光傳輸基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)課件

1/202022/11/12主要內(nèi)容一、傳輸?shù)亩x二、光纖通信概論三、傳輸網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)1/202022/11/9主要內(nèi)容一、傳輸?shù)亩x2/202022/11/12什么是傳輸?傳輸就是信號(hào)的傳遞過程。例如：兩臺(tái)電腦通過網(wǎng)線直接相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)的拷貝，就是一種傳輸?shù)姆绞?；同樓?nèi)的MSC和BSC之間通過電纜相連，進(jìn)行信號(hào)的傳遞，也是一種信號(hào)傳輸?shù)姆绞健Ｆ渲械木W(wǎng)線和電纜是傳輸媒質(zhì)，它們的傳輸距離非常有限，通常也就200m左右；當(dāng)需要進(jìn)行信號(hào)傳遞的兩個(gè)設(shè)備之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，網(wǎng)線和電纜無法滿足要求，就需要引入一種的新的傳輸媒質(zhì)—光纖，依靠光纖進(jìn)行信號(hào)的傳輸我們就稱之為光傳輸。2/202022/11/9什么是傳輸?傳輸就是信號(hào)的傳3/202022/11/12傳輸?shù)膸追N體制傳輸?shù)捏w制有多種：

微波、PDH、SDH、波分（WDM）等都是傳輸?shù)捏w制。其中PDH、

SDH和波分（WDM）是利用光纖做為傳輸媒質(zhì)的，屬于光傳輸?shù)姆懂牎?/202022/11/9傳輸?shù)膸追N體制傳輸?shù)捏w制有多種：4/202022/11/12主要內(nèi)容一、傳輸?shù)亩x二、光纖通信概論三、傳輸網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)4/202022/11/9主要內(nèi)容一、傳輸?shù)亩x5/202022/11/12光纖通信概論

光纖通信概念

光纖通信以光作為信息載體，利用光纖傳輸攜帶信息的光波，以達(dá)到通信之目的。

數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的基本組成：光發(fā)送機(jī)﹑光接收機(jī)﹑中繼器、光纖5/202022/11/9光纖通信概論

光纖通信概念

光纖6/202022/11/12光纖通信概論

典型的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)方框圖光發(fā)送機(jī)光纖中繼器光纖光接收機(jī)電端機(jī)（模/數(shù)）模擬信號(hào)電端機(jī)（模/數(shù)）模擬信號(hào)發(fā)送端的電端機(jī)把信息（如話音）進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，用轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)去調(diào)制發(fā)送機(jī)中的光源器件LD，輸出發(fā)出攜帶信息的光波。光波經(jīng)光纖傳輸后到達(dá)接收端，光接收機(jī)把數(shù)字信號(hào)從光波中檢測出來送給電端機(jī)，而電端機(jī)再進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，恢復(fù)成原來的信息。6/202022/11/9光纖通信概論

典型的數(shù)字光纖通信系7/202022/11/12光纖通信概論攜帶信息的光波：數(shù)字信號(hào)為"1"時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)"傳號(hào)"光脈沖；當(dāng)數(shù)字信號(hào)為"0"時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)"空號(hào)"（不發(fā)光）。7/202022/11/9光纖通信概論攜帶信息的光波：8/202022/11/12光纖簡介光纖是由圓柱形玻璃纖芯和玻璃包層構(gòu)成，最外層是一種彈性耐磨的塑料護(hù)套，整根光纖呈圓柱形。

