DWDM系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)

1、1信息產(chǎn)業(yè)部武漢郵電科學(xué)研究院 王加強(qiáng)王加強(qiáng)中國的光通信從這里開始中國的光通信從這里開始DWDM系統(tǒng)與相關(guān)技術(shù)系統(tǒng)與相關(guān)技術(shù)2 王加強(qiáng) 畢業(yè)于北京郵電大學(xué)（原北京郵電學(xué)院） 信息產(chǎn)業(yè)部武漢郵電科學(xué)研究院高級(jí)工程師 中國通信學(xué)會(huì)會(huì)員 光纖通信專業(yè)技術(shù)資格認(rèn)證培訓(xùn)師 具有光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)與施工經(jīng)歷 編著出版專業(yè)技術(shù)教材光纖通信工程 （北郵出版社2003）教師專業(yè)歷簡(jiǎn)介教師專業(yè)歷簡(jiǎn)介3 光纖傳輸系統(tǒng)概述 DWDM 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與指標(biāo) 光纖與光纜 有源與無源光器件 光放大與色散補(bǔ)償技術(shù) DWDM 系統(tǒng)應(yīng)用代碼 DWDM 系統(tǒng)設(shè)備配置內(nèi)內(nèi) 容容 提提 要要41966年：高錕的論點(diǎn)1970年：光纖（康寧）器件

2、（貝爾）、1976（中國武漢）系統(tǒng)建設(shè)：市話（1982）長(zhǎng)話（1987）八縱八橫波長(zhǎng)應(yīng)用：850nm1310nm1550nm（S、C、L）光纖應(yīng)用：MMSM新型：G.655、LEAF、EDF、DCF信號(hào)類型：模擬數(shù)字（PDHSDH）傳輸速率：8M、34M、140M、155M、622M、2.5G、10G使用波長(zhǎng):單一波長(zhǎng)波分復(fù)用密集波分復(fù)用(DWDM)光纖傳輸技術(shù)演變光纖傳輸技術(shù)演變5光纖傳輸?shù)膽?yīng)用類型光纖傳輸?shù)膽?yīng)用類型 電信網(wǎng)：長(zhǎng)途干線系統(tǒng)、城域網(wǎng)系統(tǒng) 移動(dòng)網(wǎng)（骨干網(wǎng)、交換-基站、光纖直放） 專用網(wǎng)：鐵道、電力、軍事、化工、高速 廣電網(wǎng)：HFC圖象傳輸（CATV） 計(jì)算機(jī)網(wǎng)：城域網(wǎng)、局域網(wǎng) 用

3、戶接入：FTTC、FTTB、FTTHASON6光纜傳輸?shù)牟煌瑧?yīng)用網(wǎng)絡(luò)干線光網(wǎng)絡(luò)干線光網(wǎng)絡(luò)城域光網(wǎng)絡(luò)城域光網(wǎng)絡(luò)辦公室辦公室接入光網(wǎng)絡(luò)接入光網(wǎng)絡(luò)7移動(dòng)電話網(wǎng)由移動(dòng)臺(tái)、中繼傳輸系統(tǒng)、基站和移動(dòng)交換局組成移動(dòng)交換局和基站之間通過中繼線相連，基站和移動(dòng)臺(tái)之間為無線接入方式移動(dòng)交換局又和本地電話網(wǎng)中的市話局相連組成移動(dòng)電話網(wǎng) 移動(dòng)通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)移動(dòng)通信網(wǎng)的結(jié)構(gòu)8CATVCATV光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)光網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) (HFC)(HFC)前 端服務(wù)區(qū)2002000家庭用戶干線放大器線路延伸器干線網(wǎng)干線網(wǎng)(星型星型)配線網(wǎng)配線網(wǎng)(樹型樹型)用戶引入線用戶引入線分路器分路器分路器9用戶接入網(wǎng)基本應(yīng)用結(jié)構(gòu)用戶接入網(wǎng)基本應(yīng)用結(jié)構(gòu)(PO

4、N)交換機(jī)交換機(jī)OLTOLTOLT1:N1:N1:NnONUpFTTCFTTBFTTH傳輸鏈路傳輸鏈路ONUONU10傳輸方式的變化傳輸方式的變化 支持信息傳輸?shù)娜竺浇椋?1、數(shù)字微波傳輸 2、衛(wèi)星傳輸 3、光纖傳輸 光纖傳輸具有獨(dú)特的優(yōu)越性、巨大的傳輸帶寬 目前，百分之八十以上的信息通過光纖傳輸 全國各運(yùn)營(yíng)商及專網(wǎng)光纜線路長(zhǎng)度已達(dá)350萬公里以上11光纖傳輸擴(kuò)容方式光纖傳輸擴(kuò)容方式 光纖通信技術(shù)主要圍繞提高傳輸容量與增大傳輸距離發(fā)展。光纖通信技術(shù)主要圍繞提高傳輸容量與增大傳輸距離發(fā)展。(PDHSDHWDM(PDHSDHWDM） 提高傳輸容量的手段有： 1、SDM采用增加光纖對(duì)擴(kuò)大通信容量。

5、 2、TDM不斷提高信道傳輸速率。 3、WDM增加信道數(shù)量。 增大傳輸距離的方式有： 1、進(jìn)行光放大 2、采用色散補(bǔ)償與前向糾錯(cuò)技術(shù) 3、實(shí)現(xiàn)光孤子通信12波分復(fù)用擴(kuò)容波分復(fù)用擴(kuò)容（WDMWDM） WDM的含義的含義Wavelength Division Multiplexing利用一根光纖可以同時(shí)傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)的光載波的特點(diǎn)，把光纖可能應(yīng)用利用一根光纖可以同時(shí)傳輸多個(gè)不同波長(zhǎng)的光載波的特點(diǎn)，把光纖可能應(yīng)用的波長(zhǎng)范圍劃分成若干個(gè)波段，每個(gè)波段用作一個(gè)獨(dú)立的通道傳輸一種預(yù)定的波長(zhǎng)范圍劃分成若干個(gè)波段，每個(gè)波段用作一個(gè)獨(dú)立的通道傳輸一種預(yù)定波長(zhǎng)（其信號(hào)類型、制式與速率均可不同）的光信號(hào)。波長(zhǎng)（其

6、信號(hào)類型、制式與速率均可不同）的光信號(hào)。合波器合波器Tx 1Tx nEDFA分波器分波器Rx 1Rx nEDFAEDFA13DWDM的特點(diǎn)的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 充分利用光纖帶寬實(shí)現(xiàn)超大容量傳輸 EDFA 直接光放大，降低成本 對(duì)速率和調(diào)制方式透明 系統(tǒng)升級(jí)容易 有限的傳輸速率可降低光纖色散的影響 網(wǎng)絡(luò)層次分明，業(yè)務(wù)調(diào)度方便 適應(yīng)未來光網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的要求 高容量,低成本,透明性,波長(zhǎng)分插復(fù)用14DWDM的特點(diǎn)主要技術(shù)問題主要技術(shù)問題 光纖非線性的影響,特別是四波混頻 需寬帶增益平坦的光放大器 光源的波長(zhǎng)穩(wěn)定性和波長(zhǎng)一致性 光無源器件的插入衰耗及可靠性15 TDM和和WDM技術(shù)合用技術(shù)合用 利用利用TDM

