【正文】 模光纖的帶寬。 時(shí)域法采用很窄的電脈沖調(diào)制光源，從而產(chǎn)生很窄的光脈沖。光纖對(duì)調(diào)制信號(hào)的響應(yīng)稱為基帶響應(yīng)，它是決定光纖傳輸容量的一個(gè)重要特性，基帶被測(cè)光纖 OTDR OTDR 重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 響應(yīng)既可用時(shí)域表示，也 可用頻域表示。向后散射法是光纜施工和維護(hù)中經(jīng)常使用的一種測(cè)試手段，但向后散射法測(cè)試光纖衰減也有不足之處，主要是測(cè)量結(jié)果受光纖均勻性和光纖反射系數(shù)影響，還與操作者對(duì) OTDR 的游標(biāo)的正確定位密切相關(guān)。 向 后 散 射 法 是 通 過 光 時(shí) 域 反 射 儀 OTDR （ Optical Time Domain Reflectometer）不剪斷光纖來測(cè)試光纖衰減的方法，此法測(cè)試重復(fù)性和精確度比剪斷法差。被測(cè)光纖段的總衰減 )(?A 可由下式計(jì)算： )(lg10)( 21021 dBcccPPA ????? （ ） 其中 c0、 c c2是連接器 0、連接器 連接器 2 的標(biāo)稱平均損耗值（ dB）。插入法測(cè)量過程如下： 首先將注入系統(tǒng)的光纖與接收系統(tǒng)的光纖連接，測(cè)出光功率 )(1?P 。然后保持注入條件不變，在離注入端約 2m處剪斷光纖，測(cè)量此段光纖輸出的光功率 )(1?P 。 截?cái)喾ㄊ歉鶕?jù)光纖衰減定義的測(cè)試方法。光纖衰減是表示光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)能量損失的一個(gè)重要的傳輸參數(shù)。設(shè) Nmax為光纖中最大的模式數(shù)，它可表示為： ?? TVN 221m a x ??? （ ） 其中參數(shù) V定義為： ???? 2/2 102221 anknnaV ?? （ ） 這里 的 V 是光纖的重要參數(shù)之一，它一方面與波導(dǎo)寬度 a 成正比，被稱為歸一化波導(dǎo)寬度；另一方面又與 Ck /0 ?? （ C 為光速）成正比，因而又稱為歸一化頻率。而且各種模式是不連續(xù)的離散的。因?yàn)楣獠ㄊ且环N頻率很高的電磁波。光纖的數(shù)值孔徑 NA 定義為： ???? 2s in 12221m a x nnnNA ? （ ） NA 的物理意義表示光纖接收入射光的能力， NA 越大，表示接收有用光的本重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 領(lǐng)越大。 2．光纖的數(shù) 值孔徑：為了保證在光纖的芯包界面上能發(fā)生全反射，在光纖端面上的入射角必須小于孔徑角，即小于光纖的最大光接收角。 1．光纖芯徑：這是光波導(dǎo)的幾何尺寸，一般說芯徑越大，集光效應(yīng)越好，越有利于遠(yuǎn)距離傳輸。長波長光纖因具有衰耗低、帶寬寬等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于長距離、大容量的光纖通信。 ──短波長光纖與長波長光纖 ① 短波長光纖 在光纖通信發(fā)展的初期，人們使用的光波波長在 ～ 微米范圍內(nèi)（典型值為 微米），習(xí)慣上把在 此波長范圍內(nèi)呈現(xiàn)低衰耗的光纖稱作短波長光纖。 重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 ② 漸變光 纖 漸變光纖是指：光纖軸心處的折射率最大（ n1），而沿剖面徑向的增加而逐漸變小，其變化規(guī)律一般符合拋物線規(guī)律，到了纖芯與包層的分界處，正好降到與包層區(qū)域的折射率 n2 相等的數(shù)值；在包層區(qū)域中其折射率的分布是均勻的即為 n2。 階躍光纖是早期光纖的結(jié)構(gòu)方式，后來在多模光纖中逐漸被漸變光纖所取代（因漸變光纖能大大降低多模光纖所特有的模式色散），但用它來解釋光波在光纖中的傳播還是比較形象的。 此外按光纖的組成成份分類，除目前最常 應(yīng)用的石英光纖之外，還有含氟光纖與塑料光纖等 。 3．折射率擾動(dòng)引起的五種非線性效應(yīng)為：自相位調(diào)制、光孤子形成、交叉相位調(diào)制、調(diào)制不穩(wěn)定和四波混頻。光纖的非線性可分為兩類：受激散射效應(yīng)和折射率擾動(dòng)。它們改變了光纖折射率分布，引起相互垂直的本征偏振以不同的速度傳輸，進(jìn)而造成脈沖展寬；外因則是成纜和敷設(shè)時(shí)的各種作用力，即壓力、彎曲、扭轉(zhuǎn)及光纜連接等都會(huì)引起 PMD。兩個(gè)偏振模的到達(dá)時(shí)間差稱為偏振模色散 PMD。光纖中的光傳輸可描述完全是沿 X軸振動(dòng)和完全是沿 Y 軸上的振動(dòng)或一些光在兩個(gè)軸上的振動(dòng)。 公式： D(λ )＝ Dm ＋ Dw＋ Dp （ ） 4．色散特性 重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 純石英玻璃材料色散與波長的 關(guān)系。 3．