武漢到西安光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)

課程：武漢到西安光纖通信系統(tǒng)姓名：羅星學(xué)號(hào)：2013040461038學(xué)院：武漢東湖學(xué)院專(zhuān)業(yè)：光電信息科學(xué)與工程2016年10月22日摘要目前在我國(guó)，長(zhǎng)途通信傳輸網(wǎng)是承載電信網(wǎng)和信息網(wǎng)最基本的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，光纜傳輸網(wǎng)是長(zhǎng)途通信傳輸網(wǎng)中的主體骨干網(wǎng)絡(luò)，是我國(guó)主要建設(shè)和發(fā)展的通信網(wǎng)絡(luò)，所以長(zhǎng)途光纜傳輸網(wǎng)的質(zhì)量好壞，直接關(guān)系到通信質(zhì)量和信息傳輸質(zhì)量，從而也關(guān)系到我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。影響長(zhǎng)途光纜傳輸網(wǎng)的質(zhì)量有很多因素，工程的建設(shè)質(zhì)量是影響傳輸網(wǎng)質(zhì)量的最重要最直接的因素之一。下面是武漢西安的光纖通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

目錄第1章3第一節(jié)手繪系統(tǒng)框圖3第2章4第一節(jié)光纖元器件4第3章12第一節(jié)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案13第二節(jié)預(yù)算13第4章14第一節(jié)光纖通信整體方案可行性14第5章15第一節(jié)總結(jié)15第一章手繪系統(tǒng)框圖第二章器件選用光纖熔錐波分復(fù)用器：

光纖熔融拉錐波分復(fù)用器實(shí)質(zhì)為耦合功率對(duì)波長(zhǎng)具有懸著性的光纖耦合器。光首先進(jìn)入兩根熔融拉錐光纖的頂部光纖。在傳輸過(guò)程中，光逐漸移動(dòng)到底部光纖。只有熔融拉錐區(qū)足夠長(zhǎng)，所有的光都位移置低部光纖，而且這個(gè)光移動(dòng)過(guò)程反復(fù)發(fā)生，這次光移動(dòng)式從下向上。

反射光柵型波分復(fù)用器：

反射光柵利用不同角度衍射將復(fù)用光信號(hào)分成不同波長(zhǎng)的光信號(hào)，在通過(guò)一個(gè)透鏡將這些不同波長(zhǎng)的光信號(hào)聚焦輸入不同的光纖。由于兩類(lèi)波分復(fù)用器的結(jié)構(gòu)存在差異，所以他們的工作原理略有不同。

多層介質(zhì)膜型波分復(fù)用器：

多層介質(zhì)膜型波分復(fù)用器可以分為干涉濾波器型波分復(fù)用器和吸收濾波器型波分復(fù)用器。兩種濾波器都是與多層介質(zhì)膜構(gòu)成的。多層介質(zhì)膜干涉濾波器的工作原理是利用200多層不同材料、不同折射率和不同厚度的介質(zhì)膜按照設(shè)計(jì)要求組合成為一個(gè)介質(zhì)膜系，對(duì)各個(gè)特定波長(zhǎng)那個(gè)進(jìn)行選擇干涉濾波，即只允許特定波長(zhǎng)的光通過(guò)，而其他所有波長(zhǎng)的光被反射，以實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)的光波分復(fù)用功能。

半導(dǎo)體激光器：

SLA盡量不使諧振發(fā)生，其兩端涂增透膜將反射率控制的極小，直接利用激光器的有源層的輻射和放大作用，使輸入的弱光信號(hào)經(jīng)過(guò)SLA的有源層變?yōu)閺?qiáng)光信號(hào)，即通過(guò)受激輻射使光信號(hào)放大。這種放大方式的SLA又被稱(chēng)為行波型半導(dǎo)體激光放大器。色散補(bǔ)償器：色散補(bǔ)償方法有色散補(bǔ)償光纖和光纖光柵。常用的是由色散補(bǔ)償光纖組成的色散補(bǔ)償器（模塊）。色散補(bǔ)償模塊的補(bǔ)償原理是，在一段具有正色散的傳輸光纖后插入一段具有負(fù)色散的補(bǔ)償光纖，以達(dá)到整個(gè)傳輸線路的總色散為零的目的。描述色散補(bǔ)償模塊性能的主要指標(biāo)是品質(zhì)因數(shù)和色散斜率。品質(zhì)因數(shù)表示的是在給定的波長(zhǎng)上光纖色散與光纖衰減系數(shù)之比。色散斜率表示的是色散系數(shù)隨波長(zhǎng)的變化。色散補(bǔ)償光纖模塊：