7、TDM和和WDMWDM兩種技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)容量巨增兩種技術(shù)使網(wǎng)絡(luò)容量巨增1. 根據(jù)不同的光纖類型選擇TDM的最高傳輸速率2. 根據(jù)傳輸容量的大小選擇DWDM復(fù)用的光信道數(shù) WDMWDM的容量（總傳輸速率）的容量（總傳輸速率）由兩方面因素決定：可同時(shí)使用的波道數(shù)N，以及每一波道可傳輸?shù)淖畲笏俾剩ㄈ萘浚￢， WDM的容量即傳輸?shù)淖畲笮畔⑺俾蔆=N V。16 6416 8 1 比特率比特率(TDM)2.5Gb/s 10Gb/s 40Gb/s20Gb/s 80Gb/s 320Gb/s40Gb/s 160Gb/s 640Gb/s160Gb/s 640Gb/s 2.56Tb/sWDM 通路數(shù)通路數(shù)網(wǎng)絡(luò)容量演進(jìn)網(wǎng)

8、絡(luò)容量演進(jìn)17都是傳輸技術(shù)，SDH使用的是TDM技術(shù)（電域），而WDM使用的主要是WDM技術(shù)光域）。一般來說在WDM系統(tǒng)中的每一波道仍然使用的是TDM技術(shù)所以通常WDM可以作為SDH的傳輸平臺(tái)，即SDH可作為WDM系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)來傳輸。WDM和SDH的關(guān)系18WDM系統(tǒng)在傳送網(wǎng)中的位置系統(tǒng)在傳送網(wǎng)中的位置SDH通道層通道層WDM光路光路層層電路層（如電路層（如ATM，IP等等）IP路由層路由層DXCADMOADMWDM系統(tǒng)系統(tǒng)OXCATM19光波分復(fù)用應(yīng)用類型光波分復(fù)用應(yīng)用類型 DWDM (Dense WDM) DWDM (Dense WDM) 密集波分復(fù)用密集波分復(fù)用波長(zhǎng)間隔小于波長(zhǎng)間隔小于1

9、000GHz (1000GHz (約約8nm8nm），一般在），一般在1550nm1550nm窗口采用，窗口采用，用于長(zhǎng)距離傳輸用于長(zhǎng)距離傳輸CWDM (Coarse WDM) CWDM (Coarse WDM) 粗波分復(fù)用粗波分復(fù)用波長(zhǎng)間隔介于波長(zhǎng)間隔介于10nm 10nm 到到50nm50nm，通常為，通常為20nm20nm，可在，可在1310nm1310nm和和1550nm1550nm窗口采用，用于城域網(wǎng)窗口采用，用于城域網(wǎng)WWDM (Wide WDM) WWDM (Wide WDM) 寬波分復(fù)用寬波分復(fù)用波長(zhǎng)間隔大于波長(zhǎng)間隔大于50nm50nm，一般指，一般指1310nm/1550nm

10、1310nm/1550nm復(fù)用，仍用于復(fù)用，仍用于接入網(wǎng)，但很少用于長(zhǎng)距離傳輸接入網(wǎng)，但很少用于長(zhǎng)距離傳輸20 以信道速率分類：以信道速率分類：2.5Gbit/s 、10Gbit/s及混合速率及混合速率 以以信號(hào)類型分類：信號(hào)類型分類：數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)和模擬信號(hào) 以信道承載以信道承載業(yè)務(wù)類型分類業(yè)務(wù)類型分類：PDH、SDH、ATM、 IP 或混合業(yè)務(wù)等或混合業(yè)務(wù)等 以信道數(shù)分類：以信道數(shù)分類： 4 、8 、16 、32 .160 .等等 以總?cè)萘糠诸悾阂钥側(cè)萘糠诸悾?20Gbit/s、 40Gbit/s、 1.6Tbit/s等等 以傳輸方向分類：以傳輸方向分類： 單纖單向和單纖雙向系

11、統(tǒng)等單纖單向和單纖雙向系統(tǒng)等 以地理域分類：以地理域分類： 海底系統(tǒng)、陸地系統(tǒng)等海底系統(tǒng)、陸地系統(tǒng)等 以網(wǎng)絡(luò)功能分類：以網(wǎng)絡(luò)功能分類：骨干網(wǎng)骨干網(wǎng).城域網(wǎng)或局域網(wǎng)城域網(wǎng)或局域網(wǎng) 以系統(tǒng)接口分類：以系統(tǒng)接口分類：集成式或開放式系統(tǒng)集成式或開放式系統(tǒng)DWDMDWDM系統(tǒng)的分類系統(tǒng)的分類21沒有互操作性沒有互操作性成本較低成本較低各種設(shè)備供應(yīng)廠家各種設(shè)備供應(yīng)廠家各種速率接入各種速率接入任意波長(zhǎng)接入任意波長(zhǎng)接入各種數(shù)據(jù)格式各種數(shù)據(jù)格式任意時(shí)刻接入任意時(shí)刻接入成本較高成本較高開放式系統(tǒng)開放式系統(tǒng)集成式系統(tǒng)集成式系統(tǒng)集成式與開放式集成式與開放式22波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換特點(diǎn)：特點(diǎn)：* 使用使用DWDM和線路和線

12、路放大器放大器優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：* 低成本增加帶寬低成本增加帶寬OADMOADMOADM I P ATM SDH I P oxcOADMOADMOADMOADMOADMWDMWDM 1 n 1 n特點(diǎn)：特點(diǎn)：* 基于波長(zhǎng)的自愈環(huán)基于波長(zhǎng)的自愈環(huán)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：* 快速保護(hù)的快速保護(hù)的OADM環(huán)環(huán)*直接連接其他業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)直接連接其他業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)降低成本降低成本特點(diǎn)：特點(diǎn)：* 使用使用OXC優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：* 更為靈活的配置網(wǎng)絡(luò)更為靈活的配置網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)點(diǎn)-到到-點(diǎn)點(diǎn)單單WDM自愈環(huán)自愈環(huán)全光網(wǎng)絡(luò)全光網(wǎng)絡(luò)多個(gè)多個(gè)WDM自愈環(huán)自愈環(huán)光網(wǎng)絡(luò)的演變光網(wǎng)絡(luò)的演變結(jié)構(gòu)變化結(jié)構(gòu)變化23DWDM系統(tǒng)五大組成部分系統(tǒng)五大組成部分 合波和分

13、波無源部分 信道隔離度高的光解復(fù)用器信道隔離度高的光解復(fù)用器 發(fā)射和接收有源部分： 特定波長(zhǎng)和波長(zhǎng)穩(wěn)定、色散容限滿足傳輸距離要求的激光器特定波長(zhǎng)和波長(zhǎng)穩(wěn)定、色散容限滿足傳輸距離要求的激光器發(fā)射源；發(fā)射源； 能容忍一定能容忍一定SNR信號(hào)的光接收機(jī)信號(hào)的光接收機(jī)。 光傳輸和光放大部分 小色散系數(shù)光纖小色散系數(shù)光纖 增益平坦和增益鎖定的增益平坦和增益鎖定的EDFA光放大器光放大器 光監(jiān)控信道部分 系統(tǒng)網(wǎng)管部分24OMUTX OTU1 1TX OTU2 2TX OTU32 32EMUOWUOSCODURX OTU16 2 1RX OTU16 32 31OMTOMTDWDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖OMUT

