0.22
0.22
0.24
0.24
0.2
0.5
11
G.652D
≤0.1
0.35 0.22 0.24 0.2
主流应用光纤性能指标
G.657单模光纤
G.657光纤又称弯曲不敏感光纤，其最主要的特性是具有优异的耐弯曲特性。 按照是否与G.652光纤兼容的原则，G.657光纤划分成了A、B两大类光纤，同时按照最小可弯曲 半径的原则，将弯曲等级分为1，2，3三个等级。
✓普通光纤是在纤芯材料（SiO2） 中掺杂少量的Ge，使得纤芯的折 射率略微高出包层的折射率，满 足光的全反射条件。
6
光纤通信的三个低损窗口：850nm，1310nm，1550nm
7
光纤的损耗
✓G.652光纤弯曲半径不得小于 30mm； ✓G.657A1光纤最小推荐的弯曲半径 为10mm； ✓G.657A2光纤最小推荐弯曲半径为 7.5mm；
单位
µm
mm dB dB
dB/km dB/km dB/km dB/km dB/km
nm ps/nm2 × km
ps/km1/2
技术指标
G.657.A1 G.657.A2
G.657.B2
G.657.B3
（8.6-9.5） ±0.4
（8.6-9.5） ±0.4
（6.3-9.5）±0.4 （6.3-9.5）±0.4
光纤导光原理
折射定理：n1sinθ1=n2sinθ2
✓必须指出的是，根据 θ1=sin1(n2/n1)，只有当光从折射率大 的介质射入折射率小的介质时， 即n2>n1时，才能产生全反射。
✓例如，当光从玻璃射入空气时 能产生全反射；而当光从折射率 小的空气射入折射率大的玻璃时， 就不可能产生全反射。
与接入网工程建设最为相关的主要是： ✓弯曲损耗：建设规范化、人员相关知识 水平和责任心； ✓接续损耗：施工仪器及设备，人员技能； ✓OH根离子吸收：注意光纤的应用环境， 尤其注意阻水及防潮8 ；
光纤主要传输参数
损耗 色散 传输带宽
9
光缆结构及其特点与使用
Q1：光缆结构分为哪三部分？缆芯、加强元件、护层三部分。 Q2：缆芯结构有哪四种？层绞式、骨架式、带式、束管式四种。 Q3：光缆采用什么措施防潮？1、缆芯内填充油膏2、充气方式。
ITU-T G.657（2009）
弯曲等级1（最小弯曲半径10 mm） 弯曲等级2（最小弯曲半径7.5mm） 弯曲等级3（最小弯曲半径5 mm）
A类
B类
(要求与G.652完全兼容)
(不要求与G.652完全兼容)
G.657.A1
--
G.657.A2
G.657.B2
--
G.657.B3
12
主流应用光纤性能指标
− 带宽测算 − 光链路衰耗指标和计算
EPON基本原理 EPON = Ethernet + PON
ONU-specific packet
Splitter 无 源光分路器
ONU-specific packet
802.3 frame header Payload FCS
EPON无源光网络是一种点到多点(Point-to-Multipoint Optical Access Network ) 的光接入网络，是二层采用802.3以太网帧来承载业务的PON系统
色散系数
λ0max
零色散斜率S0max
单位 μm μm μm % nm Gpa dB dB nm nm ps/nm2*km
衰减系数最大 值
PMDQ
1310nm 1550nm 1625nm
M=20段，Q=0.01%
光缆参数 dB/km ps/km1/2
G.652A
≤0.1
0.35 0.22 0.5
G.652B G.652C (8.6-9.5)±0.5 125±1 ≤0.6 ≤1 ≤1260 ≥0.69
10
主流应用光纤性能指标
G.652单模光纤：适用于1310nm和1550nm窗口；在1310波长工作时，理论色散值为零； 在1550波长工作时，传输损耗最小，但色散系数较大
光纤参数
模场直径（1310nm）
