【正文】 光纖通信系統(tǒng) 光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。 光發(fā)信機(jī)是實(shí)現(xiàn)電 /光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)，它由光源、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器組成，其功能是將來(lái)自于電子通信設(shè)備的電信號(hào)對(duì)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(hào)耦合到光纖或光纜去傳輸。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(wú)源器件。 光纖 光纜由三部分構(gòu)成：纜芯、加強(qiáng)件和外護(hù)層。 什么是傳輸模式？ 光波屬于電磁波范疇，紫外線、可見(jiàn)光、紅外線都屬于光波，光纖通信系統(tǒng)工作在近紅外區(qū)。 光纖 光纖光纖的分類(lèi)(2)按傳輸模式的數(shù)量分類(lèi) 光纖 多模光纖 就是允許多個(gè)模式在其中傳輸?shù)墓饫w，或 者說(shuō)在多模光纖中允許存在多個(gè)分離的傳導(dǎo)模。經(jīng)過(guò)二次涂敷的裸光纖稱(chēng)為光纖芯線。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(shù)脂層，厚度一般為 30um ～ 150um。 ?第三代：改用波長(zhǎng) 1550nm的激光做光源，而且信號(hào)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)。 1981年單模光纖（ singlemode fiber）克服了這個(gè)問(wèn)題。 光通信歷史 ?第一代 ： 1980年，使用波長(zhǎng) 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(gè)中繼器增強(qiáng)信號(hào)。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(guó)貝爾公司 半導(dǎo)體激光器 (1970) ? 美國(guó)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(guó)亞特蘭大的地下管道中誕生。 ?第二代： 1980年代，使用波長(zhǎng) 1300nm的磷砷化鎵銦(InGaAsP)激光，存在 色散 問(wèn)題。到了 1987年時(shí)，一個(gè)商用光纖通信系統(tǒng)的傳輸速率已經(jīng)高達(dá) 。 ?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(shí)稱(chēng)為裸光纖。套層又稱(chēng)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。 光纖 光纖 （ 1） 按光纖橫截面上折射率分布不同來(lái)分類(lèi) 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 。 單模光纖 就是只能傳輸一種模式的光纖。 波長(zhǎng)范圍：近紅外區(qū)，波長(zhǎng) m～ m 三個(gè)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(guò)一定的結(jié)構(gòu)組合在一起而形成）來(lái)完成光信號(hào)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。 一個(gè)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。如圖 48。 光收信機(jī)是實(shí)現(xiàn)光 /電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)，它由光檢測(cè)器和光放大器組成，其功能是將光纖或光纜傳輸來(lái)的光信號(hào)，經(jīng)光檢測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后再將這微弱的電信號(hào)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。其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調(diào)光信號(hào)，經(jīng)過(guò)光纖或光纜的遠(yuǎn)距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測(cè)器上去，完成傳送信息任務(wù)。它的作用有兩個(gè)：一個(gè)是補(bǔ)償光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減；另一個(gè)是對(duì)波形失真的脈沖進(jìn)行修正。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問(wèn)題。 輸出 電信號(hào) 調(diào)制 光源 光電檢測(cè) 放大恢復(fù) 輸入 電信號(hào) 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(hào)傳輸實(shí)現(xiàn)過(guò)程： 在發(fā)送端：通過(guò)調(diào)制完成電 /光變換的功能；由光源輸出的光信號(hào)直接耦合到傳輸光纖中； 在接收端，光電檢測(cè)器對(duì)輸入的光信號(hào)進(jìn)行直接檢波，完成光 /電變換的功能，再經(jīng)過(guò)放大恢復(fù)等電處理過(guò)程，彌補(bǔ)線路傳輸過(guò)程中帶來(lái)的信號(hào)損傷，最后輸出和原始輸入信號(hào)相一致的電信號(hào)，從而完成整個(gè)傳輸過(guò)程。這些數(shù)字信號(hào)流在數(shù)字交換設(shè)備之間傳輸時(shí)，其速率必須完全保持一致，才能保證信息傳送的準(zhǔn)確無(wú)誤 ,這就叫做 “ 同步 ” 。 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(lèi)準(zhǔn)同步數(shù)字復(fù)接系列。如圖 49。 (2)PDH各級(jí)信號(hào)的幀中預(yù)留的開(kāi)銷(xiāo)比特很少，不利于傳送操作管理和維護(hù)（ OAM）信息，不適應(yīng)電信管理網(wǎng)（ TMN）的需要。 (4)更高次群如繼續(xù)采用 PDH將難以實(shí)現(xiàn)。 SDH傳輸技術(shù) PDH和 SDH (1)可以使三種地區(qū)性的 PDH在 SDH網(wǎng)中實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一； (2)可使網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備功能模塊化、系列化； (3)可根據(jù)電信網(wǎng)絡(luò)中心的規(guī)模大小和功能要求靈活進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)配置，從而使網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單、高效和靈活， 并在將來(lái)需要擴(kuò)展時(shí)具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。 ?SDH的優(yōu)點(diǎn) 和?SDH的速率 4 0 G b i t /s3 9 8 1 3 . 1 2 0ST M 2561 0 G b i t /s2 . 5 G b i t /s6 2 2 M b i t /s1 5 5 M b i t /s一般叫法9 9 5 3 . 2 8 0ST M 642 4 8 8 . 3 2