14、X OTU1 1TX OTU2 2TX OTU32 32EMUOWUOSCODURX OTU16 2 1RX OTU16 32 31OMTOMTEMUOWUOSCILAILA25DWDM系統(tǒng)涉及的產(chǎn)品系統(tǒng)涉及的產(chǎn)品 1. 光傳輸設(shè)備光傳輸設(shè)備（波分復(fù)用終端、光分插復(fù)用機(jī)、中繼機(jī)） 2.2.光纖、光纜及附件光纖、光纜及附件（接頭盒、終端盒、光配線架） 3.3.光器件：有源器件光器件：有源器件（光源、光探測(cè)器、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器OTU） 無源器件無源器件（連接器、隔離器、衰減器、波分復(fù)用器） 4.4.測(cè)試儀器與專用工具：測(cè)試儀器與專用工具： 誤碼分析儀、光譜儀、光功率計(jì)、光纖熔接機(jī)、OTDR 26波分復(fù)用

15、技術(shù)進(jìn)展波分復(fù)用技術(shù)進(jìn)展 無電再生距離不斷延長(zhǎng)無電再生距離不斷延長(zhǎng) 光放大、色散補(bǔ)償、 波分復(fù)用信道數(shù)不斷增加波分復(fù)用信道數(shù)不斷增加 波段擴(kuò)展（CC+L）、光源調(diào)制 Lucent公司在Bell實(shí)驗(yàn)室已實(shí)現(xiàn)UDWDM，可在一根光纖中傳輸1022波，信道間隔為10G（0.08nm），總?cè)萘窟_(dá)10Tb/s以上。27 OM/ OA OTU1 RM1 1 S R MPI-S MPI-R SDn SD2 SD1 S1 OTUn RMn n Sn OTU2 RM2 2 S2 G.957 OA 波波長(zhǎng)長(zhǎng)范范圍圍 波波長(zhǎng)長(zhǎng)穩(wěn)穩(wěn)定定度度 波波長(zhǎng)長(zhǎng)間間隔隔 發(fā)發(fā)射射輸輸出出光光功功率率 發(fā)發(fā)射射消消光光比比 光光纖

16、纖衰衰減減 光光纖纖色色度度色色散散 光光纖纖 P PM MD D 光光纖纖非非線線性性效效應(yīng)應(yīng) O OA A 的的增增益益平平坦坦特特性性 O OA A 的的噪噪聲聲指指數(shù)數(shù) O OA A 自自動(dòng)動(dòng)增增益益控控制制 復(fù)復(fù)用用器器插插損損 復(fù)復(fù)用用器器插插損損差差異異 解解復(fù)復(fù)用用器器插插損損 解解復(fù)復(fù)用用器器信信道道間間串串?dāng)_擾 接接收收機(jī)機(jī)的的動(dòng)動(dòng)態(tài)態(tài)范范圍圍 接接收收機(jī)機(jī)的的電電帶帶寬寬 接接收收機(jī)機(jī) O OS SN NR R 靈靈敏敏度度 接接收收機(jī)機(jī)帶帶噪噪聲聲 OA R S OA/ OD DWDMDWDM相關(guān)技術(shù)相關(guān)技術(shù)28光纖傳輸接口指標(biāo)（光纖傳輸接口指標(biāo)（發(fā)送）發(fā)送） 1、工作

17、波長(zhǎng)（）：線路傳輸特性與系統(tǒng)工作波長(zhǎng)密切相關(guān)。 850nm.1310nm.1550nm(S.C.L波段) 2、平均發(fā)送光功率（Ps） ： 功率單位：mw、w（制造、購買光源用） dBm（設(shè)計(jì)、施工、測(cè)量用） dBm=10 Log Ps/1mw（毫瓦分貝值） 29光纖工作波段光纖工作波段工作窗口工作窗口 波段名稱波段名稱 標(biāo)稱波長(zhǎng)標(biāo)稱波長(zhǎng) 波長(zhǎng)范圍（波長(zhǎng)范圍（nm）第一窗口第一窗口 850第二窗口第二窗口 O波波 段段 1310 1280-1360第三窗口第三窗口 S波波 段段 1550 1460-1530 C波波 段段 1550 1530-1565第四窗口第四窗口 L波波 段段 1550 15

18、65-1625第五窗口第五窗口 E波段波段 波長(zhǎng)擴(kuò)展波長(zhǎng)擴(kuò)展 1360-1460303、光譜特性（）：-3dB與-20dB譜寬 信號(hào)脈沖包含的波長(zhǎng)范圍4、邊模抑制比（SMSR）： SMSR = Pmain/ Pside30dBSMSR = Pmain/ Pside30dB5、消光比（EXT）： EXT=PEXT=P。/P1x100%10% or 10lgP1/P/P1x100%10dB10dBP。：全零碼的光功率值，P1：全1碼的光功率 值。光纖傳輸接口指標(biāo)光纖傳輸接口指標(biāo)（發(fā)送發(fā)送）31光譜特性光譜特性 1 2 1-XdB發(fā)光二極管（發(fā)光二極管（LED） 1 21-XdB1 21-XdB多縱

19、模激光器（多縱模激光器（MLM）單縱模激光器（單縱模激光器（SLM） 1 32DWDM系統(tǒng)光接口指標(biāo)系統(tǒng)光接口指標(biāo)（接收接收）1 1、接收靈敏度、接收靈敏度 （Pr）在滿足規(guī)定的誤碼指標(biāo)的條件下，光接收機(jī)所需最小光功率值。在滿足規(guī)定的誤碼指標(biāo)的條件下，光接收機(jī)所需最小光功率值。2 2、接收動(dòng)態(tài)范圍、接收動(dòng)態(tài)范圍 （D） 在滿足規(guī)定的誤碼指標(biāo)的條件下，光接收機(jī)所需最小光功率與在滿足規(guī)定的誤碼指標(biāo)的條件下，光接收機(jī)所需最小光功率與所允許的最大光功率值之差。所允許的最大光功率值之差。 D=10 Log Pmax/ Pmin （ dB）Pr=10LogPmin/1mw （dBm） Pr與探測(cè)器類型、傳

20、輸速率有關(guān)。33不同工作條件下的接收靈敏度不同工作條件下的接收靈敏度 速率等級(jí)速率等級(jí) 2Mb/s STM-4 STM-16 STM-64 誤碼指標(biāo)誤碼指標(biāo) BER 10 10 10接收靈敏度接收靈敏度 -50dBm -32dBm -28dBm -20dBm Pr-9-10-12靈敏度與系統(tǒng)誤碼指標(biāo)相關(guān)!34光發(fā)光發(fā)光收光收可變衰減器可變衰減器光功率計(jì)光功率計(jì)碼碼誤誤檢檢測(cè)測(cè)電碼電碼驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)誤碼分析儀誤碼分析儀本端環(huán)回測(cè)量法本端環(huán)回測(cè)量法靈敏度與動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)量靈敏度與動(dòng)態(tài)范圍的測(cè)量35DWDM系統(tǒng)光纖技術(shù)系統(tǒng)光纖技術(shù) 波分復(fù)用技術(shù)與光纖傳輸性能關(guān)系密切 一般要求光纖低衰耗并保持一定色散以克服非

21、線性效應(yīng) 光纖的有效通光面積直接影響傳輸光功率、信道數(shù)目以及信號(hào)質(zhì)量。36包層包層n纖芯n12涂復(fù)層涂復(fù)層n11.468n2 1.464介質(zhì)折射率的差別形成光波導(dǎo)包層包層涂復(fù)層涂復(fù)層光纖結(jié)構(gòu)光纖結(jié)構(gòu)37光纖光纜制造工藝光纖光纜制造工藝u原料提純u熔煉制棒u拉絲涂覆u套塑成纜38 原料：SiCL4、 GeCL4 、 CCL2F2 、 O2、 提純方式： 精餾 去除沸點(diǎn)相差較大的雜質(zhì) 吸附 去除化學(xué)鍵極性不同的物質(zhì) 純度要求：99.99%光纖主要原料及提純光纖主要原料及提純39GeCL4O2CCLF2SiCL42熔煉車床石英反應(yīng)管CL2熔煉制棒熔煉制棒40MCVDMCVD制棒工藝制棒工藝41MCV

