计算机网络设计 第2版 教学课件 作者 易建勋 姜腊林 史长琼 第08章 光纤通信工程设计[增强版].ppt

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1、第8章光纤通信工程设计8.1光纤与光缆【重点】8.2光纤通信设备8.3光纤通信工程设计【重点】8.4光缆线路施工与验收主讲：易建勋18.1光纤与光缆主讲：易建勋28.1光纤与光缆8.1.1光纤通信系统结构1.光纤通信系统概述光纤通信原理：光纤中无光信号为0码，有光信号则为1码。优点：通信容量大（单根光纤理论容量可达20Tbit/s以上），保密好（不易窃听），抗电磁波辐射干扰，防雷击，传输距离长（不中继可达600km）。缺点：光纤连接困难，成本较高。主讲：易建勋38.1光纤与光缆模拟光纤通信系统主要用于模拟电视

2、信号传输、模拟视频监控系统等。通信网络和计算机网络都采用数字通信系统。光纤能不能进行双向和多波长传输，取决于采用的传输技术和光源技术。以太网目前采用单光纤下的单波长和单向传输。采用WDM（波分复用）技术，可以实现单根光纤下的多波长同时传输，甚至单根光纤下的双向多波长信号传输。主讲：易建勋48.1光纤与光缆2.光纤通信系统基本组成数字光纤通信系统包括：光发射机、光缆、光中继器、光接收机。[P194图8-1]单向数字光纤通信系统基本组成主讲：易建勋58.1光纤与光缆（1）光发射机光发射机的功能是实现电-光转换。组

3、成：光源、驱动电路和调制器等。功能：将电信号调制成光信号。光源采用发光二极管（LED）或激光二极管（LD）。（2）光接收机光接收机的功能是实现光-电转换。组成：光检测器和信号放大器等。光信号检测器采用半导体光电二极管（PD）。主讲：易建勋68.1光纤与光缆（3）光纤或光缆光纤构成光传输通道，完成光信号的传送任务。（4）中继器组成：光检测器、光源和判决再生电路等。功能：补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；对波形失真的光脉冲进行整形放大。主讲：易建勋78.1光纤与光缆8.1.2光纤结构和类型1．光纤的基本结构光纤

4、由纤芯、包层、涂层、表皮等组成多条光纤制作在一起时称为光缆。[P194图8-2]光纤和光缆的结构主讲：易建勋88.1光纤与光缆纤芯采用高纯度SiO2，以提高纤芯的光折射率。包层也采用高纯度SiO2，光折射率低于纤芯。涂层保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤。光缆中的芳纶纱等材料，是增加光缆的机械强度。主讲：易建勋98.1光纤与光缆2.光信号在光纤中的传输光纤中纤芯与包层的折射率不同，光源通过特定角度射入光纤后，光纤的包层像一面镜子，使光在纤芯内不断折射前进。光在光纤中的传输路径称为“模”。传输多路径光波的光纤称为多

5、模光纤（MMF）。可将多模光纤简单理解为传输多束光波的光纤。多模光纤只能单向传输，而且不能同时传输多个光波信号。主讲：易建勋108.1光纤与光缆[P195图8-3]光信号在光纤中的传输过程主讲：易建勋118.1光纤与光缆3．多模光纤的基本技术特征突变型多模光纤用于小容量短距离网络。渐变型多模光纤用于中等容量和中等距离网络。单模光纤用于大容量长距离网络系统。多模光纤由于纤芯直径较大，具有较强的集光能力和抗弯曲能力，特别适合于局域网应用。为了降低局域网成本，多模光纤普遍采用价格低廉的发光二极管（LED）作为光源。

6、主讲：易建勋128.1光纤与光缆4．单模光纤的基本技术特征当光纤纤芯的尺寸与光波的波长大致相同时，如纤芯直径在5～10μm时，光波在光纤中以一种模式传播，这种光纤称为单模光纤。可将单模光纤简单的理解为传输一束光波的光纤。单模光纤具有极大的传输带宽，特别适用于大容量和长距离的通信系统。特种单模光纤：双包层单模光纤，三角芯单模光纤，椭圆芯单模光纤等。主讲：易建勋138.1光纤与光缆[案例]特种光纤主讲：易建勋148.1光纤与光缆5．光纤的技术标准多模光纤国际标准有：ITU-TG.651-1998单模光纤的国际标准

7、有：ITU-TG.652-2000ITU-TG.653-2000ITU-TG.654-2000ITU-TG.655-2000ITU-TG.656-2004等。主讲：易建勋158.1光纤与光缆我国大部分城域网采用G.652.a和G.652.b类光纤，这类光纤占总光纤用量的70％左右。G.652.c和G.655光纤主要用于构建大城市的城域网和省际骨干传输网。计算机局域网大量使用G.651多模光纤。G.653和G.654类光纤在国内很少使用。G.655光纤将成为长途骨干传输网的首选光纤。主讲：易建勋168.1光纤与

8、光缆8.1.3光纤的传输特性1.光纤的波段与工作窗口光纤理论带宽非常高，是一种完美的信号传输介质。目前光纤的传输能力与理论值相差较远，光纤的传输能力仅仅是打开了几个窗口而已。ITU-T将光纤可用波段划分为：O（第2窗口）、E、S、C（第3窗口）、L、U六个波段。主讲：易建勋178.1光纤与光缆光纤通信工作波长范围为850～1550nm（频率范围180～300THz），除离子吸收峰（OH-）处外，光纤