工作原理是將正色散系數(shù)傳輸光纖與負(fù)色散系數(shù)補(bǔ)償光纖間插，以達(dá)到減小整個(gè)光纖傳輸線路的總色散的目的。啁啾光柵色散補(bǔ)償模塊：

是用啁啾光纖光柵而制成的色散補(bǔ)償器。啁啾光纖光柵是利用不同頻率光波在啁啾光柵中的不同位置發(fā)生反射使光脈沖被壓縮，從而實(shí)現(xiàn)色散補(bǔ)償?shù)摹?/p>

高階模光纖色散補(bǔ)償模塊：

高階模色散補(bǔ)償光纖是一種可以同時(shí)減小非線性和光損耗的方法。利用色散補(bǔ)償光纖構(gòu)成色散補(bǔ)償模塊的基本想法來(lái)源于高階模具有高的色散，采用非常短的一小段HOM色散補(bǔ)償光纖就可以獲得所需要的色散補(bǔ)償能量。啁啾光纖光柵可調(diào)色散補(bǔ)償器：

啁啾光纖光柵是通過(guò)改變光纖軸向的光柵周期、平均折射率或者同時(shí)改變兩者來(lái)改變其色散特性。與色散補(bǔ)償光纖相比，啁啾光纖光柵具有插入損耗小、色散補(bǔ)償數(shù)量大等優(yōu)點(diǎn)、啁啾光纖光柵可調(diào)色散補(bǔ)償器的工作原理是，通過(guò)改變環(huán)境溫度或者施加機(jī)械應(yīng)力的方法使啁啾光纖光柵響應(yīng)波長(zhǎng)發(fā)生漂移，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)調(diào)整色散目的。虛像相位陣列可調(diào)色散補(bǔ)償器：

虛像相位陣列是一種自由空間可調(diào)色散補(bǔ)償器其工作原理類(lèi)似角衍射光柵?？烧{(diào)虛像相位陣列是有固定準(zhǔn)直透鏡、固定聚焦透鏡、可移動(dòng)反射鏡、可調(diào)聚焦透鏡和玻璃板共同組成、為了獲得良好的模耦合，玻璃板被鍍上全反射膜。