8/202022/11/9光纖簡介光纖是由圓柱形玻璃纖芯和玻9/202022/11/12 纖芯主要采用高純度的SiO2二氧化硅，并摻有少量的摻雜劑，提高纖芯的光折射率n1； 包層也是高純度的二氧化硅，也摻雜一些摻雜劑，主要是降低包層的光折射率n2； 護(hù)套采用丙烯酸酯、硅橡膠、尼龍，增加機(jī)械強(qiáng)度和可彎曲性。光纜是多根光纖放在放在一個(gè)松套管內(nèi)，內(nèi)沖石油膏和鋼絲形成的。海底光纜內(nèi)還有電源線，主要為中繼站的放大器等提供電源。光纖簡介9/202022/11/9光纖簡介10/202022/11/12光纖的導(dǎo)光原理 光是一種頻率很高的電磁波，而光纖本身是一種介質(zhì)波導(dǎo)。我們從幾何光學(xué)的角度來簡單討論光纖的導(dǎo)光原理。全反射原理 光線在均勻介質(zhì)中是以直線傳播的，但在兩種不同介質(zhì)的分界面會(huì)產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象，如圖所示：光纖與光纜10/202022/11/9光纖的導(dǎo)光原理光纖與光纜11/202022/11/12全反射原理 光線在均勻介質(zhì)中是以直線傳播的，但在兩種不同介質(zhì)的分界面會(huì)產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象，如圖所示：光纖與光纜包層纖芯折射光反射光入射光光的反射與折射n2n112311/202022/11/9全反射原理光纖與光纜包層纖芯折射12/202022/11/12全反射原理 當(dāng)n2/n1的比值增大到一定程度，則會(huì)使折射角≥90度，此時(shí)的折射光線不再進(jìn)入包層，而會(huì)在纖芯與包層的分界面上掠過，或者重返回到纖芯中進(jìn)行傳播，這種現(xiàn)象叫做光的全反射現(xiàn)象。 不難理解，當(dāng)光在光纖中發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)，由于光線基本上全部在纖芯區(qū)進(jìn)行傳播，沒有光跑到包層中去，所以可以大大降低光纖的衰耗。光纖與光纜12/202022/11/9全反射原理光纖與光纜13/202022/11/12全反射現(xiàn)象光纖與光纜光的全反射現(xiàn)象n2n1折射光13入射光13/202022/11/9全反射現(xiàn)象光纖與光纜光的全反射現(xiàn)14/202022/11/12光在光纖中的傳播 光在光纖中以“Z”形軌跡傳播及沿纖芯與包層的分界面掠過光纖與光纜n2n114/202022/11/9光在光纖中的傳播光纖與光纜n2n15/202022/11/12光纖工作波長光纖的工作波長（工作窗口） 光線路信號(hào)在光纖上傳送的波長：850nm、1310nm、1550nm。

850nm窗口用于多模傳輸

1310nm和1550nm窗口用于單模傳輸。15/202022/11/9光纖工作波長光纖的工作波長（工作16/202022/11/12光纖簡介光通道參數(shù)：衰減、色散 光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)木嚯x要受到色散和衰減的雙重影響。衰減 使在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)隨著傳輸距離的增加而功率下降。

1310nm窗口每公里衰減：0.4dB/km 1550nm窗口每公里衰減：0.25dB/km色散會(huì)使在光纖中傳輸?shù)臄?shù)字脈沖展寬，引起碼間干擾，降低信號(hào)質(zhì)量。16/202022/11/9光纖簡介光通道參數(shù)：衰減、色散17/202022/11/12光纖的類型G.652光纖：在1310nm波長窗口色散性能最佳，是目前應(yīng)用最廣泛的光纖。 在1310nm處，色散小，衰耗大； 在1550nm處，色散大，衰耗小；G.653光纖：在1550nm波長，衰耗和色散皆為最小值，可實(shí)現(xiàn)大容量長距離傳輸。因出現(xiàn)四波混頻效應(yīng)(FWM),限制了它在WDM（波分復(fù)用）方面的應(yīng)用。光纖與光纜17/202022/11/9光纖的類型光纖與光纜18/202022/11/12光纖的類型G.654光纖：1550nm損耗最小光纖，主要用于長再生中繼距離的海底光纜。G.655光纖：克服了G.652光纖在1550nm處色散受限和G.653光纖在1550nm處出現(xiàn)四波混頻效應(yīng)的缺陷，適用于WDM系統(tǒng)。光纖與光纜18/202022/11/9光纖的類型光纖與光纜19/202022/11/12常見光纖連接器種類：

