第08章+光纖通信工程設(shè)計(jì)

第8章光纖通信工程設(shè)計(jì)8.1光纖與光纜【重點(diǎn)】8.2光纖通信設(shè)備8.3光纖通信工程設(shè)計(jì)【重點(diǎn)】8.4光纜線路施工與驗(yàn)收18.1光纖與光纜28.1光纖與光纜8.1.1光纖通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.光纖通信系統(tǒng)概述光纖通信原理：光纖中無光信號(hào)為0碼，有光信號(hào)則為1碼。優(yōu)點(diǎn)：通信容量大（單根光纖理論容量可達(dá)20Tbit/s以上），保密好（不易竊聽），抗電磁波輻射干擾，防雷擊，傳輸距離長(zhǎng)（不中繼可達(dá)600km）。缺點(diǎn)：光纖連接困難，成本較高。38.1光纖與光纜模擬光纖通信系統(tǒng)主要用于模擬電視信號(hào)傳輸、模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)等。通信網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)都采用數(shù)字通信系統(tǒng)。光纖能不能進(jìn)行雙向和多波長(zhǎng)傳輸，取決于采用的傳輸技術(shù)和光源技術(shù)。以太網(wǎng)目前采用單光纖下的單波長(zhǎng)和單向傳輸。采用WDM（波分復(fù)用）技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)單根光纖下的多波長(zhǎng)同時(shí)傳輸，甚至單根光纖下的雙向多波長(zhǎng)信號(hào)傳輸。48.1光纖與光纜2.光纖通信系統(tǒng)基本組成數(shù)字光纖通信系統(tǒng)包括：光發(fā)射機(jī)、光纜、光中繼器、光接收機(jī)。[P194圖8-1]單向數(shù)字光纖通信系統(tǒng)基本組成58.1光纖與光纜（1）光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)的功能是實(shí)現(xiàn)電-光轉(zhuǎn)換。組成：光源、驅(qū)動(dòng)電路和調(diào)制器等。功能：將電信號(hào)調(diào)制成光信號(hào)。光源采用發(fā)光二極管（LED）或激光二極管（LD）。（2）光接收機(jī)光接收機(jī)的功能是實(shí)現(xiàn)光-電轉(zhuǎn)換。組成：光檢測(cè)器和信號(hào)放大器等。光信號(hào)檢測(cè)器采用半導(dǎo)體光電二極管（PD）。68.1光纖與光纜（3）光纖或光纜光纖構(gòu)成光傳輸通道，完成光信號(hào)的傳送任務(wù)。（4）中繼器組成：光檢測(cè)器、光源和判決再生電路等。功能：補(bǔ)償光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減；對(duì)波形失真的光脈沖進(jìn)行整形放大。78.1光纖與光纜8.1.2光纖結(jié)構(gòu)和類型1．光纖的基本結(jié)構(gòu)光纖由纖芯、包層、涂層、表皮等組成多條光纖制作在一起時(shí)稱為光纜。[P194圖8-2]光纖和光纜的結(jié)構(gòu)88.1光纖與光纜纖芯采用高純度SiO2，以提高纖芯的光折射率。包層也采用高純度SiO2，光折射率低于纖芯。涂層保護(hù)光纖不受水汽侵蝕和機(jī)械擦傷。光纜中的芳綸紗等材料，是增加光纜的機(jī)械強(qiáng)度。98.1光纖與光纜2.光信號(hào)在光纖中的傳輸光纖中纖芯與包層的折射率不同，光源通過特定角度射入光纖后，光纖的包層像一面鏡子，使光在纖芯內(nèi)不斷折射前進(jìn)。光在光纖中的傳輸路徑稱為“?！?。傳輸多路徑光波的光纖稱為多模光纖（MMF）?？蓪⒍嗄９饫w簡(jiǎn)單理解為傳輸多束光波的光纖。多模光纖只能單向傳輸，而且不能同時(shí)傳輸多個(gè)光波信號(hào)。108.1光纖與光纜[P195圖8-3]光信號(hào)在光纖中的傳輸過程118.1光纖與光纜3．多模光纖的基本技術(shù)特征突變型多模光纖用于小容量短距離網(wǎng)絡(luò)。漸變型多模光纖用于中等容量和中等距離網(wǎng)絡(luò)。單模光纖用于大容量長(zhǎng)距離網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。多模光纖由于纖芯直徑較大，具有較強(qiáng)的集光能力和抗彎曲能力，特別適合于局域網(wǎng)應(yīng)用。為了降低局域網(wǎng)成本，多模光纖普遍采用價(jià)格低廉的發(fā)光二極管（LED）作為光源。128.1光纖與光纜4．單模光纖的基本技術(shù)特征當(dāng)光纖纖芯的尺寸與光波的波長(zhǎng)大致相同時(shí)，如纖芯直徑在5～10μm時(shí)，光波在光纖中以一種模式傳播，這種光纖稱為單模光纖?？蓪文９饫w簡(jiǎn)單的理解為傳輸一束光波的光纖。單模光纖具有極大的傳輸帶寬，特別適用于大容量和長(zhǎng)距離的通信系統(tǒng)。特種單模光纖：雙包層單模光纖，三角芯單模光纖，橢圓芯單模光纖等。138.1光纖與光纜[案例]特種光纖148.1光纖與光纜5．