非色散位移單模光纖（G.652光纖）：（1）：標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（G.652A和G.652B）:1：在1310nm波長(zhǎng)的射散為零；2：在波長(zhǎng)為1550nm附近衰減洗漱最小，約為0.22dB\km，但再1550nm附近其具有最大色散系數(shù)，為18-20ps/(nm.km)，傳輸距離被限制再70-80千米；3：這種光纖工作波長(zhǎng)既可以選在1310nm波長(zhǎng)區(qū)域，又可選在1550nm波長(zhǎng)區(qū)域，它的最佳工作波長(zhǎng)再1310nm區(qū)域。優(yōu)點(diǎn)：工作波長(zhǎng)較寬比較適合通用；缺點(diǎn)：2.5Gbit/s一下的系統(tǒng)傳輸距離受限與衰減，10Gbit/s以上的系統(tǒng)傳輸距離受限與色散。（2）：波長(zhǎng)擴(kuò)展單模光纖（G.652C和G.652D）：相比較與標(biāo)準(zhǔn)單模光纖的優(yōu)點(diǎn)：波段寬、色散小、改進(jìn)網(wǎng)管、系統(tǒng)成本低；色散位移單模光纖（G.653光纖）：工作波長(zhǎng)：1550nm優(yōu)點(diǎn)：G.653光纖非常適合于單波長(zhǎng)、高速、長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)，如可以在這種光纖上直接開(kāi)通20Gbit/s系統(tǒng)，不需要任何色散補(bǔ)償措施。缺點(diǎn)：G.653光纖再1550nm的零色散使其再DWDM系統(tǒng)中使用時(shí)產(chǎn)生四波混頻等非線性效應(yīng)。原因：產(chǎn)生非線性效益的原因是G.653光纖子啊1550nm窗口的色散太小。G.653光纖其因在DWDM系統(tǒng)中出現(xiàn)的嚴(yán)重非線性效應(yīng)限制了其在DWDM系統(tǒng)中的使用。分類(lèi)：G.653A和G.653B類(lèi)比：G.653B和G.653A的性能基本相同，但是G.653B的偏振模色散系數(shù)小于G.653A，故其支持10Gbit/s傳輸距離大于400km系統(tǒng)，而且支持帶光放大器的單信道40Gbit/s系統(tǒng)。（3）截止波長(zhǎng)位移單模光纖（G.654光纖）：工作波長(zhǎng)：G.654光纖的零色散波長(zhǎng)在1310nm附近，其在1550nm的最小衰減已經(jīng)達(dá)到0.15Db/km，截止波長(zhǎng)移到了1310nm波長(zhǎng)區(qū)域，最佳工作范圍為1530-1625nm本質(zhì)：G.654光纖本質(zhì)上仍屬于G.652光纖。優(yōu)點(diǎn)：衰減極小、截止波長(zhǎng)位移的單模光纖主要應(yīng)用與長(zhǎng)距離光纖通信系統(tǒng)數(shù)字傳輸。（4）：非零色散位移單模光纖（G.655光纖）：針對(duì)色散位移光纖在1.55μm色散為零會(huì)產(chǎn)生四波混頻導(dǎo)致信道間發(fā)生串?dāng)_不利于多信道的WDM系統(tǒng)的問(wèn)題如果有微量色散FWM干擾反而還會(huì)減小。針對(duì)這一特點(diǎn)人們研制了非零色散光纖NZ、DSF。非零色散光纖實(shí)質(zhì)上是一種改進(jìn)的色散位移光纖其零色散波長(zhǎng)不在1.55μm而是在1.525μm或1.585μm處。非零色散光纖削減了色散效應(yīng)和四波混頻效應(yīng)而標(biāo)準(zhǔn)光纖和色散移位光纖都只能克服這兩種缺陷中的一種。優(yōu)點(diǎn)：所以非零色散光纖綜合了標(biāo)準(zhǔn)光纖和色散位移光纖最好的傳輸特性既能用于新的陸上網(wǎng)絡(luò)又可對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)改造它特別適合于高密度WDM系統(tǒng)的傳輸所以非零色散光纖是新一代光纖通信系統(tǒng)的最佳傳輸介質(zhì)。缺點(diǎn)：當(dāng)光纖傳輸速率較低、距離較短時(shí)，采用G.655光纖進(jìn)行傳輸?shù)霓k法是可行的，但是G.655光纖并沒(méi)有解決色散問(wèn)題，高速長(zhǎng)距離的傳輸中仍然需要色散補(bǔ)償。（5）寬帶光傳輸用非零色散位移單模光纖（G.656光纖）：優(yōu)點(diǎn)：工作波長(zhǎng)更寬1460-1625nm、更大的正色散值、更小的色散頻率。相比較于G.655光纖，G.656光纖是一種比G.655光纖工作波長(zhǎng)更寬、色散特性更好的光纖。因此G.656光纖既可以顯著降低系統(tǒng)的色散補(bǔ)償成本，又可進(jìn)一步發(fā)掘石英玻璃光纖潛在的巨大帶寬。且G.656光纖可保證通道間隔100GHz(0.8nm)。偏振模色散系數(shù)要求，傳輸速率為10Gbit/s系統(tǒng)的傳輸距離可以達(dá)到400km，而且其也支持40Gbit/s波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)。（6）：彎曲不敏感的單模光纖（G.657光纖）：G.657光纖相比較與其他光想最具顯著的特點(diǎn)就是有優(yōu)異的抗彎曲性能，其原理是通過(guò)減小光纖的模場(chǎng)直徑和提高截止波長(zhǎng)來(lái)提高光纖的抗彎曲性能的。用途：應(yīng)其具有極好的抗彎曲性能，使得其適用與光網(wǎng)絡(luò)，包括位于接入光網(wǎng)絡(luò)終端的建筑物內(nèi)的各種布線。分類(lèi)：G.657A：工作波長(zhǎng)范圍：1260nm-1625nm。G.657B：工作波長(zhǎng)范圍：1310nm、1550nm、1625nm光隔離器：光隔離器是一種只允許光信號(hào)單向傳輸?shù)臒o(wú)源器件，即只允許光波沿著一個(gè)方向傳輸，而禁止另一個(gè)方向的光波傳輸。