FC/PC：FC，圓頭尾纖連接器，PC，陶瓷截面為平面；

SC/PC：SC，方頭尾纖連接器，PC，同上；

FC/APC：FC，同上，APC，以截面中心為圓心，向外傾斜80度。光纖與光纜19/202022/11/9常見光纖連接器種類：光纖與光纜20/202022/11/12光纖通信的優(yōu)點(diǎn)通信容量大 從理論上講，一根僅有頭發(fā)絲粗細(xì)的光纖可以同時(shí)傳輸1000億個(gè)話路。目前一根光纖同時(shí)傳輸24萬個(gè)話路，比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波等要高出幾十乃至上千倍。中繼距離長 光纖具有極低的衰耗系數(shù)。目前商用化石英光纖已達(dá)0.19dB/km以下，配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送與光接收設(shè)備，中繼距離達(dá)數(shù)百公里以上，特別適用于長途一、二級(jí)干線通信。20/202022/11/9光纖通信的優(yōu)點(diǎn)通信容量大21/202022/11/12保密性能好，抗干擾能力強(qiáng) 由于光的頻率極高，遠(yuǎn)高于一般的電磁波的頻率，而且光波在光纖中傳輸時(shí)只在其芯區(qū)進(jìn)行，不存在傳統(tǒng)的電磁波輻射，因此其保密性能極好，同時(shí)也不怕外界強(qiáng)電磁場的干擾，抗干擾能力強(qiáng)。便于施工和維護(hù) 體積小、重量輕。光纜的敷設(shè)方式方便靈活。既可以直埋、架空，又可以通過管道和水底敷設(shè)。原材料來源豐富，潛在價(jià)格低廉制造石英光纖的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中幾乎是取之不盡、用之不竭的。因此其潛在價(jià)格是十分低廉的。光纖通信的優(yōu)點(diǎn)21/202022/11/9保密性能好，抗干擾能力強(qiáng)光纖通信22/202022/11/12主要內(nèi)容一、傳輸?shù)亩x二、光纖通信概論三、傳輸網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)22/202022/11/9主要內(nèi)容一、傳輸?shù)亩?3/202022/11/12GSM網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)MSC3BSC16MSC4MSC5BSC3BSC9BSC8BSC10BSC12BSC5BSC1BSC2傳輸網(wǎng)23/202022/11/9GSM網(wǎng)絡(luò)基本結(jié)構(gòu)MSC3BSC24/202022/11/12手機(jī)通話的傳輸過程孟州濟(jì)源沁陽生產(chǎn)樓高新武陟MSCBSC1BSC14伏背塢頭紫陵鎮(zhèn)神農(nóng)壇小云臺(tái)常樂義莊西向濟(jì)源一中西馬蓬供電局錦捷集團(tuán)汽車站人才大廈地稅局華新小區(qū)用戶B用戶A生產(chǎn)樓擴(kuò)AB24/202022/11/9手機(jī)通話的傳輸過程孟州濟(jì)源沁陽生25/202022/11/12手機(jī)通話的傳輸過程孟州濟(jì)源沁陽生產(chǎn)樓高新武陟MSCBSC1BSC14伏背塢頭紫陵鎮(zhèn)神農(nóng)壇小云臺(tái)常樂義莊西向濟(jì)源一中西馬蓬供電局錦捷集團(tuán)汽車站人才大廈地稅局華新小區(qū)用戶B用戶A生產(chǎn)樓擴(kuò)BA25/202022/11/9手機(jī)通話的傳輸過程孟州濟(jì)源沁陽生26/202022/11/12

ThankYou!

Thankyouforyourtimeandpatience!26/202022/11/9Thank27/202022/11/12主要內(nèi)容一、傳輸?shù)亩x二、光纖通信概論三、傳輸網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)1/202022/11/9主要內(nèi)容一、傳輸?shù)亩x28/202022/11/12什么是傳輸?傳輸就是信號(hào)的傳遞過程。例如：兩臺(tái)電腦通過網(wǎng)線直接相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)的拷貝，就是一種傳輸?shù)姆绞剑煌瑯莾?nèi)的MSC和BSC之間通過電纜相連，進(jìn)行信號(hào)的傳遞，也是一種信號(hào)傳輸?shù)姆绞?。其中的網(wǎng)線和電纜是傳輸媒質(zhì)，它們的傳輸距離非常有限，通常也就200m左右；當(dāng)需要進(jìn)行信號(hào)傳遞的兩個(gè)設(shè)備之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，網(wǎng)線和電纜無法滿足要求，就需要引入一種的新的傳輸媒質(zhì)—光纖，依靠光纖進(jìn)行信號(hào)的傳輸我們就稱之為光傳輸。2/202022/11/9什么是傳輸?傳輸就是信號(hào)的傳29/202022/11/12傳輸?shù)膸追N體制傳輸?shù)捏w制有多種：