光纖的色散 單模光纖中只傳輸基模 LP01,總色散由材料色散、波導(dǎo)色散和折射剖面色散組成。時(shí)延差越大，色散就越嚴(yán)重。 光纖色散主要有：模間色散，材料色散，波導(dǎo)色散等。散射損耗主要有：瑞利散射、米氏散射、受激布里淵散射、受激拉曼散射、附加結(jié)構(gòu)缺陷和彎曲散射、泄漏。光纖中的損耗主要有：本征吸收、雜質(zhì)吸收和結(jié)構(gòu)缺陷吸收。 光纖中的傳輸光能衰減的起因是材料本身、制造缺陷、彎曲、接續(xù)等對(duì)光 能的吸收、散射損 耗。 重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2 光纖及光纖的測(cè)量 2． 1 光纖的傳輸特性 2． 衰減 衰減是光纖的一個(gè)重要的傳輸參數(shù)。 從 前面 光纖通信的幾個(gè)方面的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 來看，完全有理由認(rèn)為光纖通信進(jìn)入了又一次蓬勃發(fā)展的新高潮 ，這次高潮也 勢(shì)必對(duì)整個(gè)電信網(wǎng)和信息業(yè)產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。 IP over Optical 將是最具長遠(yuǎn)生命力的技術(shù)。 但從長遠(yuǎn)看，當(dāng) IP 業(yè)務(wù)量逐漸增加，需要高于 的鏈路容量時(shí)，則最終會(huì)省掉中間的 SDH層， IP 直接在光路上跑，形成十分簡單統(tǒng)一的 IP 網(wǎng)結(jié)構(gòu)（ IP over Optical）。 由于 IP over ATM 有一些缺點(diǎn)如： 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)復(fù)雜、傳輸效率低、開銷損失大 等，而 SDH 與 IP的結(jié)合 則 恰好能彌補(bǔ) IP overATM 的弱點(diǎn)。目前，為了適應(yīng)干線網(wǎng)和城域網(wǎng)的不同發(fā)展需要，已出現(xiàn)了兩種不同的新型光纖，即非零色散光纖（ 光纖）和無水吸收峰光纖（全波光纖）。采用波分復(fù)用系統(tǒng)的主要好處是：（ 1）可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使容量可以迅速擴(kuò)大幾倍至上百倍；（ 2）在大容量長途傳輸時(shí)可以節(jié)約大量光纖和再生器 ，從而大大降低了傳輸成本；（ 3）與信號(hào)速率及電調(diào)制方式無關(guān)，是引入寬帶新業(yè)務(wù)的方便手段；（ 4）利用 WDM 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)交換和恢復(fù)可望實(shí)現(xiàn)未來透明的、具有高度生存性的光聯(lián)網(wǎng)。在理論上，基于時(shí)分復(fù)用的高速系統(tǒng)的速率還有望進(jìn)一步提高，然而，采用電的時(shí)分復(fù)用來提高傳輸容量的作法已經(jīng)接沒有太多潛力可挖了，因而更現(xiàn)實(shí)的出路是轉(zhuǎn)向光的復(fù)用方式。傳統(tǒng)光纖通信的發(fā)展始終按照電的時(shí)分復(fù)用（ TDM）方式進(jìn)行，每當(dāng)傳輸速率提高 4倍，傳輸每比特的成本大約下降 30％～ 40％；因而高比特率系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益大致按指數(shù)規(guī)律增長，這就是為什么光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率在過去 幾十 年來一直在持續(xù)增加的根本原因。 近幾年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，電信管理體制的改革以及電信市場的逐步全面開放，光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)了蓬勃發(fā)展的新局面 。 由于光纖具備一系列優(yōu)點(diǎn)，所以廣泛應(yīng)用于公用通信、有線電視圖像傳輸、計(jì)算機(jī)、 航空 、航天、船艦內(nèi)的通信控制、電力及鐵道通信交通控制信號(hào)、核電站通信、油田、煉油廠、礦井等區(qū)域內(nèi)的通信。 1． 2 光纖通信的特點(diǎn) 與電纜或微波等電通信方式相比，光纖 具有自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn) ： 傳輸頻帶極寬，通信容量很大；由于光纖衰減小，無中繼設(shè)備，故傳輸距離遠(yuǎn)； 串?dāng)_小，信號(hào)傳輸質(zhì)量高；光纖抗電磁干擾，保密性好；光纖尺寸小，重量輕，便于傳輸和鋪設(shè)；耐化學(xué)腐蝕；光纖是石英玻璃拉制成形 ,原材料來源豐富，并節(jié)約了大量有色金屬。 4． 1981 年以后，世界各發(fā)達(dá)國家才將光纖通信技術(shù)大規(guī)模的推入了商用。 1980 年，光纖衰減已降低到 ／ km () ，接近理論值。