光网络传输基础知识培训

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,/20,*,传输基,础,础知识,2022/11/3,1,主要内,容,容,一、传,输,输的定,义,义,二、光,纤,纤通信,概,概论,三、传,输,输网基,本,本结构,2022/11/3,2,什么是传输?,传输,就是信号的,传,传递过程。,例如：两台,电,电脑通过网,线,线直接相连,，,，进行数据,的,的拷贝，就,是,是一种传输,的,的方式；同,楼,楼内的,MSC,和,BSC,之间通过电,缆,缆相连，进,行,行信号的传,递,递，也是一,种,种信号传输,的,的方式。,其中的网线,和,和电缆是,传输媒质,，它们的传,

2、输,输距离非常,有,有限，通常,也,也就200,m,左右；当需,要,要进行信号,传,传递的两个,设,设备之间的,距,距离较远时,，,，网线和电,缆,缆无法满足,要,要求，就需,要,要引入一种,的,的新的传输,媒,媒质,光纤,，依靠光纤,进,进行信号的,传,传输我们就,称,称之为,光传输,。,2022/11/3,3,传输的几种,体,体制,传输的体制,有,有多种：,微波、,PDH,、,SDH,、波分（,WDM,）,等都是传输,的,的体制。,其中,PDH,、,SDH,和波分（,WDM,）是利用光,纤,纤做为传输,媒,媒质的，属,于,于光传输的,范,范畴。,2022/11/3,4,主要内容,一、传输,

3、的,的定义,二、光纤,通,通信概论,三、传输,网,网基本结,构,构,2022/11/3,5,光纤通信,概,概论,光纤通信,概,概念光纤通信,以,以光作为,信,信息载体,，,，利用光,纤,纤传输携,带,带信息的,光,光波，以,达,达到通信,之,之目的。,数,数,字,字光纤通,信,信系统的,基,基本组成,：,：光发送,机,机,光接收机,中继器、,光,光纤,2022/11/3,6,光纤通信,概,概论,典型的数,字,字光纤通,信,信系统方,框,框图,光发送机,光纤,中继器,光纤,光接收机,电端机（,模,模,/,数）,模拟信号,电端机（,模,模,/,数）,模拟信号,发送端的,电,电端机把,信,信息（如,

4、话,话音）进,行,行模,/,数转换，,用,用转换后,的,的数字信,号,号去调制,发,发送机中,的,的光源器,件,件,LD,，输出发,出,出携带信,息,息的光波,。,。光波经,光,光纤传输,后,后到达接,收,收端，光,接,接收机把,数,数字信号,从,从光波中,检,检测出来,送,送给电端,机,机，而电,端,端机再进,行,行数,/,模转换，,恢,恢复成原,来,来的信息,。,。,2022/11/3,7,光纤通信,概,概论,携带信息,的,的光波：,数字信号,为,为,1,时，光源,器,器件发送,一,一个,传号,光脉冲；,当数字信,号,号为,0,时，光源,器,器件发送,一,一个,空号,（不发光,）,）。,2

5、022/11/3,8,光纤简介,光纤是由,圆,圆柱形玻,璃,璃纤芯和,玻,玻璃包层,构,构成，最,外,外层是一,种,种弹性耐,磨,磨的塑料,护,护套，整,根,根光纤呈,圆,圆柱形。,2022/11/3,9,纤芯主要,采,采用高纯,度,度的,SiO2,二氧化硅,，,，并掺有,少,少量的掺,杂,杂剂，提,高,高纤芯的,光,光折射率,n1,；,包层也是,高,高纯度的,二,二氧化硅,，,，也掺杂,一,一些掺杂,剂,剂，主要,是,是降低包,层,层的光折,射,射率,n2,；,护套采用,丙,丙烯酸酯,、,、硅橡胶,、,、尼龙，,增,增加机械,强,强度和可,弯,弯曲性。,光,光缆是多,根,根光纤放,在,在放在

6、一,个,个松套管,内,内，内冲,石,石油膏和,钢,钢丝形成,的,的。海底,光,光缆内还,有,有电源线,，,，主要为,中,中继站的,放,放大器等,提,提供电源,。,。,光纤简介,2022/11/3,10,光纤的导,光,光原理,光是一种,频,频率很高,的,的电磁波,，,，而光纤,本,本身是一,种,种介质波,导,导。,我们从几,何,何光学的,角,角度来简,单,单讨论光,纤,纤的导光,原,原理。,全反射原,理,理,光线在均,匀,匀介质中,是,是以直线,传,传播的，,但,但在两种,不,不同介质,的,的分界面,会,会产生反,射,射和折射,现,现象，如,图,图所示：,光纤与光,缆,缆,2022/11/3,1