微波、PDH、SDH、波分（WDM）等都是傳輸?shù)捏w制。其中PDH、

SDH和波分（WDM）是利用光纖做為傳輸媒質(zhì)的，屬于光傳輸?shù)姆懂牎?/202022/11/9傳輸?shù)膸追N體制傳輸?shù)捏w制有多種：30/202022/11/12主要內(nèi)容一、傳輸?shù)亩x二、光纖通信概論三、傳輸網(wǎng)基本結(jié)構(gòu)4/202022/11/9主要內(nèi)容一、傳輸?shù)亩x31/202022/11/12光纖通信概論

光纖通信概念

光纖通信以光作為信息載體，利用光纖傳輸攜帶信息的光波，以達(dá)到通信之目的。

數(shù)字光纖通信系統(tǒng)的基本組成：光發(fā)送機(jī)﹑光接收機(jī)﹑中繼器、光纖5/202022/11/9光纖通信概論

光纖通信概念

光纖32/202022/11/12光纖通信概論

典型的數(shù)字光纖通信系統(tǒng)方框圖光發(fā)送機(jī)光纖中繼器光纖光接收機(jī)電端機(jī)（模/數(shù)）模擬信號(hào)電端機(jī)（模/數(shù)）模擬信號(hào)發(fā)送端的電端機(jī)把信息（如話音）進(jìn)行模/數(shù)轉(zhuǎn)換，用轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)去調(diào)制發(fā)送機(jī)中的光源器件LD，輸出發(fā)出攜帶信息的光波。光波經(jīng)光纖傳輸后到達(dá)接收端，光接收機(jī)把數(shù)字信號(hào)從光波中檢測出來送給電端機(jī)，而電端機(jī)再進(jìn)行數(shù)/模轉(zhuǎn)換，恢復(fù)成原來的信息。6/202022/11/9光纖通信概論

典型的數(shù)字光纖通信系33/202022/11/12光纖通信概論攜帶信息的光波：數(shù)字信號(hào)為"1"時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)"傳號(hào)"光脈沖；當(dāng)數(shù)字信號(hào)為"0"時(shí)，光源器件發(fā)送一個(gè)"空號(hào)"（不發(fā)光）。7/202022/11/9光纖通信概論攜帶信息的光波：34/202022/11/12光纖簡介光纖是由圓柱形玻璃纖芯和玻璃包層構(gòu)成，最外層是一種彈性耐磨的塑料護(hù)套，整根光纖呈圓柱形。

8/202022/11/9光纖簡介光纖是由圓柱形玻璃纖芯和玻35/202022/11/12 纖芯主要采用高純度的SiO2二氧化硅，并摻有少量的摻雜劑，提高纖芯的光折射率n1； 包層也是高純度的二氧化硅，也摻雜一些摻雜劑，主要是降低包層的光折射率n2； 護(hù)套采用丙烯酸酯、硅橡膠、尼龍，增加機(jī)械強(qiáng)度和可彎曲性。光纜是多根光纖放在放在一個(gè)松套管內(nèi)，內(nèi)沖石油膏和鋼絲形成的。海底光纜內(nèi)還有電源線，主要為中繼站的放大器等提供電源。光纖簡介9/202022/11/9光纖簡介36/202022/11/12光纖的導(dǎo)光原理 光是一種頻率很高的電磁波，而光纖本身是一種介質(zhì)波導(dǎo)。我們從幾何光學(xué)的角度來簡單討論光纖的導(dǎo)光原理。全反射原理 光線在均勻介質(zhì)中是以直線傳播的，但在兩種不同介質(zhì)的分界面會(huì)產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象，如圖所示：光纖與光纜10/202022/11/9光纖的導(dǎo)光原理光纖與光纜37/202022/11/12全反射原理 光線在均勻介質(zhì)中是以直線傳播的，但在兩種不同介質(zhì)的分界面會(huì)產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象，如圖所示：光纖與光纜包層纖芯折射光反射光入射光光的反射與折射n2n112311/202022/11/9全反射原理光纖與光纜包層纖芯折射38/202022/11/12全反射原理 當(dāng)n2/n1的比值增大到一定程度，則會(huì)使折射角≥90度，此時(shí)的折射光線不再進(jìn)入包層，而會(huì)在纖芯與包層的分界面上掠過，或者重返回到纖芯中進(jìn)行傳播，這種現(xiàn)象叫做光的全反射現(xiàn)象。 不難理解，當(dāng)光在光纖中發(fā)生全反射現(xiàn)象時(shí)，由于光線基本上全部在纖芯區(qū)進(jìn)行傳播，沒有光跑到包層中去，所以可以大大降低光纖的衰耗。光纖與光纜12/202022/11/9全反射原理光纖與光纜39/202022/11/12全反射現(xiàn)象光纖與光纜光的全反射現(xiàn)象n2n1折射光13入射光13/202022/11/9全反射現(xiàn)象光纖與光纜光的全反射現(xiàn)40/202022/11/12光在光纖中的傳播 光在光纖中以“Z”形軌跡傳播及沿纖芯與包層的分界面掠過光纖與光纜n2n114/202022/11/9光在光纖中的傳播光纖與光纜n2n41/202022/11/12光纖工作波長光纖的工作波長（工作窗口） 光線路信號(hào)在光纖上傳送的波長：850nm、1310nm、1550nm。

