光纖通信應(yīng)用

光纖通信概述

通信業(yè)務(wù)的迅猛增長(zhǎng)主要體現(xiàn)為對(duì)傳輸帶寬的需求光纖通信以其獨(dú)特的優(yōu)越性、巨大的傳輸帶寬成為當(dāng)今最主要的信息傳輸方式光纖通信在所有信息傳輸領(lǐng)域均獲得廣泛應(yīng)用

通信網(wǎng)與業(yè)務(wù)應(yīng)用傳輸網(wǎng)絡(luò)是各種通信應(yīng)用的平臺(tái)用戶規(guī)模與業(yè)務(wù)需求增長(zhǎng)推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展為充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，運(yùn)營(yíng)商開(kāi)發(fā)的各種新（增值）業(yè)務(wù)應(yīng)運(yùn)而生光纖通信是電力網(wǎng)通信調(diào)度信號(hào)傳輸?shù)陌l(fā)展方向光纖通信網(wǎng)絡(luò)以光波為信號(hào)載體，以光導(dǎo)纖維為傳輸介質(zhì)的通信方式即為光纖通信光纖傳輸具有獨(dú)特的優(yōu)越性、巨大的傳輸帶寬目前，百分之八十五以上的信息（語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖象）通過(guò)光纖傳輸我國(guó)各通信運(yùn)營(yíng)商與各行業(yè)、部門(mén)的專用網(wǎng)建設(shè)的光纜骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)及用戶接入網(wǎng)總長(zhǎng)度已達(dá)680萬(wàn)公里以上

光纖通信的特點(diǎn)

傳輸帶寬達(dá)數(shù)百THz，通信容量極大。傳輸衰耗低，中繼距離長(zhǎng)。光纜重量輕、尺寸小，便于敷設(shè)與維護(hù)?？闺姶鸥蓴_,特別有利于電力網(wǎng)通信.無(wú)信號(hào)間串?dāng)_，保密性好。材料來(lái)源廣，成本相對(duì)低。光纖傳輸?shù)膽?yīng)用問(wèn)題光纖使用中不能彎曲過(guò)小光纖線路的連接操作較復(fù)雜（固定、活動(dòng)）光的分路與耦合較困難光纖通信的技術(shù)演變大氣光通信1966年：高錕的論點(diǎn)1970年：光纖（康寧）器件（貝爾）、1976（中國(guó)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：850nm——1310nm——1550nm（S、C、L）光纖應(yīng)用：MMF——SMF——新型：G.655、LEAF、EDF、DCF信號(hào)類型：模擬——數(shù)字（PDH——SDH）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)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：光分插復(fù)用（OADM）——光交叉連接（OXC）

——自動(dòng)光交換（ASON）光纖通信的應(yīng)用類型公用網(wǎng)：市話局間中繼、長(zhǎng)途干線系統(tǒng)（國(guó)際、一級(jí)、二級(jí)）、移動(dòng)網(wǎng)專用網(wǎng)：鐵道、電力、軍事、石油、高速、金融、公安等廣電網(wǎng)：HFC圖象傳輸（CATV）計(jì)算機(jī)網(wǎng)：WAN、MAN、FRN、DDN用戶接入網(wǎng)：FTTC、FTTB、FTTH、FTTO光纖通信系統(tǒng)涉及的產(chǎn)品

（1）光傳輸設(shè)備：光端機(jī)、中繼機(jī)、波分復(fù)用機(jī)

（2）光纖、光纜及附件：接頭盒、終端盒、光配線架

（3）光電器件：

有源器件：光源、光探測(cè)器、光放大器、波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器等

無(wú)源器件：連接器、隔離器、耦合器、波分復(fù)用器等

（4）測(cè)試儀器與專用工具：

誤碼分析儀、光時(shí)域反射儀（OTDR）、光譜分析儀光源、光功率計(jì)、光纖熔接機(jī)、米勒鉗、切割器等。

光纖傳輸系統(tǒng)

單信道光傳輸系統(tǒng)

光纖數(shù)字通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)：（1）誤碼指標(biāo)：平均誤碼率BER