光隔離器的基本設(shè)計(jì)要求是對(duì)正向傳輸光信號(hào)呈現(xiàn)出非常小的插入損耗，對(duì)反向反射光信號(hào)則具有非常大的隔離度。在無(wú)源光器件中，隔離器是由應(yīng)該被阻斷的光通路中輸出的光功率與輸入光功率之比來(lái)表示的。因此，對(duì)于光隔離器而言，隔離度的數(shù)值應(yīng)該是越大越好。光衰減器：光衰減器是對(duì)光功率進(jìn)行預(yù)訂量衰減的無(wú)源器件。光衰減器的品種和類(lèi)型很多，不同類(lèi)型的光衰減器工作原理各不相同。波分復(fù)用器：光纖具有巨大的帶寬，借助波分復(fù)用器可以使傳輸系統(tǒng)的容量提高數(shù)十乃至上百倍，從而大幅度地降低系統(tǒng)成本。波分復(fù)用器的發(fā)明是以技術(shù)創(chuàng)新來(lái)贏得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。波分復(fù)用器是波分復(fù)用系統(tǒng)的重要組成部分。波分復(fù)用器的性能直接決定著波分復(fù)用系統(tǒng)的性能。波分復(fù)用器的基本設(shè)計(jì)要求是插入損耗小、隔離度大且串?dāng)_小。光分插復(fù)用器：隨著光網(wǎng)絡(luò)中光節(jié)點(diǎn)波長(zhǎng)數(shù)的迅速增長(zhǎng)、光節(jié)點(diǎn)之間的傳輸距離的延長(zhǎng)、中間站節(jié)點(diǎn)上下業(yè)務(wù)量的需求的增加，人們可以選擇具有重配置功能的光分插復(fù)用器OADM進(jìn)行靈活的組網(wǎng)。因此，OADM已經(jīng)成為光網(wǎng)絡(luò)重要的組網(wǎng)器件之一。WDM網(wǎng)絡(luò)具有簡(jiǎn)單的光層聯(lián)網(wǎng)功能，WDM系統(tǒng)中以波長(zhǎng)為傳輸信道，利用OADM可以在WDM網(wǎng)絡(luò)的中間站節(jié)點(diǎn)根據(jù)組網(wǎng)要求靈活地上、下一個(gè)或者一組以波長(zhǎng)為單位的信道。OADM以波長(zhǎng)為基本單位進(jìn)行分出—插入操作，用戶可以方便地在節(jié)點(diǎn)處上、下信道，從而提高了光網(wǎng)絡(luò)的吞吐數(shù)量，增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的靈活組網(wǎng)能力。光纖連接器：光纖連接器是光纖通信系統(tǒng)最基本的無(wú)源器件，其功能是實(shí)現(xiàn)光纖與系統(tǒng)設(shè)備、器件、儀表、光纖之間的連接。光纖連接的主要方法有端面對(duì)接和透鏡擴(kuò)束。光纖端面對(duì)接又可以分為固定連接和活動(dòng)連接。固定連接器是永久性的連接，如光纜線路中的接頭?；顒?dòng)連接器的連接動(dòng)作可以重復(fù)進(jìn)行，如光纖與設(shè)備的連接。光纖活動(dòng)連接器的基本設(shè)計(jì)要求是插入損耗小、重復(fù)性與互換性好、性能穩(wěn)定、安裝方便、價(jià)格便宜等。光纖放大器：光纖放大器是指運(yùn)用于光纖通信線路中，實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大的一種新型全光放大器。根據(jù)它在光纖線路中的位置和作用，一般分為中繼放大、前置放大和功率放大三種。同傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光放大器（SOA）相比較，OFA不需要經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換、電光轉(zhuǎn)換和信號(hào)再生等復(fù)雜過(guò)程，可直接對(duì)信號(hào)進(jìn)行全光放大，具有很好的“透明性”，特別適用于長(zhǎng)途光通信的中繼放大。適用的設(shè)備有摻鉺光纖放大器（EDFA）、摻鐠光纖放大器（PDFA）、摻鈮光纖放大器（NDFA）。目前光放大技術(shù)主要是采用EDFA。光電檢測(cè)器：光電檢測(cè)器是光接收機(jī)的核心器件，主要作用是利用光電效應(yīng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，轉(zhuǎn)換后的電信號(hào)再經(jīng)過(guò)電放大器放大或解調(diào)成為進(jìn)入發(fā)射機(jī)的原始電信號(hào)。光電檢測(cè)器完成光電信號(hào)轉(zhuǎn)換任務(wù)的性能與輸入光電檢測(cè)器的光信號(hào)強(qiáng)弱有關(guān)。由于光源的功率和光纖本身的衰減限制，在光信號(hào)接收端的光電檢測(cè)器探測(cè)到的從光纖纖芯輸出的一般都非常弱、畸變的調(diào)制光信號(hào)，所以光電檢測(cè)器完成光探測(cè)任務(wù)的性能與輸入光信號(hào)質(zhì)量有關(guān)。所以光纖通信系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量不僅與光源、光纖的性能有關(guān)，而且與光電檢測(cè)器的性能直接相關(guān)。光纖通信中對(duì)光電檢測(cè)器的最重要的要求可以概括為：（1）搞得光電轉(zhuǎn)換效率，即以一定的入射光信號(hào)功率就能夠輸出大的光電流；（2）在光源的工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)有極快的響應(yīng)速度或者大的寬帶，即光電檢測(cè)器輸出的電信號(hào)能夠不失真的反映出接收的光信號(hào)；（3）應(yīng)有高的靈敏度；（4）功率消耗盡可能的低；（5）為了便于耦合，應(yīng)與光纖尺寸匹配；（6）光電檢測(cè)器應(yīng)穩(wěn)定、可靠、便宜。雪崩光電二極管：

