华为内部实验课程1.ppt

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1、TA000002光纤通信基础1.21课程目标华为技术一﹑光纤通信概论二﹑光纤与光缆三﹑光发送与光接收2光纤通信概念光纤通信以光作为信息载体，利用光纤传输携带信息的光波，以达到通信之目的。数字光纤通信系统的基本组成：光发送机﹑光接收机﹑光纤光纤通信概论3典型的数字光纤通信系统方框图光纤通信概论华为技术电端机（模/数）光发送机光纤中继器光接收机电端机（模/数）模拟信号模拟信号发送端的电端机把信息（如话音）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LD，输出发出携带信息的光波。光波经光纤传输后

2、到达接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。光纤模拟信号4携带信息的光波：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"（不发光）。光纤通信概论5通信容量大一根光纤同时传输24万个话路，比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍。波分复用技术的采用，把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，通信容量近乎无限。中继距离长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，配以适

3、当的光发送与光接收设备，中继距离达数百公里以上，特别适用于长途一、二级干线通信。光纤通信优点6保密性能好，抗干扰能力强由于光的频率极高，远高于一般的电磁波的频率，而且光波在光纤中传输时只在其芯区进行，不存在传统的电磁波辐射，因此其保密性能极好，同时也不怕外界强电磁场的干扰，抗干扰能力强。便于施工和维护体积小、重量轻。光缆的敷设方式方便灵活。既可以直埋、架空，双可能通过管道和水底敷设。光纤通信优点7光纤的构造光纤呈圆柱形，由纤芯、包层与保护层三大部分组成，如下图：光纤与光缆纤芯包层保护层8外径一般为125

4、um(一根头发平均100um)内径：单模9um多模50/62.5um12595012562.5125光纤的尺寸9光纤的构造纤芯主要采用高纯度的SiO2二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，提高纤芯的光折射率n1；包层也是高纯度的二氧化硅，也掺杂一些掺杂剂，主要是降低包层的光折射率n2；涂层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙，增加机械强度和可弯曲性。光缆是多根光纤放在放在一个松套管内，内冲石油膏和钢丝形成的。海底光缆内还有电源线，主要为中继站的放大器等提供电源。光纤与光缆10光纤的导光原理光是一种频率很高的电磁波，而光纤

5、本身是一种介质波导。我们从几何光学的角度来简单讨论光纤的导光原理。全反射原理光线在均匀介质中是以直线传播的，但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示：光纤与光缆11全反射原理光线在均匀介质中是以直线传播的，但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示：光纤与光缆包层纤芯折射光反射光入射光光的反射与折射n2n112312全反射原理当n2/n1的比值增大到一定程度，则会使折射角≥90度，此时的折射光线不再进入包层，而会在纤芯与包层的分界面上掠过，或者重返回到纤芯中进行传播，这种现象叫

6、做光的全反射现象。不难理解，当光在光纤中发生全反射现象时，由于光线基本上全部在纤芯区进行传播，没有光跑到包层中去，所以可以大大降低光纤的衰耗。光纤与光缆13全反射现象光纤与光缆光的全反射现象n2n1折射光13入射光14光在光纤中的传播光在光纤中以“Z”形轨迹传播及沿纤芯与包层的分界面掠过光纤与光缆n2n115光纤的工作波长（工作窗口）光线路信号在光纤上传送的波长：850nm、1310nm、1550nm。850nm窗口只用于多模传输1310nm和1550nm窗口用于单模传输。光纤与光缆16光纤连接器类型S

7、CLCMT-RJDSCVF-45Opti-Jack17光纤连接器类型与连接方式FC类型18光纤连接器类型与连接方式SC类型19光纤连接器类型与连接方式SC2类型20光通道参数：衰减、色散光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双重影响。衰减使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降。1310nm窗口每公里衰减：0.4dB/km1550nm窗口每公里衰减：0.25dB/km色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间干扰，降低信号质量。光纤与光缆21光纤的类型G.652光纤：在1310nm波长窗

8、口色散性能最佳，是目前应用最广泛的光纤。在1310nm处，色散小，衰耗大；在1550nm处，色散大，衰耗小；G.653光纤：在1550nm波长，衰耗和色散皆为最小值，可实现大容量长距离传输。因出现四波混频效应(FWM),限制了它在WDM（波分复用）方面的应用。光纤与光缆22光纤的类型G.654光纤：1550nm损耗最小光纤，主要用于长再生中继距离的海底光缆。G.655光纤：克服了G.652光纤在1550nm处色散受限和G.653光纤在155