包成直径
纤芯同芯度差
包层不圆度
光缆截止波长
筛选应力
宏弯损耗
1550nm 1625nm
λ0min
15 10 15 10 7.5 15 10 7.5 10 7.5 5
10 1 10 1 1 10 1 1 1 1 1
0.25 0.75 0.03 0.1 0.5 0.03 0.1 0.5 0.03 0.08 0.15
1 1.5 0.1 0.2 1 0.1 0.2 1 0.1 0.25 0.45
≤0.5
特性
1310nm模场直径
未成缆光 纤的宏弯
损耗
弯曲半径 弯曲圈数 1550 nm最大值 1625 nm最大值 1310nm
1310nm ~ 1625nm
衰减特性 1383 nm ±3 nm 1550 nm
1625nm
色散特性
零色散波长 零色散斜率
偏振模色 散特性
M Q PMDQ 最大值
G.657单模光纤技术指标
≤0.4
≤0.4
≤0.3
≤0.3
≤0.4
1300~1324 ≤0.092
不规定
20
0.01%
不规定
≤0.20
13
光纤通信基础
− 光纤通信特点 − 光纤基本结构 − 光纤导光原理 − 光纤损耗 − 光缆基本知识
PON网络简介
− PON基本原理 − PON系统组成 − GPON和EPON技术比较
PON网络主要技术指标
考试大纲
光纤通信基础
− 光纤通信特点 − 光纤基本结构 − 光纤导光原理 − 光纤损耗 − 光缆基本知识
PON网络简介
− PON基本原理 − PON系统组成 − GPON和EPON技术比较
PON网络主要技术指标
− 带宽测算 − 光链路衰耗指标和计算
光纤通信的特点
光纤的基本结构及组成
光纤的组成结构 单模光纤尺寸 多模光纤尺寸
光纤主要由纤芯、包层、涂敷层组成。 ✓纤芯的作用是传导光波。 ✓包层的作用是将光波封闭在光纤中传 播。纤芯和包层均由石英材料构成，只 不过是为了形成光波导效应，必须使纤 芯折射率高于包层折射率（即 n1> n2），因而两者石英材料的掺杂情况不 同。 ✓涂敷层的作用是保护光纤不受水汽的 侵蚀和机械的擦伤，同时增加光纤的柔 韧性，它一般采用环氧树脂或硅橡胶。 ✓目前主流应用的光纤有两种尺寸规格， 一种是芯线标称直径规格为 62.5um/ 125um（纤芯直径/包层直径，下同） 或 50 um /125um的多模光纤，一种 是芯线标称直径规格为 9um / 125um 的单模光纤。
≤0.1
≤0.1
1300nm
1324nm
0.092
百度文库
0.35
0.35
0.22
0.22
0.24
0.24
0.2
0.5
11
G.652D
≤0.1
0.35 0.22 0.24 0.2
主流应用光纤性能指标
G.657单模光纤
G.657光纤又称弯曲不敏感光纤，其最主要的特性是具有优异的耐弯曲特性。 按照是否与G.652光纤兼容的原则，G.657光纤划分成了A、B两大类光纤，同时按照最小可弯曲 半径的原则，将弯曲等级分为1，2，3三个等级。
✓普通光纤是在纤芯材料（SiO2） 中掺杂少量的Ge，使得纤芯的折 射率略微高出包层的折射率，满 足光的全反射条件。
6
光纤通信的三个低损窗口：850nm，1310nm，1550nm
7
光纤的损耗
✓G.652光纤弯曲半径不得小于 30mm； ✓G.657A1光纤最小推荐的弯曲半径 为10mm； ✓G.657A2光纤最小推荐弯曲半径为 7.5mm；
单位
µm
mm dB dB
dB/km dB/km dB/km dB/km dB/km
nm ps/nm2 × km
ps/km1/2
技术指标
G.657.A1 G.657.A2
G.657.B2
G.657.B3
（8.6-9.5） ±0.4
（8.6-9.5） ±0.4
（6.3-9.5）±0.4 （6.3-9.5）±0.4
光纤导光原理
折射定理：n1sinθ1=n2sinθ2