APD結(jié)構(gòu)的主要啊差別是，在PIN基本結(jié)構(gòu)上增加了一個(gè)I附加層組成了npπp多層拉通型結(jié)構(gòu)。工作原理是借助雪崩倍增過(guò)程來(lái)放大信號(hào)電流，即當(dāng)APD加上足夠搞得反向偏置電壓時(shí)，在耗盡區(qū)內(nèi)運(yùn)動(dòng)的光剩載流子從耗盡區(qū)強(qiáng)電場(chǎng)中獲得高于帶隙的能量，通過(guò)與晶格原子的碰撞能夠?qū)⒁粋€(gè)束縛介電子激發(fā)為自由電子，產(chǎn)生新的電子-空穴對(duì)。

光開(kāi)關(guān)：光開(kāi)關(guān)是一種具有多個(gè)可提供選擇的輸入、輸出端口，可以將任意輸入端口的光信號(hào)快速轉(zhuǎn)換到任意輸出端口的光通路轉(zhuǎn)換器件。其作用是使光信號(hào)能夠在光網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)不同光通路上的快速倒換。依據(jù)不同的光開(kāi)關(guān)原理!光開(kāi)關(guān)的實(shí)現(xiàn)方法有多種，目前應(yīng)用最為廣泛的仍是傳統(tǒng)的1×2和2×2機(jī)械式光開(kāi)關(guān)。傳統(tǒng)機(jī)械式光開(kāi)關(guān)可通過(guò)移動(dòng)光纖將光直接耦合到輸出端，采用棱鏡、反射鏡切換光路，將光直接送到或反射到輸出端。機(jī)械光開(kāi)關(guān)的工作原理是利用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、壓電變化元件或伺服電動(dòng)機(jī)等機(jī)械機(jī)構(gòu)移動(dòng)光纖、自由空間棱鏡或反射鏡等來(lái)改變光電信號(hào)的傳播方向?qū)崿F(xiàn)光信號(hào)的通路倒換。

