【正文】 第四章 傳輸技術(shù) 光纖通信 SDH傳輸技術(shù) 光波分復(fù)用技術(shù) 微波通信系統(tǒng) 衛(wèi)星通信系統(tǒng) 光纖通信 ?什么是光纖通信？ 光纖通信（ Optical Fiber Communications）是利用 光波作載波 ，以光纖作為傳輸媒質(zhì)將信息從一處傳至另一處的通信方式，已成為現(xiàn)代通信的主要支柱之一，在現(xiàn)代電信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。 光纖通信 ? 光電話： 1880年貝爾 (通信距離 213m) ? 光源：激光（ Laser）器 梅曼 (1960) ? 傳光介質(zhì)：光纖 光纖通 信 之父 —— 高錕 (1966) ? 美國貝爾公司 半導(dǎo)體激光器 (1970) ? 美國康寧公司（ Corning Glass Works）低損耗（ 20dB/km）光纖 (1970) ? 第一條光纖通信系統(tǒng)（ ）： 1976年，在美國亞特蘭大的地下管道中誕生。 光通信歷史 ?第一代 ： 1980年，使用波長 800nm（ nanometer）的砷化鎵激光作為光源，傳輸?shù)乃俾蔬_(dá)到 45Mbps，每 10公里需要一個中繼器增強(qiáng)信號。 ?第二代： 1980年代，使用波長 1300nm的磷砷化鎵銦(InGaAsP)激光，存在 色散 問題。 1981年單模光纖（ singlemode fiber）克服了這個問題。到了 1987年時，一個商用光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)高達(dá) 。 ?第三代：改用波長 1550nm的激光做光源，而且信號的衰減已經(jīng)低至 ，色散幾乎為零，傳輸速率達(dá)到，而且中繼器的間隔可達(dá)到 100公里遠(yuǎn)。 ?第四代、第五代 光通信歷史 ?商用光纖通信系統(tǒng)發(fā)展 光纖 圖 44 光纖剖面結(jié)構(gòu)圖 圖 43 光纖結(jié)構(gòu)圖 光纖導(dǎo)光的條件是什么？ ?結(jié)構(gòu)組成： 纖芯：直徑 5μ m～ 75μ m，主要材料是 SiO2（石英）摻雜微量的摻雜劑提高纖芯的折射率（ n1）； 包層：直徑 100μ m～ 150μ m，通常是純 SiO2，或摻雜微量的 B2O3或 F等，降低折射率（ n2）； （為什么？） 涂覆層：保護(hù)光纖，增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度，厚度為 30μ m～150μ m,未經(jīng)涂覆和套塑時稱為裸光纖。一次涂敷層是為了保護(hù)裸纖而在其表面涂上的聚氨基甲酸乙脂或硅酮樹脂層，厚度一般為 30um ～ 150um。套層又稱二次涂覆或被覆層，多采用聚乙烯塑料或聚丙烯塑料、尼龍等材料。經(jīng)過二次涂敷的裸光纖稱為光纖芯線。 光纖 光纖 （ 1） 按光纖橫截面上折射率分布不同來分類 按照截面上折射率分布的不同可以將光纖分為階躍型光纖和漸變型光纖 ， 其折射率分布分別如下圖所示 。 光纖 光纖光纖的分類(2)按傳輸模式的數(shù)量分類 光纖 多模光纖 就是允許多個模式在其中傳輸?shù)墓饫w，或 者說在多模光纖中允許存在多個分離的傳導(dǎo)模。 單模光纖 就是只能傳輸一種模式的光纖。 什么是傳輸模式？ 光波屬于電磁波范疇，紫外線、可見光、紅外線都屬于光波，光纖通信系統(tǒng)工作在近紅外區(qū)。 波長范圍：近紅外區(qū)，波長 m～ m 三個低損耗窗口： m m m 光纖 （理想工作窗口） ? 光纜依靠其中的纜芯中的光纖（纜芯是由若干根光纖通過一定的結(jié)構(gòu)組合在一起而形成）來完成光信號的傳送任務(wù)，加強(qiáng)件和外護(hù)層起抗拉和外保護(hù)作用。 光纖 光纜由三部分構(gòu)成：纜芯、加強(qiáng)件和外護(hù)層。 一個基本的光纖通信系統(tǒng)由三大部分構(gòu)成：光發(fā)射設(shè)備、光傳輸通道、光接收設(shè)備。光傳輸通道又可細(xì)分為光纖、中繼，以及光纖連接器、耦合器等無源器件。如圖 48。 光發(fā)信機(jī)是實現(xiàn)電 /光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)，它由光源、驅(qū)動器和調(diào)制器組成，其功能是將來自于電子通信設(shè)備的電信號對光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。 光收信機(jī)是實現(xiàn)光 /電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)，它由光檢測器和光放大器組成，其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經(jīng)光檢測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后再將這微弱的電信號經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電子通信設(shè)備。 光纖通信系統(tǒng) 光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調(diào)光信號，經(jīng)過光纖或光纜的遠(yuǎn)距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務(wù)。 光纖通信系統(tǒng) 中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補(bǔ)償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖進(jìn)行修正。 、耦合器等無源器件 由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制 ,且光纖的拉制長度也是有限度的（如 1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機(jī)的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不可少的。 輸出 電信號 調(diào)制 光源 光電檢測 放大恢復(fù) 輸入 電信號 光發(fā)射機(jī) 光纖光纜 光接收機(jī) 圖 48 光纖通信系統(tǒng) 光纖通信系統(tǒng) ?光纖信號傳輸實現(xiàn)過程： 在發(fā)送端：通過調(diào)制完成電 /光變換的功能；由光源輸出的光信號直接耦合到傳輸光纖中； 在接收端，光電檢測器對輸入的光信號進(jìn)行直接檢波，完成光 /電變換的功能，再經(jīng)過放大恢復(fù)等電處理過程，彌補(bǔ)線路傳輸過程中帶來的信號損傷，最后輸出和原始輸入信號相一致的電信號，從而完成整個傳輸過程。 SDH傳輸技術(shù) 在數(shù)字通信系統(tǒng)中，傳送的信號都是數(shù)字化的脈沖序列。這些數(shù)字信號流在數(shù)字交換設(shè)備之間傳輸時，其速率必須完全保持一致，才能保證信息傳送的準(zhǔn)確無誤 ,這就叫做 “ 同步 ” 。 在數(shù)字傳輸系統(tǒng)中，有兩種數(shù)字傳輸系列，一種叫“ 準(zhǔn)同步數(shù)字系列 ” ，簡稱 PDH；另一種叫 “ 同步數(shù)字系列 ” ，簡稱 SDH。 PDH和 SDH 和?準(zhǔn)同步數(shù)字序列 (PDH)的三種體系 原 CCITT推薦了兩類準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接系列。北美和日 本等國采用 PCM 24路系統(tǒng)，即以 群（基群）的數(shù)字速率系列；歐洲和中國等國家采用 PCM 30/32路系統(tǒng)，即以 速率系列。如圖 49。 SDH傳輸技術(shù) PDH和 SDH ?PDH傳輸系統(tǒng)的局限性： (1)PDH是逐級復(fù)用的，當(dāng)要在傳輸節(jié)點從高速數(shù)字流中分出支路信號時，需配備