7、1,全反射原,理,理,光,线,线,在,在,均,均,匀,匀,介,介,质,质,中,中,是,是,以,以,直,直,线,线,传,传,播,播,的,的,，,，,但,但,在,在,两,两,种,种,不,不,同,同,介,介,质,质,的,的,分,分,界,界,面,面,会,会,产,产,生,生,反,反,射,射,和,和,折,折,射,射,现,现,象,象,，,，,如,如,图,图,所,所,示,示,：,：,光,纤,纤,与,与,光,光,缆,缆,包,层,层,纤,芯,芯,折,射,射,光,光,反,射,射,光,光,入,射,射,光,光,光,的,的,反,反,射,射,与,与,折,折,射,射,n2,n1,1,2,3,2022/11/3,12,全,反,

8、反,射,射,原,原,理,理,当,n2/n1,的,比,比,值,值,增,增,大,大,到,到,一,一,定,定,程,程,度,度,，,，,则,则,会,会,使,使,折,折,射,射,角,角,90,度,，,，,此,此,时,时,的,的,折,折,射,射,光,光,线,线,不,不,再,再,进,进,入,入,包,包,层,层,，,，,而,而,会,会,在,在,纤,纤,芯,芯,与,与,包,包,层,层,的,的,分,分,界,界,面,面,上,上,掠,掠,过,过,，,，,或,或,者,者,重,重,返,返,回,回,到,到,纤,纤,芯,芯,中,中,进,进,行,行,传,传,播,播,，,，,这,这,种,种,现,现,象,象,叫,叫,做,做,光,光

9、,的,的,全,全,反,反,射,射,现,现,象,象,。,。,不,难,难,理,理,解,解,，,，,当,当,光,光,在,在,光,光,纤,纤,中,中,发,发,生,生,全,全,反,反,射,射,现,现,象,象,时,时,，,，,由,由,于,于,光,光,线,线,基,基,本,本,上,上,全,全,部,部,在,在,纤,纤,芯,芯,区,区,进,进,行,行,传,传,播,播,，,，,没,没,有,有,光,光,跑,跑,到,到,包,包,层,层,中,中,去,去,，,，,所,所,以,以,可,可,以,以,大,大,大,大,降,降,低,低,光,光,纤,纤,的,的,衰,衰,耗,耗,。,。,光,纤,纤,与,与,光,光,缆,缆,2022/11

10、/3,13,全,反,反,射,射,现,现,象,象,光,纤,纤,与,与,光,光,缆,缆,光,的,的,全,全,反,反,射,射,现,现,象,象,n2,n1,折,射,射,光,光,1,3,入,射,射,光,光,2022/11/3,14,光,在,在,光,光,纤,纤,中,中,的,的,传,传,播,播,光,在,在,光,光,纤,纤,中,中,以,以,“,“,Z,”,”,形,轨,轨,迹,迹,传,传,播,播,及,及,沿,沿,纤,纤,芯,芯,与,与,包,包,层,层,的,的,分,分,界,界,面,面,掠,掠,过,过,光,纤,纤,与,与,光,光,缆,缆,n2,n1,2022/11/3,15,光,纤,纤,工,工,作,作,波,波,长,

11、长,光,纤,纤,的,的,工,工,作,作,波,波,长,长,（,（,工,工,作,作,窗,窗,口,口,）,）,光,线,线,路,路,信,信,号,号,在,在,光,光,纤,纤,上,上,传,传,送,送,的,的,波,波,长,长,：,：,850nm,、,1310nm,、,1550nm,。,850nm,窗,口,口,用,用,于,于,多,多,模,模,传,传,输,输,1310nm,和,1550nm,窗,口,口,用,用,于,于,单,单,模,模,传,传,输,输,。,。,2022/11/3,16,光,纤,纤,简,简,介,介,光,通,通,道,道,参,参,数,数,：,：,衰,衰,减,减,、,、,色,色,散,散,光,信,信,号,号

