光纤通信网基本知识介绍

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1、通信网基本知识介绍2010年5月华为技术一﹑光纤通信简介二﹑有线传输网三﹑时钟同步网四、接入网五、网络存在问题及发展建议目录光纤通信概念光纤通信是以光作为信息载体，利用光纤传输携带信息的光波，以达到通信之目的。光纤通信光纤通信光纤通信发展阶段1966年英籍华裔学者高琨指出了用光纤进行信息传输的可能性和技术途径；第一阶段（1966～1976年），从基础研究到商业应用的开发时期，实现了短波长（0.85μm）低速率（45或34Mb/s）多模光纤通信系统，无中继距离约10km；第二阶段（1976～1986年），大发

2、展时期，光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长发展到长波长（1.31和1.55μm）,实现了1.31μm、传输速率140～565Mb/s的单模光纤传输系统（PDH），其无中继距离为50～100km；第三阶段（1986年～），全面深入开展新技术研究，实现了1.55μm单模光纤通信系统（SDH），速率达2.5~10Gb/s,无中继距离为100～150km；1996年后，研发波分复用光纤通信系统，每波长传输速率10或40G及光波网络。光纤通信系统组成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典型的数

3、字光纤通信系统方框图光纤通信电端机（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）。光纤通信光纤通信优点通信容量大一根光

4、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。光纤通信光纤通信优点保密性能好，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

5、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。光纤通信光纤的构造光纤呈圆柱形，由纤芯、包层与涂层三大部分组成。进入光纤的光束有一定的发散角，随着光纤相对于光源波长之纤芯半径的变化，能满足全反射条件在光纤中传输的（光）射线数目，即光传导模的数目会有所不同。有多个传导模的光纤称为多模光纤，而只有一个传导模的光纤称之为单模光纤。光纤通信------光纤与光缆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n

6、1；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。光纤通信------光纤与光缆光纤的导光原理光是一种频率很高的电磁波，而光纤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：光纤通信------光纤与光

7、缆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：光纤通信------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n2n1123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。光纤通信------光

8、纤与光缆全反射现象光纤通信------光纤与光缆光的全反射现象n2n1折射光13入射光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通信------光纤与光缆n2n1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。光纤通信------光纤与光缆光通道参数：衰减、色散光