【正文】 格拓?fù)涞?，如圖1－5所示。 圖14通信網(wǎng)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 圖15通信網(wǎng)的其它拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)五、 現(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成及發(fā)展傳統(tǒng)通信系統(tǒng)由傳輸、交換、終端三大部分組成。隨著通信技術(shù)的發(fā)展與用戶需求日益多樣化，現(xiàn)代通信網(wǎng)正處在變革與發(fā)展之中，網(wǎng)絡(luò)類型及所提供的業(yè)務(wù)種類不斷增加和更新，形成了復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)體系。第一層：通信基礎(chǔ)網(wǎng)第二層：業(yè)務(wù)網(wǎng)第三層：應(yīng)用層為了支持各層網(wǎng)絡(luò)的有效運(yùn)行和管理，還需要有支撐網(wǎng)(信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、電信管理網(wǎng))的介入，這些支撐網(wǎng)可以為通信網(wǎng)的某一層或多層服務(wù)。為簡化描述，我們可將通信基礎(chǔ)網(wǎng)簡單看成是一個以光纖、微波接力，衛(wèi)星傳輸為主的傳輸網(wǎng)絡(luò)。通信基礎(chǔ)網(wǎng)的帶寬正在不斷拓寬，將逐步成為未來信息高速公路的傳輸平臺。第二層：傳輸系統(tǒng)：包括傳輸設(shè)備和傳輸復(fù)用設(shè)備。第三層：傳送網(wǎng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)備主要為配線架和數(shù)字交叉連接設(shè)備(ＤＸＣ)，其主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)網(wǎng)傳輸電路的電路調(diào)度、故障切換和分離業(yè)務(wù)。業(yè)務(wù)網(wǎng)包括電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、智能網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等。在各個支撐網(wǎng)中傳送相應(yīng)的控制、檢測信號。六、 現(xiàn)代通信傳輸技術(shù)信息需要在一定的物理媒質(zhì)中傳播，我們將這種物理媒質(zhì)稱為傳輸媒質(zhì)。傳輸從大的分類上來區(qū)分有兩種，一種是電磁信號在自由空間中傳輸，這種傳輸方式叫做無線傳輸；另一種是電磁信號在某種傳輸線上傳輸，這種傳輸方式叫做有線傳輸。最初的微波通信系統(tǒng)都是模擬制式的，它與當(dāng)時的同軸電纜載波傳輸系統(tǒng)同為通信網(wǎng)長途傳輸干線的重要傳輸手段，例如我國城市間的電視節(jié)目傳輸主要依靠的就是微波傳輸。微波按直線傳播，若要進(jìn)行遠(yuǎn)程通信，則需要在高山、鐵塔或高層建筑物頂上安裝微波轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備進(jìn)行中繼通信。其傳輸距離可達(dá)幾千公里主要用于長途通信、移動通信系統(tǒng)基站(BS)與移動交換中心(MSC)之間的信號傳輸及特殊地形的傳播。它是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，從而實(shí)現(xiàn)兩個或多個地面站之間的通信。一顆通信衛(wèi)星總通信容量可實(shí)現(xiàn)上萬路雙向電話和十幾路彩色電視的傳輸。位于印度洋、大西洋、太平洋上空的三顆同步衛(wèi)星，基本可覆蓋全球。若能做到在世界上任何地方的上空都能看到其中一顆衛(wèi)星，則通過星際通信可覆蓋全球。 通信電纜主要包括雙絞線電纜(對稱電纜)同軸電纜等。在全球范圍內(nèi)，對絞電纜接入比例高達(dá) 94%，其通信業(yè)務(wù)正在向非話音業(yè)務(wù)方向發(fā)展。因此，目前利用對絞電纜已形成了種類繁雜的各種寬帶接入新方式，并且日趨普遍。 光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱。光波的波長為微米級，紫外線、可見光、紅外線屬于光波范圍。光纖具有傳輸容量大、傳輸損耗低、抗電磁干擾能力強(qiáng)、易于敷設(shè)和資源豐富等眾多優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于越洋通信、長途干線通信、市話通信和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等許多需要傳輸?shù)膱龊稀Ｒ虼?，在光纖通信中起主導(dǎo)作用的是產(chǎn)生光波的激光器和傳輸光波的光導(dǎo)纖維。光纖是一種介質(zhì)光波導(dǎo)，具有把光封閉在其中并沿軸向進(jìn)行傳播的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)。1. 傳輸頻帶寬、通信容量大理論講，載波頻率越高通信容量越大，因目前使用的光波頻率比微波頻率高103~104倍，所以通信容量約可增加103~104倍。雖然目前遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到如此高的傳輸容量，但用一根光纖同時傳輸24萬個話路的試驗(yàn)已經(jīng)取得成功，它比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波等要高出幾十乃至上千倍以上。