另一方面，玻璃內(nèi)的 OH 離子對(duì)衰減也有嚴(yán)重的影響。K178。 3． 為了實(shí)現(xiàn)長距離的光纖通信，必須減小光纖的衰減。 2． 1970 年，美國康寧公司首先研制成衰減為 20dB／ km 的光纖。Kao) 預(yù)見利用玻璃可以制成衰減為 20dB／ km 的通信光導(dǎo)纖維 (簡稱光纖 )。光纖的發(fā)展的歷程包括： 1． 1966 年，英籍華人高錕 (C178。 光纖通信技術(shù)是近三十幾年迅猛發(fā)展起來的高新技術(shù)。 重慶郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 1 光纖通信概論 1． 1 光纖通信簡史 光纖通信是以激光作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式。最后是致謝以及參考書籍。 本文詳細(xì)闡述了光纖光纜技術(shù)以及如何進(jìn)行光纜線路工程設(shè)計(jì)。對(duì)于我國來 說，進(jìn)幾年政府對(duì)通信行業(yè)的大力支持，特別是西部大開發(fā)以后偏遠(yuǎn)落后地區(qū)人們對(duì)移動(dòng)通信的需求，對(duì)通信質(zhì)量的要求，都促進(jìn)了通信事業(yè)的迅猛發(fā)展。 隨著國際互連網(wǎng)等信息技術(shù)的廣泛普及應(yīng)用，光纖通信技術(shù)也取得了很大的發(fā)展。 51 參考文獻(xiàn)： 46 6． 1 概述 .............................................................................................................. 46 6． 2 預(yù)算編制依據(jù) .............................................................................................. 47 6． 3 有關(guān)單價(jià)、費(fèi)率及費(fèi)用的取定 .................................................................. 48 7 工作總結(jié)和心得體會(huì) 21 5． 1 光纜線路設(shè)計(jì)的原則和內(nèi)容 ...................................................................... 21 光纜線路路由選擇原理 .................................................................... 21 光纜線路敷設(shè)方式選擇原理 ............................................................ 22 5． 1． 3 光纜選型 ........................................................................................ 22 5． 1． 4 傳輸設(shè)計(jì) ........................................................................................ 23 5． 1． 5 纜線路的防護(hù)設(shè)計(jì)原理 ................................................................ 25 5． 2 光纜通信項(xiàng)目介紹 ...................................................................................... 28 5． 2． 1 工程概況 ........................................................................................ 28 5． 2． 2 設(shè)計(jì)依據(jù) ........................................................................................ 28 5． 2． 3 設(shè)計(jì)范圍 ........................................................................................ 28 5． 2． 4 設(shè)計(jì)思路 ........................................................................................ 29 5． 2． 5 設(shè)計(jì)內(nèi)容及分工 ............................................................................ 29 5． 2． 6 主要工程量 .....................