光通信基础知识介绍(光纤光缆).ppt

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1、光通信基础知识——光纤、光缆1光通信系统概述光通信系统光纤知识光通信系统光缆知识主要内容2光通信系统概述3光通信系统通信传输网常用的物理媒体——光纤、微波、电缆以光纤为通信载体，可提供高速往外通道的光纤传输网已成为目前通信传输网的主要部分。一个基本的光纤通信系统由三大部分构成：光发射设备、光纤光缆、光接收设备。调制光源光电检测放大恢复输入电信号输出电信号光发射机光纤光缆光接收机光纤通信系统的基本构成4光通信系统——概述1、光纤通信光波为载波，光导纤维为传输介质的通信方式2、光纤通信的特点(1)优点：传输频带极宽，通信容量很大传输衰减小，距离远信号串扰小，传输质量高

2、抗电磁干扰，保密性好光纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设耐化学腐蚀，适用于特殊环境原材料资源丰富,节约有色金属(2)缺点：光纤弯曲半径不宜过小光纤的切断和连接操作技术要求较高分路、耦合操作繁琐5光通信系统——概述3、光缆线路特点：(1)光缆线路的中继距离长。(2)光缆线路一般无需进行充气维护，因为绝大部分光缆均为充油光缆，即缆芯中均充满了石油膏。(3)光缆接头装置及剩余光缆的放置必须按规定方法进行，以保证光纤应有的曲率半径，尽可能地减少光信号衰减。(4)在水泥管孔中布放多条光缆时均需加塑料子管保护。(5)光纤的接续方法与接续设备均比电缆线路复杂，技术含量更高。6光通

3、信系统光纤知识7光通信系统——通信光纤1、光纤(1)光纤的结构光纤由两种不同折射率的玻璃材料拉制而成。多模纤芯的标称直径为50μm或62.5μm，单模光纤纤芯的标称模称直径为9～10μm。D纤芯（n1）包层（n2）D为光纤纤芯直径或模场直径光纤的基本结构8光通信系统——通信光纤一次涂覆层油膏松套管(PBT)光纤松套光纤光纤一次涂覆层缓冲层二次涂覆层紧套光纤(1)光纤的结构9光通信系统——通信光纤(2)光纤的分类按光纤的材料分：石英光纤、塑料光纤(正在研究、试用阶段)按光纤剖面折射率分布分：阶跃型光纤、渐变型光纤见下图按传输的模式分：多模光纤、单模光纤按ITU-T建

4、议分：G.651(渐变型多模光纤)、G.652(普通单模光纤)、G.653(色散位移光纤)、G.654(1550nm性能最佳光纤)、G.655光纤(非零色散位移光纤)10光通信系统——通信光纤n1n2n1n2N(r)n2（a）阶跃型单模光纤（b）阶跃型多模光纤（c）渐变型多模光纤阶跃型光纤、渐变型光纤112、光纤的导光原理n1为纤芯折射率n2为包层折射率12阶跃型光纤的导光原理n2n1光通信系统——通信光纤123、单模光纤的主要参数(1)几何特性：模场直径9～10μm，偏差小于10％；模场同心度误差不得大于1μm，实际商用小于0.5μm。(2)弯曲损耗：宏弯损

5、耗G.652在1550nm,100圈直径为60mm的光纤所增加的损耗不得大于1dB，G.655光纤不应大于0.5dB。(3)衰减：表明了光纤对光能的传输损耗，是对光纤质量评定和确定光纤通信系统中继距离的重要依据。产生衰减的原因：光吸收、光散射常用光纤平均衰减：G.652光纤（B1）1310nm波长:衰减平均值≤0.36dB/km1550nm波长:衰减平均值≤0.22dB/kmG.655光纤（B4）1550nm波长:衰减平均值≤0.22dB/km光通信系统——通信光纤13光通信系统——通信光纤14（4）色散光纤数字通信中，由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模

6、式成分来携带的，这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速率不同，从而引起色散。是影响光纤带宽，限制光纤传输容量的参数。采用色散补偿光纤来降低。色散种类：模间色散（单模光纤无模间色散）波长色散（材料色散、波导色散、折射剖面色散）色散表示方法：群时延差常用光纤色散(系数)G.652光纤（B1）:（1）在1288～1339nm范围内色散系数不大于3.5ps/nm.km（2）1550nm波长的色散系数不大于18ps/nm.kmG.655光纤（B4）:0.1ps/（nm.km）≤D（λ）≤10.0ps/（nm.km）光通信系统——通信光纤15(5)截止波长：λcc单模光纤

7、通常存在某一波长，当所传输的光波长超过该波长时，光纤就只能传播一种模式(基模)的光，而在该波长之下，光纤可传输多种模式(包含高阶模)的光。规定截止波长的目的：确保单模传输条件，防止模式噪声的影响。参考数据：ITU-TG.652光纤在长2m光纤上的截止波长控制范围：1100～1280nm，在长22m光缆上小于1260nm(满足一种指标即可)，G.655光纤未作规定，但应小于1480nm。光通信系统——通信光纤16(6)光纤的机械特性拉力强度：由光纤表面的微裂纹决定筛选应力：0.69GPa静态疲劳：微裂纹、水分和一定的应力(7)光纤的非线性效应在带有掺铒放大器密集波分

8、复用大容量