微電子機(jī)械系統(tǒng)開(kāi)關(guān)是一種光學(xué)機(jī)械機(jī)構(gòu)和電子器件集成在一個(gè)硅基片上的微電子機(jī)械系統(tǒng)。這個(gè)集電、機(jī)械和光為一體的微小電子機(jī)械系統(tǒng)可以一個(gè)獨(dú)立器件形式用作光開(kāi)關(guān)。

熱光開(kāi)關(guān)是利用熱光材料具有的熱光特性制成的光開(kāi)關(guān)。在熱光開(kāi)關(guān)中，以向加熱器通電方式，通過(guò)溫度變化引起波導(dǎo)折射率變化，使光信號(hào)產(chǎn)生相對(duì)位移，實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的開(kāi)關(guān)功能。半導(dǎo)體放大器光開(kāi)關(guān)是由SOA門(mén)陣列和耦合器共同組成的，半導(dǎo)體光開(kāi)關(guān)是利用在不同泵浦狀態(tài)下，SOA對(duì)入射光信號(hào)的吸收或放大特性而構(gòu)成的基本門(mén)型光開(kāi)關(guān)單元。半導(dǎo)體光開(kāi)關(guān)的工作原理是利用SOA的放大和吸收狀態(tài)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的開(kāi)關(guān)。

氣泡開(kāi)關(guān)是結(jié)合噴墨打印機(jī)驅(qū)動(dòng)原理開(kāi)發(fā)出的一種新型光開(kāi)關(guān)。工作原理，利用液體通道中移動(dòng)的氣泡能夠使入射平面波導(dǎo)的光信號(hào)發(fā)生全反射來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的痛斷。液晶光開(kāi)關(guān)通過(guò)對(duì)液晶施加一個(gè)電場(chǎng)，以改變液晶材料分子取向來(lái)控制光通過(guò)通路的通或斷。光交叉連接器：光交叉連接器是光波網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)重要網(wǎng)絡(luò)單元，其功能可以與時(shí)分復(fù)用網(wǎng)絡(luò)中的交換機(jī)類(lèi)比，主要用來(lái)完成多波長(zhǎng)環(huán)網(wǎng)間的交叉連接，作為網(wǎng)格狀光網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)，目的是實(shí)現(xiàn)光波網(wǎng)的自動(dòng)配置、保護(hù)/恢復(fù)和重構(gòu)。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換交叉連接（WIXC）是具有波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換能力的波長(zhǎng)選擇交叉連接。WIXC能夠?qū)⑷我庖桓斎牍饫w中的任意波長(zhǎng)交叉連接到使用不同波長(zhǎng)的任意一根輸出光纖上。這一特點(diǎn)減少了由于波長(zhǎng)競(jìng)爭(zhēng)所導(dǎo)致的輸入光纖與輸出光纖間波長(zhǎng)選路失敗的可能，因而在組網(wǎng)、業(yè)務(wù)提供和保護(hù)恢復(fù)能力方面具有最大的靈活性。光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器：光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器就是利用光-電轉(zhuǎn)換技術(shù)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換功能的光-電器件。具有的功能是：（1）波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換，輸入波長(zhǎng)任選，輸出波長(zhǎng)任定。（2）輸入、輸出光纖（多模光纖或單模光纖）類(lèi)型任選，輸入、輸出光信號(hào)模式任選。簡(jiǎn)言之，利用光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器可以實(shí)現(xiàn)光網(wǎng)絡(luò)上的光信號(hào)任意波長(zhǎng)和任意模式的轉(zhuǎn)換。其賦予了光網(wǎng)絡(luò)靈活性和擴(kuò)容性。光混頻原理的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器，光混頻原理主要包括差頻和四波混頻，其轉(zhuǎn)換的有點(diǎn)有轉(zhuǎn)換頻率高、對(duì)信號(hào)格式透明、能同時(shí)轉(zhuǎn)換多個(gè)波長(zhǎng)，混頻產(chǎn)生的光波保留了信號(hào)的相位和幅度信息，是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)嚴(yán)格透明的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的技術(shù)。利用該技術(shù)可以將DWDM系統(tǒng)中的一組信號(hào)同時(shí)進(jìn)行頻率搬移實(shí)現(xiàn)全波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換。光調(diào)制原理的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器：

