传输基础知识讲义

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1、传输基础知识讲义新疆邮电设计院传输设计部2006年9月传输线路内容提要第一部分：光纤和光缆的基础知识第二部分：长途通信干线光缆传输系统线路工程设计规范传输线路光纤和光缆的基础知识传输线路光纤和光缆的基础知识---目录传输线路光纤和光缆的基础知识--光纤的定义及结构光纤的定义及结构光纤的定义：光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。光纤的结构：多层同轴圆柱体，自内向外为纤芯、包层和涂覆层。一、纤芯和包层（光纤的核心部分）：纤芯由高度透明的材料制成，是光波的主要传输通道；包层的折射率略小于纤芯，使光的传输性能相对稳定。纤芯粗细、纤芯材料和包层材

2、料的折射率，对光纤的特性起决定性影响。二、涂覆层包括一次涂覆、缓冲层和二次涂覆作用：保护光纤不受水汽的侵蚀相机械的擦伤；增加光纤的柔韧性；延长光纤寿命的作用。传输线路光纤和光缆的基础知识--光纤的分类光纤的分类根据光在光纤中的传播方式分为单模光纤和多模光纤。一、单模光纤结构特点：芯子很小，仅8-10μm。传输特点：传输性能好，频带很宽，传输容量很大，传输距离更长。主要用途：主要用于长距离大容量的传输线路。同时，在100MBPS的以太网以至这行的1G千兆网，单模光纤都可支持超过5000m的传输距离。二、多模光纤结构特点：芯径较大，为50μm

3、至100μm。传输特点：可实现多模传输，但传输距离较短，最长可支持2000米的传输距离。主要用途：光缆容许不同光束于一条光缆上传输，故可使用较为廉宜的偶合器及接线器。及10mbps及100mbps的以太网传输。多模光纤用于1GpS千兆网中最高可支持550米的传输距离。传输线路光纤和光缆的基础知识—单模光纤单模光纤分类用于干线传输网建设的光纤主要有以下几种：G.652单模光纤即1310nm波长最佳性能光纤，又称色散未移位光纤。它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光纤。G.652光纤又分为G.652A光纤、G.652B光纤与G.652C光纤、G

4、.652D光纤。G.653色散位移单模光纤即1550nm波长性能最佳光纤，是单波长超长距离传输的最佳光纤。G.6541550nm波长衰耗最小光纤G.654（1.5μm波长色散平坦式单模上损耗最小的光纤）即1550nm波长衰耗最小光纤。传输容量不大，中继距离长，主要用于需要终继距离很长的海底光纤通信。G.655非零色散位移光纤在C波段和L波段的色散较小。新型的G.655光纤可以使有效面积扩大到一般光纤的1.5～2倍，扩大有效面积可以降低功率密度，减少光纤的非线性效应。传输线路光纤和光缆的基础知识—光纤的传输特性光纤的传输特性----传输特性

5、和色散特性一、损耗特性1、定义：光波在光纤中传输，随着距离的增加光功率逐渐下降。2、光纤损耗的原因：主要有吸收损耗、散射损耗，和光纤结构的不完善带来的损耗。（1）吸收损耗：物质的吸收作用将传输的光能变成热能，造成光功率的损失。（2）散射损耗：光纤材料密度的微观变化以及各成分浓度不均匀，使光纤中出现折射率分布不均匀的局部区域，引起光的散射，将一部分光功率散射到光纤外部引起损耗。（3）结构的不完善带来的损耗：本征、弯曲、挤压、杂质、不均匀和对接等。本征损耗：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。弯曲损耗：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散

6、射而损失掉；挤压损耗：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗；杂质损耗：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光造成的损失；不均匀损耗：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。对接损耗：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)、端面与轴心不垂直、端面不平、对接心径不匹配和熔接质量差等。传输线路光纤和光缆的基础知识—光纤的传输特性光纤的传输特性----传输特性和色散特性一、损耗特性（续）3、降低光纤接续损耗的措施：（1）一条线路上尽量采用同一批次的优质裸纤。（减少不均匀损耗）（2）按要求进行光缆架设。（减少弯曲、挤压损耗

7、）（3）接续光缆应在整洁的环境中进行。（降低杂质损耗）（4）选用精度高的光纤端面切割器来制备光纤端面。（降低对接损耗）（5）正确使用熔接机。（降低对接损耗）传输线路光纤和光缆的基础知识—光纤的传输特性光纤的传输特性----传输特性和色散特性二、色散特性1、定义由于光纤中所传信号的不同频率成分，或信号能量的各种模式成分，在传输过程中，因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真，脉冲展宽的物理现象称为色散。2、色散的影响：使传输的信号脉冲畸变，限制了光纤的传输容量和传输带宽。3、色散的分类：分为材料色散，波导色散和模式色散。模式色散仅对多模光

8、纤有效；单模光纤基本上不存在模式色散，其色散主要由材料色散、波导色散组成，其数值远远小于模式色散。---单模光纤能够进行大量大容量传输的原因。4、色散的应用：--色散补偿光纤。在1310nm附