22、DMCVD法與法與PCVDPCVD法法沉積溫度：約16501650縮棒溫度：約17501750予制棒長(zhǎng)度：1 1、1.21.2（m m） 直徑：60806080（mmmm）相對(duì)折射率差： = 0.0030.004= 0.0030.004制棒工藝參數(shù)制棒工藝參數(shù)42梯度多模梯度多模常規(guī)單模常規(guī)單模色散位移色散位移最低衰減最低衰減非零色散位移非零色散位移SiO2SiO2+FSiO2+GeSiO2+GeSiO2SiO2SiO2+FSiO2光纖折射率分布光纖折射率分布43摻雜作用機(jī)理摻雜作用機(jī)理 沉積過程中摻Ge可提高折射率，但過量會(huì) 增大光纖衰耗。 為保持光纖一定的折射率差，亦可采用摻 F形成凹陷包

23、層。（G.654） 折射率分布的雙環(huán)型結(jié)構(gòu)中，內(nèi)環(huán)調(diào)節(jié)零色散波長(zhǎng)，外環(huán)則可實(shí)現(xiàn)大有效通光面積并控制彎曲敏感度。 光纖傳輸特性差異主要由制棒工藝決定 制棒工藝是光纖制備的核心技術(shù)44測(cè)徑儀調(diào)速溫控涂覆固化篩選收絲輪加熱爐拉絲涂覆拉絲涂覆45拉絲速度：1520m/s拉絲長(zhǎng)度：350400Km/棒（28g/Km）篩選張力：管道、直埋 3-5N 架空、海底 5-7N一層涂復(fù)：丙烯樹脂（180m 抗拉）二層涂復(fù)：環(huán)氧樹脂（250m 抗壓）拉絲工藝參數(shù)拉絲工藝參數(shù)46可有不同分類方式可有不同分類方式按傳導(dǎo)模數(shù)分：?jiǎn)?模（SM）多 模（MM）按折射率分布：漸變型（GI） 階躍型（SI）按特殊用途分： EDF

24、、DCF、LEAF.按ITU-T或IEC文號(hào)分： G652（ B1 ）、G655（B4）.光纖的類別光纖的類別47縱模 指激光能量的頻譜成分，即波長(zhǎng)成分 單縱模激光器的頻率仍有一定的分布范圍橫模 指電磁場(chǎng)的橫向場(chǎng)分布 分為基模TEM00和高階模TEMmn偏振模 指同一光波模式所包含的相互正交的兩個(gè)偏振態(tài)TEM00 TEM11 模的概念模的概念48G.651光纖 G.652光纖 G.653光纖G.654光纖G.655光纖G.656光纖G.657光纖ITU-T建議文號(hào)建議文號(hào)49不同光纖折射率分布不同光纖折射率分布G.651G.652G.653G.654G.655SiO2SiO2+FSiO2+Ge

25、SiO2+GeSiO2SiO2SiO2+FSiO2SiO2+Ge50光纖命名與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照光纖命名與標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照 光纖名稱光纖名稱 ITU-T標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) IEC標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 非色散位移光纖非色散位移光纖 G.652 A、B、C B1.1、B1.3 色散位移光纖色散位移光纖 G.653 B2 截止波長(zhǎng)位移光纖截止波長(zhǎng)位移光纖 G.654 B1.2 非零色散位移光纖非零色散位移光纖 G.655 A、B B4注注:與與G.652A相比相比, G.652B有偏振色散要求有偏振色散要求,仍歸于仍歸于B1.1 G.654(B1.2)為為1550nm最低衰耗光纖最低衰耗光纖,G.652C(B1.3)為全波光纖為全波光纖5

26、1 光的折射：光的折射： 光的全反射：光的全反射：010112132231Sin=12=1.464/1.468=85.8入射角入射角=90-85.8=4.2度，度，近于直線傳播近于直線傳播光纖的導(dǎo)光原理（階躍型）光纖的導(dǎo)光原理（階躍型）52光纖的基本參數(shù)光纖的基本參數(shù)1.幾何尺寸光纖種類 SM MM 數(shù)據(jù)光纖纖芯直徑 9 50 62.5包層直徑 1252.2.相對(duì)折射率差 =121nnn 單位mmmEDF 4.5DCF6 653光纖的基本參數(shù)光纖的基本參數(shù)3.數(shù)值孔徑：NA= = n1=Sin2數(shù)值孔徑表示光纖接收光信號(hào)并滿足全反射傳導(dǎo)的能力常規(guī)單模光纖的NA值約為0.108多模光纖的NA值大

27、于單模光纖，故光耦合效率高。NA值與折射率差有關(guān)，太大會(huì)形成多模傳輸。2221nn 54光纖的基本參數(shù)光纖的基本參數(shù)4、模場(chǎng)直徑：d =12n12 單模光纖中不限于纖芯中導(dǎo)光，模場(chǎng)直徑表示光纖中 光能量集中的程度（光斑尺寸）。信號(hào)波長(zhǎng)越長(zhǎng)，則d值越大。模場(chǎng)直徑大的光纖對(duì)彎曲越敏感，但接續(xù)損耗小。55光纖的基本參數(shù)光纖的基本參數(shù) 5.5.規(guī)一化頻率V與截止波長(zhǎng)V=2單模傳輸條件：VVc=2.405c=24052.工作波長(zhǎng) c6.6.截面形狀：包層不圓度 1%、同心度誤差 0.8m56光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性u(píng) 衰減特性u(píng) 色散特性u(píng) 雙折射與偏振特性u(píng) 非線性效性57 光纖傳輸中各種因素引起

28、的信號(hào)能量損失 傳輸衰耗是系統(tǒng)設(shè)計(jì)、光功率分配、中繼距離確定的重要參數(shù) 定義： PinPoutL= 10 L g Pin /Pout L（dB）光纖傳輸衰減光纖傳輸衰減58一、光纖材料固有損耗： 1 1、 瑞利散射瑞利散射光纖工藝中材料結(jié)晶產(chǎn)生的不 均勻組織引起。其效率與光波長(zhǎng)的四次方成反比。 2 2、材料吸收、材料吸收光纖材料（含雜質(zhì)）對(duì)光信號(hào)的吸收?？煞譃樽贤馕张c紅外吸收。 光纖衰減機(jī)理光纖衰減機(jī)理59dB/Km瑞利散射紫外吸收紅外吸收13101550（nm）OH吸收峰吸收峰850光纖衰減曲線光纖衰減曲線60二、結(jié)構(gòu)缺陷損耗 制棒工藝中產(chǎn)生的纖芯不均勻、界面不平整、氣泡、雜質(zhì)、微彎等。輻