850nm窗口用于多模傳輸

1310nm和1550nm窗口用于單模傳輸。15/202022/11/9光纖工作波長光纖的工作波長（工作42/202022/11/12光纖簡介光通道參數(shù)：衰減、色散 光信號(hào)在光纖中傳輸?shù)木嚯x要受到色散和衰減的雙重影響。衰減 使在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)隨著傳輸距離的增加而功率下降。

1310nm窗口每公里衰減：0.4dB/km 1550nm窗口每公里衰減：0.25dB/km色散會(huì)使在光纖中傳輸?shù)臄?shù)字脈沖展寬，引起碼間干擾，降低信號(hào)質(zhì)量。16/202022/11/9光纖簡介光通道參數(shù)：衰減、色散43/202022/11/12光纖的類型G.652光纖：在1310nm波長窗口色散性能最佳，是目前應(yīng)用最廣泛的光纖。 在1310nm處，色散小，衰耗大； 在1550nm處，色散大，衰耗小；G.653光纖：在1550nm波長，衰耗和色散皆為最小值，可實(shí)現(xiàn)大容量長距離傳輸。因出現(xiàn)四波混頻效應(yīng)(FWM),限制了它在WDM（波分復(fù)用）方面的應(yīng)用。光纖與光纜17/202022/11/9光纖的類型光纖與光纜44/202022/11/12光纖的類型G.654光纖：1550nm損耗最小光纖，主要用于長再生中繼距離的海底光纜。G.655光纖：克服了G.652光纖在1550nm處色散受限和G.653光纖在1550nm處出現(xiàn)四波混頻效應(yīng)的缺陷，適用于WDM系統(tǒng)。光纖與光纜18/202022/11/9光纖的類型光纖與光纜45/202022/11/12常見光纖連接器種類：

FC/PC：FC，圓頭尾纖連接器，PC，陶瓷截面為平面；

SC/PC：SC，方頭尾纖連接器，PC，同上；

FC/APC：FC，同上，APC，以截面中心為圓心，向外傾斜80度。光纖與光纜19/202022/11/9常見光纖連接器種類：光纖與光纜46/202022/11/12光纖通信的優(yōu)點(diǎn)通信容量大 從理論上講，一根僅有頭發(fā)絲粗細(xì)的光纖可以同時(shí)傳輸1000億個(gè)話路。目前一根光纖同時(shí)傳輸24萬個(gè)話路，比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波等要高出幾十乃至上千倍。中繼距離長 光纖具有極低的衰耗系數(shù)。目前商用化石英光纖已達(dá)0.19dB/km以下，配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送與光接收設(shè)備，中繼距離達(dá)數(shù)百公里以上，特別適用于長途一、二級(jí)干線通信。20/202022/11/9光纖通信的優(yōu)點(diǎn)通信容量大47/202022/11/12保密性能好，抗干擾能力強(qiáng) 由于光的頻率極高，遠(yuǎn)高于一般的電磁波的頻率，而且光波在光纖中傳輸時(shí)只在其芯區(qū)進(jìn)行，不存在傳統(tǒng)的電磁波輻射，因此其保密性能極好，同時(shí)也不怕外界強(qiáng)電磁場的干擾，抗干擾能力強(qiáng)。便于施工和