誤碼秒ES嚴(yán)重誤碼秒SES

誤碼塊EB誤塊秒比ESR（2）抖動(dòng)與漂移性能（3）光發(fā)送與接收的技術(shù)指標(biāo)光端機(jī)中繼機(jī)光端機(jī)交換交換E/OO/EO/E/O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。(PDH——SDH——WDM）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。

2、TDM—不斷提高信道傳輸速率。

3、WDM—增加光纖中信道(波長(zhǎng))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)光孤子通信光傳輸系統(tǒng)主要指標(biāo)光纖傳輸系統(tǒng)發(fā)送指標(biāo)

1、工作波長(zhǎng)（λ）：

波段)

線路傳輸特性與系統(tǒng)工作波長(zhǎng)密切相關(guān)。

2、平均發(fā)送光功率（Ps）：

功率單位：mw、μw（制造、購(gòu)買光源用）

dBm（設(shè)計(jì)、施工、測(cè)量用）

dBm=10LogPs/1mw（毫瓦分貝值）光纖工作波段工作窗口波段標(biāo)稱波長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍（nm）第一窗口850第二窗口O波段13101280-1360第三窗口S波段15501460-1530

C波段15501530-1565第四窗口L波段15501565-1625第五窗口E波段波長(zhǎng)擴(kuò)展1360-1460

光纖傳輸系統(tǒng)發(fā)送指標(biāo)3、光譜特性（Δλ）：

信號(hào)脈沖包含的波長(zhǎng)范圍4、邊模抑制比（SMSR）：

SMSR=Pmain/Pside≥30dB5、消光比（EXT）：

EXT=P。/P1x100%<10%or10lgP1/P。>10dBP。：全零碼的光功率值，P1：全1碼的光功率值。

光纖傳輸系統(tǒng)接收指標(biāo)1.接收靈敏度(Pr)

在保證系統(tǒng)誤碼指標(biāo)的條件下，光接收機(jī)所需要的最小光功率值：

Pr=10lgPmin/mw（dBm）

Pr值決定于系統(tǒng)傳輸速率、碼型以及光探測(cè)器的類型。2.接收動(dòng)態(tài)范圍(D)

在保證系統(tǒng)誤碼指標(biāo)的條件下，光接收機(jī)所需最小光功率值與所允許的最大光功率值之差。即：

D=10lgPmax/Pmin（Pr）（dB）不同工作條件下的接收靈敏度

速率等級(jí)

2Mb/sSTM-4STM-16STM-64

誤碼指標(biāo)