29、射模傳導(dǎo)模光纖衰減機(jī)理光纖衰減機(jī)理61三、附加損耗主要指光纖使用中引起的損耗。接續(xù)損耗 包括：1、光纖固定熔接損耗（一般小于0.05dB)2、活動(dòng)連接損耗(一般小于0.3dB) （光活動(dòng)連接器類型：FC/PC、SC/APC、MU/PC）彎曲損耗 : 任何使用場(chǎng)合光纖彎曲半徑 應(yīng)不小于40mm。 光纖衰減機(jī)理光纖衰減機(jī)理62cSfrsMAAMeAcpp2=LPs：光源發(fā)光功率（：光源發(fā)光功率（dBm），），Pr：接收靈敏度（：接收靈敏度（dBm），），Me：設(shè)備裕量（：設(shè)備裕量（dB），）， Ac：活動(dòng)連接損耗（：活動(dòng)連接損耗（dB），），Af：光纖衰耗系數(shù)（：光纖衰耗系數(shù)（dB/Km），），M

30、c：線路裕量（：線路裕量（dB/Km） As：線路熔接損耗平均值（：線路熔接損耗平均值（dB/Km） 2.5Gb/s及以下速率系統(tǒng)一般為衰減限制系統(tǒng)。（Km）衰減對(duì)中繼距離的限制衰減對(duì)中繼距離的限制63光纖衰耗的測(cè)量光纖衰耗的測(cè)量常用測(cè)量方法： 1、剪斷法 2、插入法 3、背向散射法剪斷法測(cè)量：（ITU-T建議的基準(zhǔn)方法） 光源光功率計(jì)濾模器被測(cè)光纖（L）P1P22m= Lg L1012PP（dB/Km）64 OTDR是光纜線路測(cè)量中最重要的儀表工作原理光纖傳輸中的背向散射(光纖衰減中的瑞利散射)與菲涅爾反射實(shí)際傳輸線路中，菲涅爾反射通常發(fā)生在活動(dòng)連接器與光纖裂紋處。OTDR即是利用背向散射與

31、菲涅爾反射光返回到儀器的時(shí)間與信息，測(cè)定線路長(zhǎng)度、衰耗及障礙點(diǎn)的位置。(故謂之“光時(shí)域”)背向散射法背向散射法(OTDR)(OTDR)測(cè)量測(cè)量65光源光源定向耦合器定向耦合器光探測(cè)器光探測(cè)器微處理機(jī)微處理機(jī)對(duì)數(shù)變換器對(duì)數(shù)變換器低噪放大器低噪放大器取樣積分器取樣積分器平均處理器平均處理器顯示器顯示器脈沖驅(qū)動(dòng)器脈沖驅(qū)動(dòng)器被測(cè)光纖線路被測(cè)光纖線路背向散射光背向散射光OTDR結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)66單盤光纖長(zhǎng)度或中繼段長(zhǎng)度 L= t.c/2 n 單盤光纖衰耗或中繼段總衰耗 dB/km = 10/L lg P1/ P2光纖接頭損耗線路故障點(diǎn)的位置此外,測(cè)試資料存儲(chǔ)、打印、視頻顯示OTDR測(cè)試功能測(cè)試功能67動(dòng)態(tài)范圍

32、指對(duì)線路傳輸損耗的最大測(cè)量范圍。動(dòng)態(tài)范圍越大的OTDR，其測(cè)量距離越長(zhǎng)。如：OTDR動(dòng)態(tài)范圍為40dB，則其測(cè)量長(zhǎng)度視光纖線路衰耗而定，若線路衰減為0.28/KM，測(cè)量長(zhǎng)度為： 40400.28dB/KM0.28dB/KM143 (KM)143 (KM)OTDR技術(shù)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)68測(cè)量盲區(qū) 被測(cè)光纖的入射端由于反射功率過大而使放大器件飽和造成此段曲線被掩蓋，是為”盲區(qū)“盲區(qū)的長(zhǎng)度與信號(hào)強(qiáng)度（即脈沖寬度）成正比： Z = Pw c/ 2n Z = Pw c/ 2n （m m）可插入輔助光纖避開盲區(qū)OTDR技術(shù)指標(biāo)69 工作波長(zhǎng): 根據(jù)光纖適用光波長(zhǎng)（1310、 1550nm） 折射率 n： 與被

33、測(cè)光纖實(shí)際折射率相符（供貨商提供）n值設(shè)定對(duì)測(cè)量準(zhǔn)確性影響甚大，在10km長(zhǎng) 度，n值增大0.01,則測(cè)量長(zhǎng)度減小約67m。 脈沖寬度Pw： 根據(jù)測(cè)量距離設(shè)定（參照 OTDR說明書）OTDR測(cè)量參數(shù)的設(shè)置測(cè)量參數(shù)的設(shè)置70O T D R被測(cè)光纖被測(cè)光纖輔助光纖輔助光纖活動(dòng)連接器活動(dòng)連接器光纖適配器光纖適配器OTDR測(cè)試連接測(cè)試連接71背向散射曲線背向散射曲線接頭損耗接頭損耗裂紋處反射裂紋處反射端面反射端面反射可根據(jù)曲線尾部反射形狀可根據(jù)曲線尾部反射形狀判斷線路情況。判斷線路情況。典型典型OTDROTDR測(cè)量曲線測(cè)量曲線72光纖傳輸色散光纖傳輸色散色散的概念紅紫白光.73光纖傳輸色散光纖傳輸色散

34、光信號(hào)脈沖中含有不同的波長(zhǎng)成分（光源譜寬）或不同傳輸模式,其傳輸速度與路徑的差別會(huì)產(chǎn)生傳輸時(shí)延差,從而引起光脈沖展寬,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成碼間干擾.脈沖展寬量: = D () x x L74光纖傳輸?shù)纳壬⒐饫w傳輸?shù)纳壬?在單模光纖中，由于光源譜寬的影響，光脈沖含有不同的波長(zhǎng)成分，引起光纖不同的折射率和傳輸速度的差異，所以到達(dá)接收端的時(shí)間不一致，導(dǎo)致光脈沖展寬，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成碼間干擾。色散的產(chǎn)生與光源和光纖的特性有關(guān)色度色散包括：材料色散、波導(dǎo)色色度色散包括：材料色散、波導(dǎo)色散散 75光纖色散機(jī)理光纖色散機(jī)理n 模式色散模式色散 不同傳導(dǎo)模之間產(chǎn)生的傳輸時(shí)延差. （在多模傳輸中占主導(dǎo),單模傳輸不存

35、在模間色散.）76光纖色散機(jī)理光纖色散機(jī)理材料色散材料色散 不同波長(zhǎng)成分的光在光纖中引起不同折射率,形成傳輸時(shí)延差. (單模傳輸在短波長(zhǎng)段占主導(dǎo)) 波導(dǎo)色散波導(dǎo)色散 分別在纖芯與包層中傳導(dǎo)的光由于折射率不同、傳導(dǎo)速度的差異造成的傳輸時(shí)延差。 (單模傳輸中在長(zhǎng)波長(zhǎng)段影響顯著)材料色散與波導(dǎo)色散均與光信號(hào)的波長(zhǎng)差異有關(guān)，故統(tǒng)稱為波長(zhǎng)色散或色度色散。77單模光纖色散曲線單模光纖色散曲線Ps/nm Km（nm）材料色散波導(dǎo)色散1310總色散0 色散單位色散單位: PS/nm.km 色散有正、負(fù)之分且可以抵消色散有正、負(fù)之分且可以抵消78幾種改進(jìn)型光纖的色散曲線幾種改進(jìn)型光纖的色散曲線Ps/nm Km（