廣天之原理的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器的工作原理是利用交叉增益調(diào)制和交叉相位調(diào)制（XPM）。它實(shí)質(zhì)上是通過(guò)光信號(hào)和連續(xù)光（探測(cè)光）信號(hào)的交叉調(diào)制，將輸入信號(hào)所攜帶的信息轉(zhuǎn)移到另一個(gè)波長(zhǎng)上在輸出。非線性光線環(huán)境性全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器：

非線性光線環(huán)境性全光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器是利用光線的Sagnac干涉原理和光纖中的交叉相位調(diào)制產(chǎn)生的非線性相移實(shí)現(xiàn)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的。

光環(huán)形器：光環(huán)形器是將光按照順序通過(guò)所有的中間端口。在一個(gè)光環(huán)形器中，光進(jìn)入第一個(gè)端口必須繼續(xù)進(jìn)入第二個(gè)端口，而且任何進(jìn)入第二個(gè)端口的光要繼續(xù)進(jìn)入第三端口，如此反復(fù)直至光進(jìn)入最后端口，再?gòu)牡谝欢丝谳敵鰹橹埂，F(xiàn)在光纖通信網(wǎng)絡(luò)商用的光環(huán)形器一般是具有三或四個(gè)端口的無(wú)源光器件?？梢詭?lái)附加的靈活性能夠用于測(cè)量系統(tǒng)、全雙工傳輸系統(tǒng)、波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)等。光耦合器：光耦合器件就是將傳輸中的光信號(hào)在特殊結(jié)構(gòu)耦合去耦合，并進(jìn)行再分配的光無(wú)源器件，光耦合器是對(duì)光信號(hào)實(shí)現(xiàn)分路、合路、插入和分配的光無(wú)源器件，其可以將輸入的光信號(hào)分配到兩個(gè)或更多的輸出端口或者將兩個(gè)或更多的輸入的光信號(hào)耦合到一個(gè)輸出端口。光耦合器件的有點(diǎn)有：信號(hào)單向傳輸，輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號(hào)對(duì)輸入端無(wú)影響，抗干擾能力強(qiáng)，工作穩(wěn)定，無(wú)觸點(diǎn)，使用壽命長(zhǎng)，傳輸效率高。

第三章系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案介紹光纜路由方案的選擇，應(yīng)以工程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)和通信網(wǎng)路規(guī)劃為依據(jù)，進(jìn)行多方案多路由比較，保證通信質(zhì)量，使線路安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理，維護(hù)和施工方便，在滿足干線通信要求下，應(yīng)考慮沿線區(qū)間通信需求。因根據(jù)現(xiàn)有地形、地物、建筑設(shè)施來(lái)設(shè)置，還要了解沿線城市及鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)劃建設(shè)情況。光纖武漢到西安的鋪設(shè)經(jīng)由武漢-信陽(yáng)-駐馬店-漯河-許昌-鄭州-洛陽(yáng)-三門(mén)峽-渭南-西安。沿途以鐵路為主鋪設(shè)大大降低人力投入及成本，節(jié)約預(yù)算。光纖基站在武漢、漯河、鄭州、、洛陽(yáng)、西安均建立大型基站以滿足人們需求。長(zhǎng)途通信省際干線光纜線路在非市區(qū)地段敷設(shè)時(shí)應(yīng)以采用管道或直埋方式為主。省內(nèi)干線光纜線路除管道和直埋方式外也可采用架空方式。一般來(lái)說(shuō)，從光纜線路的安全、使用壽命、工程造價(jià)等方面綜合考慮，宜采用直埋方式。長(zhǎng)途干線光纜線路在市區(qū)內(nèi)敷設(shè)應(yīng)以采用管道方式為主。對(duì)不具備管道敷設(shè)條件的地段，可采用簡(jiǎn)易塑料管道、槽道或其他適宜的敷設(shè)方式