BER101010接收靈敏度

-50dBm-32dBm-28dBm-20dBmPr-9-10-12靈敏度與系統(tǒng)誤碼指標(biāo)相關(guān)!光纖與光纜

光纖結(jié)構(gòu)包層n纖芯n12涂復(fù)層n1≈1.4672n2

≈1.4647介質(zhì)折射率的差別形成光波導(dǎo)包層涂復(fù)層原料提純?nèi)蹮捴瓢衾z涂漲覆套塑成不纜光纖光纜脅制造工藝光纖的類逆別可有不同偷分類方式:按傳導(dǎo)控模數(shù)分善：多模裙（MMF）單模抽（SMF）按折射監(jiān)率分布寸：漸變型遙（GI）放階躍型攝（SI）按特殊叮用途分包：EDF、DCF、LEAF陣…….按ITU-買T或IEC文號(hào)分：G.65筑1（A1）、G.6披52（B1）G.65喘3（B2）、G.65侄5（B4）…….模的概陳念縱模指激光振恐蕩的頻譜度成分，即慨波長(zhǎng)成分單縱模冒激光器疲的頻率殺仍有一餅定的分知布范圍橫模指電磁場(chǎng)朋的橫向場(chǎng)盾分布分為基浙模TEM00和高階模TEMmn偏振模指同一光拌波模式所翁包含的相紫互正交的亦兩個(gè)偏振怖態(tài)TEM00TEM11G.65窯1光纖(MM愉)—多模光考纖G.6津52光纖(SM)—標(biāo)準(zhǔn)單?？斯饫wG.6煤53光纖(SM賴)—色散位移慮光纖G.65冤4光纖(SM)—截止波長(zhǎng)分位移光纖G.6掙55光纖(SM牧)—非零色項(xiàng)散位移倡光纖G.65柳6光纖(SM)—寬帶NZ-D匆SFG.6膝57光纖(SM扮)—抗彎曲衰斷減光纖ITU-劃T建議文請(qǐng)?zhí)柼厥庥弥惩竟饫w1、摻鉺光場(chǎng)纖（EDF）2、色散補(bǔ)誦償光纖（DCF）3、數(shù)據(jù)光泊纖4、大有剖效面積筑光纖（LEAF）5、色散撐平坦光杜纖6、全波光菌纖（AWF）常用光皆纖命名扶與標(biāo)準(zhǔn)筐對(duì)照光纖名稱ITU-讀T標(biāo)準(zhǔn)IEC標(biāo)準(zhǔn)多模光括纖G.65系1掃A上1a德A1棒b非色散模位移光紹纖G.65損2A、B、C絡(luò)B腳1.1、B1.妥3零色散位罷移光纖G.6能53妻B2截止波長(zhǎng)捎位移光纖G.65談4龜B1.2非零色散枕位移光纖G.6田55A、G.65跳5B刷B4注:G.蔽652雁C(B怪1.3距)為全波綢光纖,G.職652沿B有偏振色配散要求,仍歸于B1.1G.65固4(B1殊.2)為截止波次長(zhǎng)位移光法纖(最低衰尋耗光纖)單模光鞠纖導(dǎo)光沿原理光的折射螺現(xiàn)象：孕光悉的全反射芒：132231Sin==1.4連60/1省.464=85.奧8入射角=90毯-85中.8=錄4.2度，近于芹直線傳導(dǎo)井。光纖的基想本參數(shù)1.幾何尺寸類別SMMMEDF數(shù)據(jù)纖芯直徑國(guó)（2a）9504.562.母5包層外徑班（2b）125涂復(fù)層外泡徑約250（μm）2相對(duì)折胖射率差=n1-n2/n1DCF6光纖的侮基本參焰數(shù)3.數(shù)值孔蒜徑：NA=n1 =唱Sin數(shù)值孔徑荒表示光纖伐接收（耦臟合）光信笨號(hào)的能力常規(guī)單模覺(jué)光纖的NA值約為0.1張08多模光服纖的NA值大于單揭模光纖，禾故光耦合穗效率高。NA值與折射塑率差有關(guān)信，太大會(huì)資形成多模嬸傳輸。光纖的?；緟⒕?shù)6.光纖截面霧形狀誤差1、包層不住圓度：<1銀%2、同心度鼓誤差：<0.咬8μm光纖的傳肉輸特性傳輸衰減傳輸色筋散非線性效敵應(yīng)光纖傳輸示衰減光纖傳輸詳中各種因寄素引起的焰信號(hào)能量典損失傳輸衰耗鉛是系統(tǒng)設(shè)停計(jì)、光功雖率分配、謝中繼距離打確定的重等要參數(shù)定義：PinPoutL=10膀Lg扯Pin庭/Po鑼ut×L（dB）光纖衰減糞機(jī)理光纖材漫料固有與損耗：1、瑞巴利散射—光纖工緒藝中材矛料結(jié)晶偵產(chǎn)生的渣不均疾勻組織扇引起。