12、,在,在,光,光,纤,纤,中,中,传,传,输,输,的,的,距,距,离,离,要,要,受,受,到,到,色,色,散,散,和,和,衰,衰,减,减,的,的,双,双,重,重,影,影,响,响,。,。,衰,减,减,使,在,在,光,光,纤,纤,中,中,传,传,输,输,的,的,光,光,信,信,号,号,随,随,着,着,传,传,输,输,距,距,离,离,的,的,增,增,加,加,而,而,功,功,率,率,下,下,降,降,。,。,1310nm,窗,口,口,每,每,公,公,里,里,衰,衰,减,减,：,：,0.4dB/km,1550nm,窗,口,口,每,每,公,公,里,里,衰,衰,减,减,：,：,0.25dB/km,色,散,散,

13、会,会,使,使,在,在,光,光,纤,纤,中,中,传,传,输,输,的,的,数,数,字,字,脉,脉,冲,冲,展,展,宽,宽,，,，,引,引,起,起,码,码,间,间,干,干,扰,扰,，,，,降,降,低,低,信,信,号,号,质,质,量,量,。,。,2022/11/3,17,光纤的,类,类型,G.652,光纤：,在,在,1310nm,波长窗,口,口色散,性,性能最,佳,佳，是,目,目前应,用,用最广,泛,泛的光,纤,纤。,在,1310nm,处，色,散,散小，,衰,衰耗大,；,；,在,1550nm,处，色,散,散大，,衰,衰耗小,；,；,G.653,光纤：,在,在,1550nm,波长，,衰,衰耗和,色,色

14、散皆,为,为最小,值,值，可,实,实现大,容,容量长,距,距离传,输,输。因,出,出现四,波,波混频,效,效应,(FWM),限制了,它,它在,WDM,（波分,复,复用）,方,方面的,应,应用。,光纤与,光,光缆,2022/11/3,18,光纤的,类,类型,G.654,光纤：,1550nm,损耗最,小,小光纤,，,，主要,用,用于长,再,再生中,继,继距离,的,的海底,光,光缆。,G.655,光纤：,克,克服了,G.652,光纤在,1550nm,处色散,受,受限和,G.653,光纤在,1550nm,处出现,四,四波混,频,频效应,的,的缺陷,，,，适用,于,于,WDM,系统。,光纤与,光,光缆,

15、2022/11/3,19,常见光,纤,纤连接,器,器种类,：,：,FC/PC,：,FC,，圆头,尾,尾纤连,接,接器，,PC,，陶瓷,截,截面为,平,平面；,SC/PC,：,SC,，方头,尾,尾纤连,接,接器，,PC,，同上,；,；,FC/APC,：,FC,，同上,，,，,APC,，以截,面,面中心,为,为圆心,，,，向外,倾,倾斜,80,度。,光纤与,光,光缆,2022/11/3,20,光纤,通,通信,的,的优,点,点,通信,容,容量,大,大,从理,论,论上,讲,讲，,一,一根,仅,仅有,头,头发,丝,丝粗,细,细的,光,光纤,可,可以,同,同时,传,传输,1000,亿个,话,话路,。,。目

16、,前,前一,根,根光,纤,纤同,时,时传,输,输,24,万个,话,话路,，,，比,传,传统,的,的明,线,线、,同,同轴,电,电缆,、,、微,波,波等,要,要高,出,出几,十,十乃,至,至上,千,千倍,。,。,中继,距,距离,长,长,光纤,具,具有,极,极低,的,的衰,耗,耗系,数,数。,目,目前,商,商用,化,化石,英,英光,纤,纤已,达,达,0.19dB/km,以下,，,，配,以,以适,当,当的,光,光发,送,送与,光,光接,收,收设,备,备，,中,中继,距,距离,达,达数,百,百公,里,里以,上,上，,特,特别,适,适用,于,于长,途,途一,、,、二,级,级干,线,线通,信,信。,2022/11/3,21,保密,性,性能,好,好，,抗,抗干,扰,扰能,力,力强,由于,光,光的,频,频率,极,极高,，,，远,高,高于,一,一般,的,的电,磁,磁波,的,的频,率,率，,而,而且,光,光波,在,在光,纤,纤中,传,传输,时,时只,在,在其,芯,芯区,进,进行,，,，不,存,存在,传,传统,的,的电,磁,磁波,辐,辐射,，,，因,此,此其,保,保密,性,性能,极,极好,，,，同,时,时也