36、nm）013101550G.652G.655G.653（G.654）79快軸快軸 PMD傳輸線路傳輸線路慢軸慢軸距離距離沒有模式耦合沒有模式耦合傳輸線路傳輸線路快軸快軸慢軸慢軸距離距離有模式耦合有模式耦合 對(duì)于單模光纖，由于存在偏振現(xiàn)象，單模光纖中的LPx01和LPy01兩個(gè)模的相位常數(shù)x和y不相等，從而導(dǎo)致這兩個(gè)模式傳輸不同步,傳輸速度不相等，從而形成色散，這種色散稱為偏振模式色散。但是它與多模光纖中的模色散不同，它是由于單模光纖結(jié)構(gòu)上的缺陷或纖芯折射率分布不均勻等因素造成的。對(duì)于理想的單模光纖，偏振模色散是不存在的。偏振模色散偏振模色散80PMDPMD的影響的影響標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:無電再生

37、傳輸距離內(nèi),PMD的最大展寬量即應(yīng)小于或等于信號(hào)脈沖時(shí)隙的10%,以保證系統(tǒng)功率代價(jià)不超出1dB. 不同傳輸速率的脈沖時(shí)隙寬度:64K 2.048M 622M 2.5G 10G 40G (b/s )64K 2.048M 622M 2.5G 10G 40G (b/s )15.6S 488ns 1.6ns 400ps 100ps 25ps15.6S 488ns 1.6ns 400ps 100ps 25psPMD單位: ps/km :故限制距離為: L = ( L = (/ PMD)/ PMD) kmkm281PMDPMD的影響的影響功率代價(jià)為功率代價(jià)為1dB1dB的的PMDPMD系數(shù)系數(shù) 速率速率

38、 最大最大 PMD PMD 系數(shù)系數(shù) (Gb/s) (ps) (ps/km) 2.5 40 2.0 10 10 0.5 20 5 0.25 40 2.5 0.125400KM光纖鏈路82色散對(duì)光傳輸?shù)挠绊憂 傳輸速率一定的條件下，限制傳輸距離傳輸速率一定的條件下，限制傳輸距離 傳輸速率提高四倍,則中繼距離縮短為 1/16 (G.652,1550nm) n 中繼距離一定的條件下中繼距離一定的條件下, ,限制傳輸速率限制傳輸速率 610B：線路速率 ：光源系數(shù)，單縱模0.31多縱模0.12D: 光纖色散系數(shù):光源譜線寬度83光纖非線性效應(yīng) 光纖傳輸特性與光功率無關(guān)，謂之線性光纖傳輸特性與光功率無關(guān)

39、，謂之線性 光纖傳輸特性在強(qiáng)光功率作用下發(fā)生變化，光纖傳輸特性在強(qiáng)光功率作用下發(fā)生變化， 則謂之非線性則謂之非線性 在常規(guī)光纖系統(tǒng)中，光纖呈現(xiàn)線性傳輸特性在DWDM系統(tǒng)中，由于多波長(zhǎng)能量疊加與光放大器的應(yīng)用，光纖開始呈現(xiàn)非線性特性。隨著傳輸速率的提高，傳輸距離的延長(zhǎng)，波分復(fù)用通路的增加，這種光纖的非線性已成為最終限制系統(tǒng)性能的因素。非線性問題已成為新一代光纖系統(tǒng)設(shè)計(jì)考慮的重要方面。84受激散射效應(yīng)： 拉曼散射拉曼散射 （SRS） 布里淵散射（布里淵散射（SBS）折射率效應(yīng)：（Kerr） 自相位調(diào)制自相位調(diào)制 （SPM） 交叉相位調(diào)制（交叉相位調(diào)制（XPM） 四波混頻四波混頻 （FWM）通常將產(chǎn)

40、生某種非線性效應(yīng)的光功率值稱為其通常將產(chǎn)生某種非線性效應(yīng)的光功率值稱為其“閾值閾值” 光纖非線性效應(yīng)類型光纖非線性效應(yīng)類型85 受激布里淵散射受激布里淵散射(SBS)InputiOutputi - 20Mhz 信號(hào)光子被光纖中的原子吸收而重新發(fā)射出較低頻率的光子 (在1500nm波段低20Mhz). 吸收和發(fā)射光子之間的能量差被轉(zhuǎn)換成光子- a sound wave - 按與信號(hào)相反方向傳播. 稱之為 anti-Stokeanti-Stoke波波Anti-Stokes Wave(sound phonons)86受激拉曼散射 (SRS) 1 2 1 2100nmor 1 2 1 287非線性折射

41、非線性折射（KerrKerr效應(yīng)）效應(yīng)） 光纖的折射率光纖的折射率n n隨光強(qiáng)而變化的非線性效應(yīng)稱為隨光強(qiáng)而變化的非線性效應(yīng)稱為KerrKerr效應(yīng)，效應(yīng)，其表達(dá)式為：其表達(dá)式為： n = n0 +N2P/AefN N0 0：光纖的正常折射率，：光纖的正常折射率， N N2 2：非線性系數(shù)，：非線性系數(shù)，P P：光功率：光功率, , A Aeffeff：光纖有效通光面積：光纖有效通光面積 88自相位調(diào)制自相位調(diào)制(SPM)(SPM)n隨著信號(hào)強(qiáng)度的變化，光纖的折射率也跟著變化。隨著信號(hào)強(qiáng)度的變化，光纖的折射率也跟著變化。SPMSPM導(dǎo)致啁啾導(dǎo)致啁啾(chirp) (chirp) 自身相位變化自

42、身相位變化脈沖的邊緣被頻移89交叉相位調(diào)制（交叉相位調(diào)制（XPMXPM）n多波長(zhǎng)系統(tǒng)中由于折射率的變化引起相鄰信道的光脈沖相位互多波長(zhǎng)系統(tǒng)中由于折射率的變化引起相鄰信道的光脈沖相位互相調(diào)制。相調(diào)制。nXPM會(huì)造成波分復(fù)用系統(tǒng)的信號(hào)串?dāng)_。會(huì)造成波分復(fù)用系統(tǒng)的信號(hào)串?dāng)_。nXPM可選用具有一定色散值的光纖加以抑制?？蛇x用具有一定色散值的光纖加以抑制。90 f1 f2 2f1 - f2 2f2 - f1 f1 f2 四波混頻（四波混頻（FWMFWM） 兩個(gè)信號(hào)的差拍在不同頻率上產(chǎn)生諧振，導(dǎo)致信道間產(chǎn)生兩個(gè)信號(hào)的差拍在不同頻率上產(chǎn)生諧振，導(dǎo)致信道間產(chǎn)生 新的波長(zhǎng)而引起混頻串?dāng)_新的波長(zhǎng)而引起混頻串?dāng)_ FW

43、M效應(yīng)的影響取決于信號(hào)功率、信道間隔、光纖色散效應(yīng)的影響取決于信號(hào)功率、信道間隔、光纖色散以以 及有效通光面積及有效通光面積 FWM是是WDM系統(tǒng)的重要非線性損傷系統(tǒng)的重要非線性損傷。克服克服FWMFWM的措施：的措施：1 降低傳輸光功率 2 增大通光面積 4 保持一定色散 3 增大信道間斷91四波混頻四波混頻(FWM)(FWM)的光譜觀察的光譜觀察1546.5波長(zhǎng)(1nm/div)波長(zhǎng)(1nm/div)色散位移光纖色散位移光纖（25km）D=0ps/(nm*km)真波光纖（真波光纖（50km）D=2.5ps/(nm*km)衰耗(10dB/div)衰耗(10dB/div)1546.52nm1n