圣其效率迷與光波哀長(zhǎng)的四援次方成標(biāo)反比。2、材料浙吸收—光纖材姜料（含心雜質(zhì)）報(bào)對(duì)光信頁(yè)號(hào)的吸兼收?？善鄯譃樽细G外吸收查與紅外抖吸收。附加損浙耗附加損耗主要指叢光纖使奔用中引川起的損板耗接續(xù)損艦耗包括：1、光纖固壟定熔接損脈耗（一般稿小于0.05殖dB)2、活動(dòng)連乏接損耗(一般小抹于0.3撫dB)彎曲損耗光纖衰佛減的測(cè)真量常用測(cè)量幫方法：1、剪斷惡法2、插入獎(jiǎng)法3、背向散捏射法剪斷法測(cè)安量：（ITU母-T建議的術(shù)基準(zhǔn)方箏法）光源光功率淺計(jì)濾模器被測(cè)光纖皆（L）P1P22m=郵L約g（dB/K妹m）背向散射疑法測(cè)量利用光傳洲輸中的背架向散射與長(zhǎng)菲涅爾反襯射設(shè)計(jì)的巧光時(shí)域反迅射儀（OTDR）測(cè)量燥。OTDR測(cè)試功傻能：1、光纜坐線路長(zhǎng)歪度（工程顆施工、惠線路維2、光纖衰宣耗分布護(hù)中廣高泛應(yīng)用夜。）3、接頭支損耗4、線路腦故障點(diǎn)護(hù)的位置會(huì)。光纜光纜類叨別纜芯結(jié)構(gòu)禽不同分為:中心管蹈式圓層絞洋式睬骨架雷式光纜敷設(shè)條件瘦不同分為:架空光牛纜、管條道光纜狗、直埋揪光纜和淡水底光付纜光纜中什光纖的侄松緊狀富態(tài)不同陳分為:緊結(jié)構(gòu)旨松辦結(jié)構(gòu)悄半松訓(xùn)半緊結(jié)耕構(gòu)光纜使用環(huán)境蹄與纜中材矩料不同可拆分為:金屬加嶺強(qiáng)構(gòu)件位、非金向?qū)偌訌?qiáng)測(cè)構(gòu)件毛阻燃、苦防蟻光枕纜、電欠力光纜光纜構(gòu)造隸與材料套塑1、松套—多纖合陵成、油難膏填充炸，適于洪野外光纜(PB摘T)余長(zhǎng)控蜘制（水什溫、絞賠合節(jié)距唱）2、緊套—單纖緊耽包、線他徑細(xì)，廳適于局籍內(nèi)光纜按。(硅橡膠or訂PVC)填充材料：氣體、油恭膏、阻水討紗對(duì)油膏性扔能要求：無(wú)腐蝕嗓、高低訓(xùn)溫特性軟、易榮清除光纜構(gòu)猾造與材昂料加強(qiáng)件（抗拉脖）1、金屬：幅磷化鋼絲什、鋼絞線御（野外光叉纜）2、非金屬己：工程塑雞料（電力紋光纜用）芳綸纖維窄（局內(nèi)光遷纜用）要求：吼材料楊叫氏模量E值大、侍不銹蝕護(hù)層（提供側(cè)砍面保護(hù)）不同結(jié)構(gòu)旱的光纜根通據(jù)應(yīng)用要閱求選用不惡同材料的挽護(hù)層，主務(wù)要提供側(cè)產(chǎn)面保護(hù)。光纜構(gòu)造與材料光纜外吉護(hù)套野外用光厲纜：采用黑色濕聚乙烯（PE）易成形、洽機(jī)械強(qiáng)度僵高、致密屆性好、耐坦紫外線。局內(nèi)用光娛纜：淺色聚氯虧乙烯（PVC）撓性好概、耐彎做曲疲勞懼且具阻樹(shù)燃性能姐。光纜型僅號(hào)標(biāo)識(shí)目前尚無(wú)ITU-李T建議，采漂用GB/掃T（908-顯2000）完整代夏號(hào)分為罷兩大部澤分：光纜型前式代號(hào)褲（左邊燭字母或男數(shù)字）1、光纜類燈型：GY、GJ、GH、GT、GS……2、加強(qiáng)件:無(wú)符號(hào)袖、F、3、特征代穩(wěn)號(hào)：B、T、Z、X、G、D…...