通信工程设计基础培训.ppt

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1、光缆线路工程设计培训郑震2004年7月1总体培训目标有概念代查勘（可研、初设）协助完成本地网传输线路工程设计的组网方案2总体培训计划3光传输线路基本知识－提纲传输线路在通信网中所处的位置光纤通信原理光传输线路系统构成光传输线路工程主要设计任务及阶段划分常用线路器材介绍设计规范介绍4传输线路在通信网中所处的位置（１）交换网传输网移动网接入网—按功能分—按性质分业务网支撑网—按范围分国际网长途网本地网通信网的分类5传输线路在通信网中所处的位置(２)接入网长途传输网本地传输网接入网本地传输网通信网6传输线路在通信网中所处的位置(3)长途网城市骨

2、干网接入网终端设备7光纤通信原理－提纲光纤通信发展简史光纤通信的本质光纤通信特点光纤的结构光纤的分类光纤的导光原理单模光纤主要特性参数光纤的种类光缆的结构光缆的种类光纤光缆的选用原则8光纤通信原理－光纤通信简史1966年，高锟提出光通信概念1970年，实验室制出第一条多模光纤，衰耗为20dB/KM1976年，发现1310和1550两个低衰耗窗口1980年，光纤在1550窗口的衰减系数已降到0.2dB/KM1981年，光纤通信开始大规模商用，速率从45M-目前的400Gb/s9光纤通信原理－光纤传输的本质属于有线通信以光波为载频，以光导纤维

3、为介质的通信方式10光纤通信原理－光纤通信特点优点频带宽，容量大传输衰减小，距离远信号干扰小，质量好保密性好原料丰富尺寸小，重量轻缺点脆弱敷设安装不方便11光纤通信原理－光纤的结构(1)通信用光纤的主要成分是高纯度石英，掺杂剂用于改变折射率。纤芯包层一次涂敷层（硅酮树脂或聚氨基甲酸乙脂）1.5cm125um9-50um二次涂敷层（尼龙或聚乙烯）（增加机械性能和弯曲性）12光纤通信原理－光纤的结构(2)二次涂覆的保护结构紧套结构：光纤和套管之间有一个缓冲层，目的为减少外面应力对光纤的作用，它结构简单，使用方便。松套结构：将一次涂覆后的光纤放

4、在一个管子中，管中填充油膏，形成松套结构，它机械性能好，放水性能好，便于成缆。13光纤通信原理－光纤的分类（1）按折射率分：阶跃光纤、渐变光纤rn(r)n1n2d1d2rn(r)n1n2d1d214光纤通信原理－光纤的分类（2）按波长分：长波光纤（1310nm和1550nm）、短波光纤（600-900nm）Λ(nm)α(dB)600-9001310155015光纤通信原理－光纤的分类（3）按传输模式分：多模光纤、单模光纤多模光纤（1）在一定工作波长下，光纤中存在着多各传播模式。（2）芯径为50~75um,包层直径为100~200um。（3

5、）带宽较窄，传输距离及容量有限，一般用于短距离传输。（4）价格低廉。单模光纤（1）光纤的几何尺与光波长相比拟，光纤只允许一种模式（基模HE11）在其中传播，其余的高次模全部截止。（2）纤径为4~10um。（3）避免了模间色散，传输带很宽，传输容量及距离很大，适用于大容量、长距离传输。16光纤通信原理－光纤的分类（4）计算光纤中传播模式数量的经典公式为其中V为归一化频率要实现单模传输，归一化频率V=2.4048。a1为纤芯半径NA为数值孔径λ为光波波长17光纤通信原理-光纤的导光原理（1）全反射原理根据光的折射定律：n1Sinθ1＝：n2S

6、inθ218光纤通信原理-光纤的导光原理（2）n1n219光纤通信原理-光纤的导光原理（3）光在阶跃光纤中传播NA=Sinθc，NA并非越大越好，NA越大，接收光的能力越强，但模式色散越厉害.20光纤通信原理-光纤的导光原理（4）光在渐变光纤中传播21光纤通信原理-单模光纤主要特性参数（1）衰耗a色度色散D（λ）模长直径d截止波长λc偏振模色散PMD22光纤通信原理-单模光纤的特性参数(2)（1）衰耗衰耗散射本征吸收杂质吸收紫外吸收带0.12μm~1μm红外吸收带9μm,12.5μm瑞丽散射结构散射41/λ吸收23光纤通信原理-单模光纤的

7、特性参数(3)光纤衰减曲线用衰减系数来表示损耗，其单位是dB/km0.10.20.30.40.50.61600170014001300120015001100波长(nm)衰减(dB/km)24光纤通信原理-单模光纤主要特性参数(4)（2）色度色散输入脉冲输出脉冲种类：色度色散波导色散多模光纤由二氧化硅引起由波导结构引起模间色散材料色散25光纤通信原理-单模光纤主要特性参数(5)（2）色度色散曲线1600170014001300120015001100Wavelength(nm)20100-10-20Dispersion(ps/nm.km)

8、26光纤通信原理-单模光纤主要特性参数(6)（3）模长直径000I0radius0.135I0描述光强被束缚范围的物理量，单模光纤接受端面上基模光斑的直径。27光纤通信原理-单模光纤主要特性