44、m 1.5nm2nm1nm 1.5nm注入光功率注入光功率=3dBm/通道通道92小結(jié)小結(jié): : 光纖非線性的影響光纖非線性的影響 單單信信道道 多多信信道道 折折射射率率效效應(yīng)應(yīng) 自自相相位位調(diào)調(diào)制制 (SPM) 交交叉叉相相位位調(diào)調(diào)制制 (XPM) 四四波波混混頻頻 (FWM) 散散射射效效應(yīng)應(yīng) 受受激激布布里里淵淵散散射射 (SBS) 受受激激拉拉曼曼散散射射 (SRS) 93 G.652： 大多數(shù)已安裝的光纖，目前工程中廣泛應(yīng)用。 在1550nm處，衰耗低而色散較大，對(duì)速率提高有限制： 傳輸速率提高傳輸速率提高4 4倍，則色散受限距離縮短為倍，則色散受限距離縮短為1/161/16。 如

45、：如：2.5Gb/s928Km 10Gb/s58Km2.5Gb/s928Km 10Gb/s58KmG.652+DCF方案升級(jí)擴(kuò)容成本高，適于方案升級(jí)擴(kuò)容成本高，適于2.5Gb/s及以下速率的及以下速率的DWDM系統(tǒng)系統(tǒng) G.655 ： 在1550 nm處保持較小色散，以克服四波混頻。適于 10Gb/s及以上DWDM系統(tǒng)。(郎訊G655:真菠,康寧G655:LEAF)光纖的選用光纖的選用94成纜要求n由于光纖細(xì)而脆的特點(diǎn)，在工程應(yīng)用中應(yīng)對(duì)光纖成纜以提供全面保護(hù)（溫度影響、水氣、化學(xué)侵蝕、機(jī)械破壞等）n基本類型:根據(jù)不同的應(yīng)用要求采用不同元件、材料與結(jié)構(gòu)。光光 纜纜95光纜的類別光纜的類別 纜芯結(jié)

46、構(gòu)不同分為: 中心管式 層絞式 骨架式光纜 敷設(shè)條件不同分為:架空光纜、管道光纜、直埋光纜和水底光纜 光纜中光纖的松緊狀態(tài)不同分為: 緊結(jié)構(gòu) 松結(jié)構(gòu) 半松半緊結(jié)構(gòu)光纜 使用環(huán)境與纜中材料不同可分為:金屬加強(qiáng)構(gòu)件、非金屬加強(qiáng)構(gòu)件 阻燃、防蟻光纜、電力光纜按照：96層絞式光纜層絞式光纜經(jīng)過套塑的光纖單元（管）螺旋絞合在中心加強(qiáng)構(gòu)件上在纜芯周圍加裝各種護(hù)層并填充纜膏。光纜中光纖芯數(shù)最大可做到200芯以上適用于架空、管道、直埋、水下等各種方式97中心束管式光纜中心束管式光纜裝有多根光纖的松套管置于光纜截面的中心位置。單根高炭鋼絲作為加強(qiáng)構(gòu)件平行置于中心管的兩邊或周圍光纜中光纖芯數(shù)最大為36芯光纜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

47、單、輕便且對(duì)光纖保護(hù)有利。適用于架空、管道或直埋方式98疊帶式光纜疊帶式光纜帶狀光纖纜結(jié)構(gòu)類同于非帶狀光纖纜，可分為中心管式、松套層絞式和骨架式三大類99n目前尚無ITU-T建議，采用 GB/T（908-2000）n完整代號(hào)分為兩大部分：n型式代號(hào)（左邊字母或數(shù)字）n1、光纜類型：GY、GJ、GH、GTn2、加強(qiáng)件:無符號(hào)、F、Gn3、特征代號(hào)：B、T、Z、X、G、D.光纜型式代號(hào)光纖規(guī)格代號(hào)光纜型號(hào)標(biāo)識(shí)光纜型號(hào)標(biāo)識(shí)1004、護(hù)層代號(hào)：PE、PVC、A、S、L、Q、 W、 33、43、535、外護(hù)套代號(hào)：Y（或03，可略）、V光纖規(guī)格代號(hào)（右邊數(shù)字或字母）依次為：光纖芯數(shù)、光纖類型（D、J、S

48、模場(chǎng)直徑/包層外徑、工作波長(zhǎng)（1、2、3）、 衰耗系數(shù)、適用溫度（A、B、C、D）光纜型號(hào)標(biāo)識(shí)光纜型號(hào)標(biāo)識(shí)101nGYXTW24D9/125GYXTW24D9/125（236236）A AnGYTA3336D9/125GYTA3336D9/125（325325）B BnGYDTS192D9/125GYDTS192D9/125（230230）A AnGJFV1D9/125GJFV1D9/125（325325）D D光纜型號(hào)標(biāo)識(shí)光纜型號(hào)標(biāo)識(shí)102n一、溫度影響n高溫：光纖與涂覆層材料膨脹系數(shù)不一致引起光纖受拉，影響光纖強(qiáng)度。n低溫：涂覆層材料的收縮迫使光纖產(chǎn)生微彎，傳輸衰耗增大。n二、機(jī)械特性n拉

49、伸單根光纖抗拉強(qiáng)度大于 7 Kg。光纖光纜的應(yīng)用條件光纖光纜的應(yīng)用條件103n彎曲不同彎曲半徑R對(duì)光纖與光纜的影 n 響不同。n光纖：當(dāng)R2mm，光纖可能斷裂。n R20mm，光纖傳輸損耗會(huì)增大。n R 40mm，會(huì)造成光纖彎曲疲勞。n光纜：運(yùn)輸與施工過程中，光纜的動(dòng)態(tài)允許彎曲半徑大于纜徑20倍，靜態(tài)彎曲半徑大于纜徑15倍。光纖光纜的應(yīng)用條件光纖光纜的應(yīng)用條件1041、根據(jù)合同要求確定的項(xiàng)目： 纜芯結(jié)構(gòu)、光纖類型、光纖芯數(shù)2、光纜機(jī)械特性項(xiàng)目： 拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)、曲繞、沖擊3、光纖特性項(xiàng)目：幾何特性：包層不圓度1%、同心度 誤差0.8m，包層外徑125m傳輸特性：衰減、色散、截止波長(zhǎng)、模場(chǎng) 直

50、徑105光纜工程特性項(xiàng)目光纜工程特性項(xiàng)目1、 接續(xù)損耗、光纜絕緣電阻、護(hù)層材料 及厚度、金屬層與PE護(hù)層粘接強(qiáng)度 2、纜中光纖排序及色標(biāo)規(guī)定、光纜外護(hù) 層標(biāo)識(shí)、纜盤標(biāo)識(shí)3、 耐環(huán)境性能（溫度、水分） 纜中油膏滴流性、截面滲水性、 外護(hù)套開裂性 106成品光纜規(guī)定標(biāo)識(shí)成品光纜規(guī)定標(biāo)識(shí)： 20062006 GYTS 36B1 GYTS 36B1 *M 上海移動(dòng)纜盤標(biāo)識(shí): 盤號(hào). 光纜主要代號(hào). 盤長(zhǎng). 允許彎曲半徑.滾動(dòng)方向107 DWDMDWDM系統(tǒng)系統(tǒng) 有源與無源器件108n 半導(dǎo)體光源半導(dǎo)體光源 (LD,LED, DFB, MQW, n VCSEL)n 半導(dǎo)體光探測(cè)器半導(dǎo)體光探測(cè)器 ( PI