光纜型愁式代號(hào)——光纖規(guī)格腿代號(hào)光纜型鬧號(hào)標(biāo)識(shí)4、護(hù)層娛代號(hào)：PE、PVC、A、S、L、Q、W、33、43、535、外護(hù)自套代號(hào)氏：Y（或03，可略）同、V光纖規(guī)格慰代號(hào)（右邊數(shù)率字或字母媽）依次為：光纖芯數(shù)槐、光纖類金型（D、J、S模場(chǎng)直作徑/包層外蒸徑、工勾作波長(zhǎng)團(tuán)（1、2、3）、衰耗系黃數(shù)、適查用溫度晌（A、B、C、D）光纜代號(hào)勞示例GYTA雪33——36D9把/125（325）BGYDT罰S——192傅D9/冶125（230）AGYX旁TW——24D洲9/1刮25（236）AGJF床V——1D9慨/12登5（325）DGYT燒AGYTSGYXT閃A3000芯GHDT否53光無(wú)源蘇器件光纖連舟接器——光路的活宿動(dòng)連接光耦合無(wú)器——光功率分環(huán)配光衰減器——光功率造控制與系調(diào)整光波分鉤復(fù)用器——分波與合歷波光隔離個(gè)器——阻擋反慕向光光環(huán)行器——改變光方穴向光纖光鹿柵——信號(hào)濾甚波光無(wú)源器恥件常用類嫌型與功能光纖連幅接器功能：為光纖養(yǎng)與器件答、設(shè)備因之間、權(quán)設(shè)備和督儀表之爹間或線論路與測(cè)褲試儀表用之間實(shí)旱現(xiàn)高質(zhì)竿量活動(dòng)助連接可重復(fù)插諒拔對(duì)光連綿接器的堪要求：低插損：拾小于0.3正dB高回?fù)p你：大于50d景B重復(fù)性耐、互換慣性好：更小于0.1d汪B插拔壽儲(chǔ)命長(zhǎng)：橋大于1000次價(jià)格低FC——金屬螺擾紋鎖緊日式SC——塑料矩形伙插拔式樣插針：2.5m霧mST——金屬圓周柱卡口姑式MT——多芯帶隔狀光纖末連接LC——微型連傍接器（咱美）插針：1.2國(guó)5mmMU——微型連躲接器（肺日）光連接觀器由螺活紋鎖緊已向直接荷插拔演提變，可季減小操念作空間槽，增大劇安裝密緩度，避稿免擠壓活動(dòng)連練接器基本類型不同結(jié)窮構(gòu)的朽光連接逗器插針端面每結(jié)構(gòu)與性沉能FC-縫PC–SPC略-喪APC光纖連語(yǔ)接器型號(hào)與賠參數(shù)常用型瘋號(hào)：FC/P彩C、FC/被APC，MU/青PC1.2殃5mm插針直浩徑：2.5m闖m基本參遼數(shù)：插入損耗<0備.4dB插拔次孟數(shù)>1鞠000次回波損耗>5梢0dB跳線長(zhǎng)階度：0.5、1、5、10（m）光衰減器功能對(duì)光功僑率進(jìn)行鐘一定量魯衰減的拖器件。應(yīng)用場(chǎng)希合系統(tǒng)調(diào)幅試---模擬光纖中繼站----減小富余因光功率光測(cè)試儀壺表---劈燕-校準(zhǔn)定扛標(biāo)分類光可變衰洪減器連續(xù)可變倆光衰減器進(jìn)，分檔可皮變光衰減衫器光固定衰害減器光纖線路漢接續(xù)與蜜成端光纖接續(xù)怠與成端接續(xù)—光纜線亡路盤(pán)長(zhǎng)朵之間的裂連接。成端—光纜線蠶路終端缸與光傳牙輸設(shè)備杰的連接。接續(xù)要求肝：纖號(hào)確憐定、準(zhǔn)腦確對(duì)接求（色標(biāo)筋、領(lǐng)示炊色）接頭損剛耗盡可達(dá)能小連接穩(wěn)定貼可靠，滿企足強(qiáng)度要貫求自動(dòng)化鴨程度高窗、便于計(jì)操作接續(xù)費(fèi)用棋低接續(xù)施工量準(zhǔn)備光纜端客部檢查江（運(yùn)輸臨、敷設(shè)井中的損醬壞）接頭附冷件：接頭盒、煩終端盒、腐熱縮管、PVC（清點(diǎn)數(shù)待量、檢查房誠(chéng)質(zhì)量）接續(xù)儀危器、工仙具：光纖熔接唉機(jī)、OTDR、專用必開(kāi)纜、兼剝線工陳具施工車、感蓬。光纖熔接超機(jī)工程中均塌采用自動(dòng)潔熔接機(jī)。型號(hào)如載：藤倉(cāng):蹦FSM恐-箭40S合(50劈燕S)、30R（帶纖）、住友:棉T堡YPE辰-37懼SE、TYPE忍65（帶纖）功能：自動(dòng)校準(zhǔn)凍、熔接參繳數(shù)選擇、謠自動(dòng)放定電熔貿(mào)接、接頭燦質(zhì)量評(píng)估窯、接頭熱角縮保護(hù)。微處理濤器運(yùn)行槍，屏幕