在光波長λ=，衰減有最低點(diǎn)，已接近理論極限值。無金屬光纜非常適合于存在強(qiáng)電磁場干擾的高壓電力線路周圍和油田、煤礦等易燃易爆環(huán)境中使用。4. 中繼距離長由于光纖具有極低的衰耗系數(shù)(目前商用化石英光纖已達(dá) )，這是傳統(tǒng)的電纜()微波(50km)等根本無法與之相比擬的。5. 線徑細(xì)、重量輕由于光纖的直徑很小， 左右，因此制成光纜后，直徑要比電纜細(xì)，如8芯光纜的橫截面直徑約10mm，而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。6. 資源豐富光纖的材料主要是石英(二氧化硅)，在地球上是取之不盡用之不竭的，并且很少的原材料就可拉制出很長的光纖。7. 撓性好光纖經(jīng)過表面涂敷后，彎曲直徑為3mm不會折斷。8. 不怕潮濕，耐高壓，抗腐蝕光纖是玻璃制成的，不怕潮濕，不會銹蝕，石英玻璃的熔點(diǎn)在2000℃以上，而一般明火的溫度在1000℃左右。9. 安全保密在傳輸過程中，光波在光纖中傳輸是不會跑出光纖之外的，即使在轉(zhuǎn)彎處，彎曲半徑很小時，漏出的光波也十分微弱。這樣，用什么方法也無法在光纖外面竊聽光纖中傳輸?shù)男畔⒘恕Ｍ瑫r，它也不會干擾其它通信設(shè)備或測試設(shè)備。1. 光纖性質(zhì)脆，需要適當(dāng)?shù)赝糠蠹右员Ｗo(hù)。2. 切斷和連接光纖時，需要高精度的切斷接續(xù)技術(shù)，這在電纜連接時是沒有的。4. 光纖不能輸送中繼器所需要的電能。光纖通信盡管存在上述問題，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展都是可以克服的，不影響光纖的廣泛應(yīng)用。光纖外徑一般為125~140μm，芯徑一般為3~100μm。圖 16 光纖外形示意圖圖17光纖的結(jié)構(gòu)示意圖光纖的結(jié)構(gòu)一般是雙層或多層的同心圓柱體，如 圖17所示。纖芯的作用是傳導(dǎo)光波，包層的作用是將光波封閉在光纖中傳播。為了實(shí)現(xiàn)纖芯和包層的折射率差，必須使纖芯和包層材料有所不同。如果在石英中摻入折射率高于石英的摻雜劑，則就可作為纖芯材料。也就是說，光纖是由兩種不同折射率的玻璃材料拉制而成的。直徑 d1=4μm～50μm，單模光纖的纖芯為4μm～10μm，多模光纖的纖芯為 50μm。(2)包層位于纖芯的周圍。而摻雜劑(如 B2O3)的作用則是適當(dāng)降低包層對光的折射率(n2)，使之略低于纖芯的折射率，即 n1＞n2， 它使得光信號封閉在纖芯中傳輸。一次涂覆層一般使用丙烯酸酯、有機(jī)硅或硅橡膠材料；緩沖層一般為性能良好的填充油膏；二次涂覆層一般多用聚丙烯或尼龍等高聚物。涂覆后的光纖其外徑約 。實(shí)用的光纖不是如圖18a所示的裸露的玻璃絲，而是要在它的外表附加幾層塑料涂層。緊套光纖就是在一次涂覆的光纖上再緊緊地套上一層尼龍或聚乙烯等塑料套管，光纖在套管內(nèi)不能自由活動。圖 18套塑光纖結(jié)構(gòu)二、 光纖的分類光纖的分類方法很多，可以按材料性質(zhì)、折射率分布、套塑方式及按照ITUT建議分類等進(jìn)行分類。既可以按照光纖截面折射率分布來分類，又可以按照光纖中傳輸模式數(shù)的多少、光纖使用的材料或傳輸?shù)墓ぷ鞑ㄩL來分類。常用的分類方法有： (1)按光纖的制造材料分類 按照光纖制造材料的不同，光纖可分為玻璃(石英)光纖和塑料光纖。這種光纖有很低的傳輸損耗和中等程度的傳輸色散。塑料光纖是一種通信用新型光纖，尚處于研制、試用階段。m)數(shù)值孔徑(NA)大(一般為 ~，可與光斑較大的光源耦合使用)及制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。(2)按傳輸模數(shù)量及折射率分布分類按傳輸模的數(shù)量可分為多模光纖和單模光纖。它們的結(jié)構(gòu)及光傳輸情況。表11光纖類型芯徑(μm)折射率差系數(shù)(%)損耗帶寬(MHzkm容易(1 μm精度)單模階躍型9~10~視波長10較難( μm精度)圖19 三類光纖的結(jié)構(gòu)及光傳輸情況(3)按光纖的工作波長分類石英光纖按波長分類，可分為短波長光纖的和長波長光纖。~。實(shí)際上，松套光纖是指圖1 8(b)所示的光纖，其外邊是套上一個較松的套管，光纖在中間可以松動。松套管對光纖能起到抗壓、抗拉的保護(hù)作用。(5)按照 ITU—T 建議分類 為了使光纖具有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟—電信小組(ITU—T)制訂了統(tǒng)一的光纖標(biāo)準(zhǔn)(G 標(biāo)準(zhǔn))。（1) 漸變型多模光纖(G．651光纖) 漸變型多模光纖的工作波長有兩種:，光纖均處于多模工作狀態(tài)。（2) 常規(guī)單模光纖()常規(guī)單模光纖也稱為非色散位移光纖，于1983年開始商用。工作波長既可選用1310nm，又可選用1550nm。，必須引入色散補(bǔ)償光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償，并需引入更多的摻餌光纖放大器來補(bǔ)償由于引入色散補(bǔ)償光纖所產(chǎn)生的損耗。（3) 色散位移光纖() ，于1985年商用。這種光纖非常適合于長距離、單信道、高速光纖通信系統(tǒng)，如可在這種光纖上直接開通20Gbit/s系統(tǒng)，而不需要采取任何色散補(bǔ)償措施。（4) 1550nm性能最佳單模光纖()1550 nm性能最佳單模光纖在1550 nm波長工作窗口具有極小衰減( dB/km)。另外，該光纖的最大特點(diǎn)是工作波長為1310nm的系統(tǒng)將處于多模工作狀態(tài)。這種光纖的缺點(diǎn)是制造困難，價格昂貴，主要用于長距