。長(zhǎng)途干線光纜應(yīng)采用無(wú)金屬線對(duì)的光纜。根據(jù)工程需要，在雷害或強(qiáng)電危害嚴(yán)重地段可選用非金屬構(gòu)件的光纜，在蟻害嚴(yán)重地段可采用防蟻光纜。光纜護(hù)層結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定直埋式光纜：PE內(nèi)護(hù)層+防潮鎧裝層+PE外護(hù)層，或防潮層+

PE內(nèi)護(hù)層+鎧裝層+PE外護(hù)層，宜選用GYTA53、GYTA33、GYTS、GYTY53或其他更為優(yōu)良的結(jié)構(gòu)；

管道或采用塑料管道保護(hù)的光纜：防潮層+PE外護(hù)層，宜選用GYTA、GYTS、GYTY53、GYFTY

或其他更為優(yōu)良的結(jié)構(gòu)。

3)防蟻光纜：直埋光纜結(jié)構(gòu)+防蟻外護(hù)層。預(yù)算大型基站2武漢、西安120萬(wàn)240萬(wàn)中型基站3漯河、鄭州、洛陽(yáng)、80萬(wàn)240萬(wàn)小基站5信陽(yáng)、駐馬店、許昌、三門(mén)峽、渭南45萬(wàn)225萬(wàn)中繼站433萬(wàn)132萬(wàn)大型基站的搭建，總?cè)藬?shù)200人，工程師與工人按1：9比例，工程師平均工資8000/月，工人300/天。中型基站搭建，總?cè)藬?shù)150，工程師1：14。小型基站搭建，總?cè)藬?shù)100人，人數(shù)比例1：9。中繼站預(yù)算，總?cè)藬?shù)80人，工程師5人。光纖鋪設(shè)100人預(yù)計(jì)一年鋪設(shè)完成。其中工程師10人。工人工作時(shí)間按12月計(jì)算。光纜2.4元/米1500千米360萬(wàn)人工7206萬(wàn)運(yùn)費(fèi)100萬(wàn)材料費(fèi)845萬(wàn)占地費(fèi)1150萬(wàn)總預(yù)算=360+7206+100+845+1150+837=11489萬(wàn)第四章光纖通信整體設(shè)計(jì)的可行性光纖的質(zhì)量輕、體積小，既能有效節(jié)省空間又能保證安裝方便。而且，制作光纖的原始材料來(lái)源豐富，成本低廉，溫度穩(wěn)定度高、穩(wěn)定性能好，所以使用壽命一般都很長(zhǎng)。光纖通信優(yōu)勢(shì)明顯，促成了光纖通信技術(shù)在現(xiàn)代生活中的廣泛應(yīng)用，并且這個(gè)應(yīng)用過(guò)的范圍還在不斷的拓展。隨著因特網(wǎng)的迅速普及以及寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的快速發(fā)展，人們對(duì)信息的需求呈現(xiàn)出爆炸性的增長(zhǎng)，幾乎是每半年翻一番。在這樣的背景下，信息高速公路建設(shè)已然成為世界性熱潮，而作為信息高速公路的核心和支柱的光纖通信技術(shù)更是成為重中之重。很多國(guó)家和地區(qū)不遺余力地斥巨資發(fā)展光纖通信技術(shù)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)，光纖通信事業(yè)得到了空前的發(fā)展。此外，由于信息的生產(chǎn)、傳播、交換以及應(yīng)用對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)家安全有著決定性的影響，所以，與其它行業(yè)相比，光纖通信更具有特殊意義。根據(jù)河南各市GDP：1.鄭州市6783.0億元，增長(zhǎng)9.5%

2.洛陽(yáng)市3284.6億元，增長(zhǎng)9.0%

3.南陽(yáng)市2676.9億元，增長(zhǎng)8.6%

4.許昌市2108.0億元，增長(zhǎng)9.3%

5.周口市1992.1億元，增長(zhǎng)9.1%

6.新鄉(xiāng)市1918.0億元，增長(zhǎng)9.3%

7.焦作市1846.3億元，增長(zhǎng)8.8%

8.安陽(yáng)市1791.9億元，增長(zhǎng)8.7%

9.信陽(yáng)市1757.3億元，增長(zhǎng)8.9%

10.商丘市1697.6億元，增長(zhǎng)9.2%

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