光通信系統(tǒng)、光纜、光纖知識(已修改)
2025-01-08 13:58 本頁面
【正文】 光通信基礎(chǔ)知識 —— 系統(tǒng)、光纖、光纜 二○一 ○ 年五月 1 光通信系統(tǒng)概述 光纖知識 光纜知識 主要內(nèi)容 2 光通信系統(tǒng)概述 3 光通信系統(tǒng) 通信傳輸網(wǎng)常用的物理媒體 —— 光纖、微波、電纜 以光纖為通信載體，可提供高速往外通道的光纖傳輸網(wǎng)已成為目前通信傳輸網(wǎng)的主要部分。 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、光纖光纜、光接收設(shè)備。 調(diào)制 光源 光電檢測 放大恢復(fù) 輸入 電信號 輸出 電信號 光發(fā)射機 光纖光纜 光接收機 光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成 4 光通信系統(tǒng) —— 概述 光纖通信 光波為載波，光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)的通信方式 光纖通信的特點 (1)優(yōu)點： ? 傳輸頻帶極寬，通信容量很大 ? 傳輸衰減小，距離遠 ? 信號串?dāng)_小，傳輸質(zhì)量高 ? 抗電磁干擾，保密性好 ? 光纖尺寸小，重量輕，便于運輸和敷設(shè) ? 耐化學(xué)腐蝕，適用于特殊環(huán)境 ? 原材料資源豐富 ,節(jié)約有色金屬 (2)缺點： ? 光纖彎曲半徑不宜過小 ? 光纖的切斷和連接操作技術(shù)要求較高 ? 分路、耦合操作繁瑣 5 光通信系統(tǒng) —— 概述 光纜線路特點： (1)光纜線路的中繼距離長。 (2)光纜線路一般無需進行充氣維護，因為絕大部分光纜均為充油光纜，即纜芯中均充滿了石油膏。 (3)光纜接頭裝置及剩余光纜的放置必須按規(guī)定方法進行，以保證光纖應(yīng)有的曲率半徑，盡可能地減少光信號衰減。 (4)在水泥管孔中布放多條光纜時均需加塑料子管保護。 (5)光纖的接續(xù)方法與接續(xù)設(shè)備均比電纜線路復(fù)雜，技術(shù)含量更高。 6 光纖知識 7 光通信系統(tǒng) —— 通信光纖 光纖 (1)光纖的結(jié)構(gòu) 光纖由兩種不同折射率的玻璃材料拉制而成。 多模纖芯的標(biāo)稱直徑為 50μ m或 m，單模光纖纖芯的標(biāo)稱模稱直徑為9～ 10μ m。 D 纖芯（ n1） 包層（ n2） D為光纖纖芯直徑或模場直徑 光纖的基本結(jié)構(gòu) 8 光通信系統(tǒng) —— 通信光纖 一次涂覆層 油膏 松套管 (PBT) 光纖 松套光纖 光纖 一次涂覆層 緩沖層 二次涂覆層 緊套光纖 (1)光纖的結(jié)構(gòu) 9 光通信系統(tǒng) —— 通信光纖 (2)光纖的分類 ? 按光纖的材料分：石英光纖、塑料光纖 (正在研究、試用階段 ) ? 按光纖剖面折射率分布分：階躍型光纖、漸變型光纖見下圖 ? 按傳輸?shù)哪Ｊ椒郑憾嗄９饫w、單模光纖 ? 按 ITUT建議分： (漸變型多模光纖 )、 (普通單模光纖 )、 ? (色散位移光纖 )、 (1550nm性能最佳光纖 )、 光纖 (非零色散位移光纖 ) 10 單模光纖的主要參數(shù) (1)幾何特性：模場直徑 9～ 10μ m，偏差小于 10％；模場同心度誤差不得大于 1μ m，實際商用小于 m。 (2)彎曲損耗：宏彎損耗 1550nm,100圈直徑為 60mm的光纖所增加的損耗不得大于 1dB， 。 (3)衰減：表明了光纖對光能的傳輸損耗，是對光纖質(zhì)量評定和確定光纖通信系統(tǒng)中繼距離的重要依據(jù)。 產(chǎn)生衰減的原因：光吸收、光散射 常用光纖平均衰減： （ B1） 1310nm波長 : 衰減平均值 ≤ dB/km 1550nm波長 : 衰減平均值 ≤ dB/km （ B4） 1550nm波長 : 衰減平均值 ≤ dB/km 光通信系統(tǒng) —— 通信光纖 11 （ 4）色散 光纖數(shù)字通信中，由于光纖中的信號是由不同的頻率成分和不同的模式成分來攜帶的，這些不同的頻率成分和不同的模式成分的傳輸速率不同，從而引起色散。是影響光纖帶寬，限制光纖傳輸容量的參數(shù)。采用色散補償光纖來降低。 ?色散種類：模間色散（單模光纖無模間色散） 波長色散（材料色散、波導(dǎo)色散、折射剖面色散） ?色散表示方法：群時延差 ?常用光纖色散 (系數(shù) ) （ B1） : （ 1） 在 1288～ 1339nm范圍內(nèi)色散系數(shù)不大于 ps/ （ 2） 1550nm波長的色散系數(shù)不大于 18 ps/ （ B4） :（ ） ≤D （ λ ） ≤ （ ） 光通信系統(tǒng) —— 通信光纖 12 (6)光纖的機械特性 ? 拉力強度：由光纖表面的微裂紋決定篩選應(yīng)力： ? 靜態(tài)疲勞：微裂紋、水分和一定的應(yīng)力 (7)光纖的非線性效應(yīng) 在帶有摻鉺放大器密集波分復(fù)用大容量、超高速的光纖通信系統(tǒng)中，由于大的光功率引起信號與光纖的相互作用而產(chǎn)生各種非線性效應(yīng)。 非線性效應(yīng)種類： ? 自相位調(diào)制效應(yīng) (SPM) ? 受激拉曼散射 (SRS) ? 四波混頻 (FWM) 光通信系統(tǒng) —— 通信光纖 13 單模光纖的選用 選用原則： （ 1）工作波長因素 ? 1550nm窗口衰減小，但其在 1550nm窗口色散大，不利于高速系統(tǒng)的長距離傳輸。 ? 1550nm窗口色散為零，但其在波分復(fù)用時會出現(xiàn)四波混頻效應(yīng)，故被限用于單信道高速系統(tǒng)。 ? 1550nm窗口衰減小、色散低，大大
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