✓必须指出的是，根据 θ1=sin1(n2/n1)，只有当光从折射率大 的介质射入折射率小的介质时， 即n2>n1时，才能产生全反射。
✓例如，当光从玻璃射入空气时 能产生全反射；而当光从折射率 小的空气射入折射率大的玻璃时， 就不可能产生全反射。
与接入网工程建设最为相关的主要是： ✓弯曲损耗：建设规范化、人员相关知识 水平和责任心； ✓接续损耗：施工仪器及设备，人员技能； ✓OH根离子吸收：注意光纤的应用环境， 尤其注意阻水及防潮8 ；
光纤主要传输参数
损耗 色散 传输带宽
9
光缆结构及其特点与使用
Q1：光缆结构分为哪三部分？缆芯、加强元件、护层三部分。 Q2：缆芯结构有哪四种？层绞式、骨架式、带式、束管式四种。 Q3：光缆采用什么措施防潮？1、缆芯内填充油膏2、充气方式。
ITU-T G.657（2009）
弯曲等级1（最小弯曲半径10 mm） 弯曲等级2（最小弯曲半径7.5mm） 弯曲等级3（最小弯曲半径5 mm）
A类
B类
(要求与G.652完全兼容)
(不要求与G.652完全兼容)
G.657.A1
--
G.657.A2
G.657.B2
--
G.657.B3
12
主流应用光纤性能指标
− 带宽测算 − 光链路衰耗指标和计算
EPON基本原理 EPON = Ethernet + PON
ONU-specific packet
Splitter 无 源光分路器
ONU-specific packet
802.3 frame header Payload FCS
EPON无源光网络是一种点到多点(Point-to-Multipoint Optical Access Network ) 的光接入网络，是二层采用802.3以太网帧来承载业务的PON系统
色散系数
λ0max
零色散斜率S0max
单位 μm μm μm % nm Gpa dB dB nm nm ps/nm2*km
衰减系数最大 值
PMDQ
1310nm 1550nm 1625nm
M=20段，Q=0.01%
光缆参数 dB/km ps/km1/2
G.652A
≤0.1
0.35 0.22 0.5
G.652B G.652C (8.6-9.5)±0.5 125±1 ≤0.6 ≤1 ≤1260 ≥0.69
10
主流应用光纤性能指标
G.652单模光纤：适用于1310nm和1550nm窗口；在1310波长工作时，理论色散值为零； 在1550波长工作时，传输损耗最小，但色散系数较大
光纤参数
模场直径（1310nm）
包成直径
纤芯同芯度差
包层不圆度
光缆截止波长
筛选应力
宏弯损耗
1550nm 1625nm
λ0min
15 10 15 10 7.5 15 10 7.5 10 7.5 5
10 1 10 1 1 10 1 1 1 1 1
0.25 0.75 0.03 0.1 0.5 0.03 0.1 0.5 0.03 0.08 0.15
1 1.5 0.1 0.2 1 0.1 0.2 1 0.1 0.25 0.45
≤0.5
特性
1310nm模场直径
未成缆光 纤的宏弯
损耗
弯曲半径 弯曲圈数 1550 nm最大值 1625 nm最大值 1310nm
1310nm ~ 1625nm
衰减特性 1383 nm ±3 nm 1550 nm
1625nm
色散特性
零色散波长 零色散斜率
偏振模色 散特性
M Q PMDQ 最大值
G.657单模光纤技术指标
≤0.4
≤0.4
≤0.3
≤0.3
≤0.4
1300~1324 ≤0.092
不规定
20
0.01%
不规定
≤0.20
13
光纤通信基础
− 光纤通信特点 − 光纤基本结构 − 光纤导光原理 − 光纤损耗 − 光缆基本知识
PON网络简介
− PON基本原理 − PON系统组成 − GPON和EPON技术比较
PON网络主要技术指标