51、N, APD)n 光放大器光放大器 (EDFA, RFA，SOA)n 光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器 (OTU)n 光調(diào)制器光調(diào)制器 (MZ，EA) 光有源器件基本類型光有源器件基本類型109 光源的波長(zhǎng)穩(wěn)定光源的波長(zhǎng)穩(wěn)定 1 2對(duì)光源的要求：對(duì)光源的要求：精確、穩(wěn)定的發(fā)光波長(zhǎng)。精確、穩(wěn)定的發(fā)光波長(zhǎng)。極小的光譜寬度極小的光譜寬度保證跨距的光功率保證跨距的光功率良好的消光比良好的消光比 工作波長(zhǎng)范圍的響應(yīng)度工作波長(zhǎng)范圍的響應(yīng)度足夠的靈敏度與動(dòng)態(tài)范圍。足夠的靈敏度與動(dòng)態(tài)范圍。光發(fā)送與接收要求光發(fā)送與接收要求110中心頻率中心頻率中心波長(zhǎng)中心波長(zhǎng)8 8波波1616波波3232波波中心頻率中心頻率中心波長(zhǎng)中

52、心波長(zhǎng)8 8波波1616波波3232波波1 1196.1196.11528.771528.772121194.1194.11544.531544.532 2196.0196.01529.551529.552222194.0194.01545.321545.323 3195.9195.91530.331530.332323193.9193.91546.121546.1214144 4195.8195.81531.121531.122424193.8193.81546.921546.9215155 5195.7195.71531.901531.902525193.7193.71547.721547

53、.7216166 6195.6195.61532.681532.682626193.6193.61548.511548.511 117177 7195.5195.51533.471533.472727193.5193.51549.321549.321 12 218188 8195.4195.41534.251534.251 12828193.4193.41550.121550.123 319199 9195.3195.31535.041535.042 22929193.3193.31550.821550.822 24 420201010195.2195.21535.821535.823 330

54、30193.2193.21551.721551.725 521211111195.1195.11536.611536.614 43131193.1193.11552.521552.523 36 622221212195.0195.01537.401537.405 53232193.0193.01553.331553.337 723231313194.9194.91538.191538.196 63333192.9192.91554.131554.134 48 824241414194.8194.81538.981538.987 73434192.8192.81554.941554.949 92

55、5251515194.7194.71539.771539.778 83535192.7192.71555.751555.755 5101026261616194.6194.61540.561540.569 93636192.6192.61556.551556.55111127271717194.5194.51541.351541.3510103737192.5192.51557.361557.366 6121228281818194.4194.41542.141542.1411113838192.4192.41558.171558.17131329291919194.3194.31542.94

56、1542.9412123939192.3192.31559.981559.987 7141430302020194.2194.21543.731543.7313134040192.2192.21559.791559.79151531314141192.1192.11560.611560.618 816163232G.692-DWDMG.692-DWDM信道與波長(zhǎng)規(guī)范信道與波長(zhǎng)規(guī)范111 直接調(diào)制直接調(diào)制 輸出功率正比于調(diào)制電流； 簡(jiǎn)單、損耗小、價(jià)廉； 使用FP或DFB激光器二極管； 線性調(diào)頻（啁啾）波長(zhǎng)隨調(diào)制電流變化，展寬激光器線寬。 限制使用在 2.5Gbps 高速率傳輸 對(duì)于模擬信號(hào)要求線

57、性度 偏振無關(guān) 馬馬赫赫策策恩恩德德或或 電電吸吸收收調(diào)調(diào)制制器器 電流 驅(qū)動(dòng)電流 D DF FB B 激激光光器器 光源調(diào)制方式光源調(diào)制方式（2）113輸入電路輸入電路激光器激光器驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)電路DFB激光器激光器偏置偏置控制電控制電路路TEC控制電路控制電路輸入電路輸入電路調(diào)制器調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電驅(qū)動(dòng)電路路EA調(diào)制器調(diào)制器偏置偏置控制電路控制電路TEC控制電路控制電路DFB激光器激光器光發(fā)射模塊光發(fā)射模塊114 光探測(cè)器光探測(cè)器n在線路接收端完成光/電變換的器件n有多種類型：真空光電管、光電倍增管、半導(dǎo)體光探測(cè)器。光纖通信中信號(hào)較弱，只有半導(dǎo)體探測(cè)器能滿足要求。n光探測(cè)器工作原理n光電效應(yīng)一定結(jié)

58、構(gòu)的半導(dǎo)體材料受到光照射時(shí)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)或光電流的現(xiàn)象。115光探測(cè)器種類光探測(cè)器種類n 光電二極管（光電二極管（PINPIN）n 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度低、只具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度低、只具備O/EO/E變換功能，無放大作用，用于短距離光變換功能，無放大作用，用于短距離光信號(hào)接收。信號(hào)接收。n 雪崩管（雪崩管（APDAPD）n APDAPD除具有除具有O/EO/E變換功能，還具有內(nèi)部增益。變換功能，還具有內(nèi)部增益。n 靈敏度高，適于長(zhǎng)距離通信。靈敏度高，適于長(zhǎng)距離通信。n 探測(cè)器中的暗電流（無光入射時(shí)的反向電流）會(huì)產(chǎn)生噪聲，此外，探測(cè)器中的暗電流（無光入射時(shí)的反向電流）會(huì)產(chǎn)生噪聲，此外，APDAPD還還有

59、倍增噪聲。有倍增噪聲。116n響應(yīng)波長(zhǎng)n光電效應(yīng)須發(fā)生在 h vEg條件下，若其能n量值正好與Eg值對(duì)應(yīng)的光頻即為響應(yīng)頻率，n而相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)即為響應(yīng)波長(zhǎng)。n響應(yīng)速度n從探測(cè)器收到光信號(hào)到產(chǎn)生電流的時(shí)間。n它反應(yīng)了光電轉(zhuǎn)換的速度，對(duì)系統(tǒng)傳輸速率的提高有直接影響。探測(cè)器參數(shù)探測(cè)器參數(shù)117APD前置前置放大器放大器時(shí)鐘時(shí)鐘/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)恢復(fù)恢復(fù)AGC控制控制AGC放大器放大器APD偏置偏置告警檢測(cè)告警檢測(cè)數(shù)據(jù)出數(shù)據(jù)出時(shí)鐘出時(shí)鐘出光信號(hào)入光信號(hào)入光接收模塊光接收模塊118波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù) n 為了使波分復(fù)用設(shè)備和其他通用設(shè)備（如SDH，PDH，ATM等）互連，需要光接口變換。光接口轉(zhuǎn)換器應(yīng)當(dāng)滿足

60、以下的基本要求:n 比特率透明。n 不降低消光比。輸出具有高的光信噪比和良好的譜特性（超低啁啾聲，適宜的光譜寬度），以便保證足夠的無再生傳輸距離n 輸出的光信號(hào)波長(zhǎng)穩(wěn)定，功率穩(wěn)定。119光光脈脈沖沖信信號(hào)號(hào) 電電光光調(diào)調(diào)制制器器 O O- -E E E E- -O O 電電信信號(hào)號(hào)處處理理 D DF FB B 激激光光器器 光光轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)器器（O OT TU U） 直直流流光光 * 根據(jù)不同信道速率設(shè)計(jì) 以目前工藝水平的組件比特率可達(dá)40Gbit/s* 消光比得到改善，并利用外調(diào)制對(duì)信號(hào)進(jìn)行整形* 高SNR* 與偏振無關(guān)* 操作簡(jiǎn)單波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器（OTU）120靈活的靈活的OTUOTU應(yīng)用應(yīng)用121