光传输系统运行与维护贾璐第2章节光传输系统通信线缆光纤与光缆

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1、光传输系统运行与维护-绪论通信与信息工程系2011年2月课程前言课程以就业为导向，以光传输设备为主线，以维护任务为载体，传授光传输设备运行与维护工作岗位的基础知识和关键知识，掌握光传输网络开通和维护技能。本课程学习方式，以5-6位学生组成小组为单位，以团队合作的方式在学习中学会工作，在工作中学会学习。学习内容光传输网开通光传输网业务配置（SDH光传输设备的组网配置）光传输网维护光传输设备基础维护光传输设备配置维护光传输设备故障处理维护知识学习储备1——光纤通信、光纤与光缆光纤结构与导光原理光纤通信系统基础知识光缆类型及应用场景光

2、通信发展历史探索时期的光通信烽火台旗语1880年美国人贝尔（Bell）发明的光电话光通信发展历史光通信三要素：光源传输介质光检测光通信发展历史难题之一：传输介质理想光传输介质的寻找透明度很高的石英玻璃丝叫做光学纤维，简称“光纤”。1966年7月英藉华人高锟（K.C.Kao)博士和霍克哈姆（C.A.Hockham）发表关于传输介质新概念的论文，指出利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。1970年美国康宁玻璃公司世界上第一根低损耗的石英光纤光通信发展历史难题之二：光源1960年美国梅曼（T.H.

3、Maiman）发明红宝石激光器1970年贝尔研究所的林严雄等人研制出能够在室温下连续工作的半导体激光器。1977年贝尔研究所和日本的电报电话公司几乎同时研制出寿命达100万小时的半导体激光器，从而有了真正实用的激光器。光通信发展历史1976年，美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上第一个实用光纤通信系统的现场试验。1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。1988年第一条横跨大西洋TAT-8海底光缆通信系统建成。1989年第一条横跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光缆通信系统建成。构成Internet局域网有线电视网的干

4、线和分配网构成Internet广域网综合业务光纤接入网通信网光纤通信应用光纤通信应用光纤通信典型应用作为校园骨干传输网光纤通信典型应用光纤接入互联网光纤通信的特点容许频带很宽，传输容量很大损耗很小，中继距离很长且误码率很小重量轻、体积小抗电磁干扰性能好泄漏小，保密性能好节约金属材料，有利于资源合理使用光纤结构光纤有中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。（裸光纤）包层纤芯包层：为光传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护。纤芯：光能量在纤芯中传输；折射率比包层稍高，损耗比包层更低。光纤结构纤芯包层涂敷层护套光纤分类分类

5、方式种类折射率阶跃光纤渐变光纤传输模式单模光纤单个模式多模光纤多个模式传输波长短波长光纤0.85微米长波长光纤1.3-1.6微米超长波长光纤2微米阶跃光纤与渐变光纤多模光纤与单模光纤光纤导光原理P18菲涅耳定律：θ1入射角n1sinθ1=n2sinθ2，θ1=θ3n1n2n1n2θ1当n1>n2θ1>θc时发生全反射（θc：临界角）只要满足全内反射条件连续改变入射角的任何光射线都能在光纤纤芯内传输光纤导光原理满足全反射条

6、件和相位一致条件：光纤就是利用纤芯折射率高于包层折射率的特点，使落于数值孔径内的光线束缚在光纤中，并在芯边界形成全反射，这样循环往复使光信号从一端传送到另一端。n1n2光纤导光原理P21只有端面入射角小于Φ角的光线才在光纤中以全反射的形式向前传播。此Φ角称为光纤波导的孔径角，通常用Φmax表示，而把其正弦函数定义为光纤的数值孔径，用NA表示，即Φmax=arcsin(NA)光纤的数值孔径表示光纤接收入射光的能力。NA越大，光纤接收光的能力也越强。知识学习储备1——光纤通信、光纤与光缆光纤结构与导光原理光纤通信系统基础知识光缆类型

7、及应用场景光纤通信系统P5典型光纤通信系统的原理框图光接收机信源电端机光发射机电端机信宿光纤模数转换数模转换模拟信号模拟信号光纤传输系统光接收机信源电端机光发射机电端机信宿光纤电信号输入光信号输出光信号输入电信号输出发送端把信息进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制光发射机中的光源器件，输出携带信息的光波，光波经光纤传输后达到接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送到电端机，电端机进行数/模转换，恢复原来的信息。光纤通信系统各部分作用光发射机作用：进行电/光转换，并把转换成的光脉冲信号码流输入到光纤中进行传输。光纤作用：完

8、成光波的传输。光接收机作用：进行光/电转换。光发射机基本组成框图：光源LDLED驱动电路直接调制：输出光随电信号变化，技术简单，成本低，调制速率由激光器频率限制。通道耦合器电信号输入光输出光发射机基本组成框图：光源LDLED驱动电路间接调制：调制速率高，技术复杂