光纖的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)多模光纖國際標(biāo)準(zhǔn)有：ITU-TG.651-1998單模光纖的國際標(biāo)準(zhǔn)有：ITU-TG.652-2000ITU-TG.653-2000ITU-TG.654-2000ITU-TG.655-2000ITU-TG.656-2004等。158.1光纖與光纜我國大部分城域網(wǎng)采用G.652.a和G.652.b類光纖，這類光纖占總光纖用量的70％左右。G.652.c和G.655光纖主要用于構(gòu)建大城市的城域網(wǎng)和省際骨干傳輸網(wǎng)。計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)大量使用G.651多模光纖。G.653和G.654類光纖在國內(nèi)很少使用。G.655光纖將成為長(zhǎng)途骨干傳輸網(wǎng)的首選光纖。168.1光纖與光纜8.1.3光纖的傳輸特性1.光纖的波段與工作窗口光纖理論帶寬非常高，是一種完美的信號(hào)傳輸介質(zhì)。目前光纖的傳輸能力與理論值相差較遠(yuǎn)，光纖的傳輸能力僅僅是打開了幾個(gè)窗口而已。ITU-T將光纖可用波段劃分為：O（第2窗口）、E、S、C（第3窗口）、L、U六個(gè)波段。178.1光纖與光纜光纖通信工作波長(zhǎng)范圍為850～1550nm（頻率范圍180～300THz），除離子吸收峰（OH-）處外，光纖的損耗隨波長(zhǎng)的增加而減小。在波長(zhǎng)為850nm、1310nm和1550nm處，有3個(gè)損耗很小的波長(zhǎng)“窗口”。[P197圖8-4]普通光纖的傳輸損耗特性曲線188.1光纖與光纜2.光纖通信的最大理論容量目前只利用了光纖低損耗頻譜中極少的一部分以2.5G的城域網(wǎng)SDH系統(tǒng)為例，單波光信號(hào)占用的頻譜寬度大約只有0.02nm左右。目前單模光纖可利用頻譜寬度（波長(zhǎng)范圍）為200nm左右，即25THz（125GHz/nm），如果按照波長(zhǎng)間隔為0.8nm（100GHz）計(jì)算，理論上可以同時(shí)開通250多個(gè)波長(zhǎng)的DWDM系統(tǒng)。198.1光纖與光纜如果采用0.4nm（50GHz）的波長(zhǎng)間隔進(jìn)行DWDM通信，大約能安排500個(gè)波長(zhǎng)，如果每個(gè)波長(zhǎng)最大傳輸速率為40Gbit/s，則單根光纖的通信容量理論上可以達(dá)到20Tbit/s（500×40）左右。如果在傳輸損耗方面打通1310nm、1550nm兩個(gè)傳輸窗口（全波光纖消除了1383處的吸收峰），使低損耗窗口擴(kuò)展至1280～1685nm（大約50THz），則光纖通信可以得到更大的傳輸容量。208.1光纖與光纜3.光纖的技術(shù)參數(shù)光纖的技術(shù)參數(shù)可分為：幾何特性參數(shù)、光學(xué)特性參數(shù)與傳輸特性參數(shù)。傳輸特性參數(shù)包括：衰減系數(shù)色散非線性特性等。光纖通信系統(tǒng)中，信號(hào)產(chǎn)生畸變的主要原因是光纖中存在損耗和色散。損耗限制了傳輸距離，色散則限制了傳輸容量。218.1光纖與光纜[案例]光纖中繼距離與傳輸速率的關(guān)系228.1光纖與光纜（1）信道容量信道容量指單根光纖的最大通信容量，單位Mbit/s·km或Gbit/s·km。光纖帶寬越大，信道容量越大；帶寬取決于光纖載波頻率，載波頻率越高，帶寬越大。目前商用光纖的單波長(zhǎng)信道容量達(dá)40Gbit/s；實(shí)驗(yàn)室光纖信道總?cè)萘窟_(dá)到5Tbit/s（128個(gè)波長(zhǎng)×40Gbit/s，傳輸距離為：3中繼×100km）。238.1光纖與光纜（2）衰減特性衰減特性決定了光纖通信的中繼距離。多模光纖在900nm波長(zhǎng)處的損耗為3dB/km，這表示傳輸1km后，信號(hào)光功率將損失50％；2km后損失達(dá)75％（損失6dB）。例如，波長(zhǎng)為1550nm的單模光纖通信系統(tǒng)，如果傳輸速率為2.5Gbit/s，則中繼距離為150km；如果傳輸速率提高到10Gbit/s，則中繼距離會(huì)降低到100km。248.1光纖與光纜（3）色散特性模式色散為光信號(hào)隨傳輸距離增大時(shí)的光線擴(kuò)散。色散分為：模式色散，材料色散和波導(dǎo)色散。模式色散是對(duì)多模光纖而言，單模光纖只有一種傳播模式，不存在模式色散。材料色散是指組成光纖的材料（二氧化硅）本身產(chǎn)生的色散。波導(dǎo)色散是指由光纖的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)引起的色散。色散單位為ps/nm·km，它會(huì)引起光脈沖展寬和碼間串?dāng)_，影響通信距離和信道容量。258.1光纖與光纜（4）數(shù)值孔徑（NA）只有某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才能夠傳輸，這個(gè)角度稱為光纖的數(shù)值孔徑。NA值越大，光纖接收光的能力越強(qiáng)，從光源到光纖的耦合效率越高；NA值越大，纖芯對(duì)光能的束縛越強(qiáng)，光纖抗彎曲性能越好；但NA值越大時(shí)，光纖傳輸后產(chǎn)生的信號(hào)畸變也越大，因而限制了光纖傳輸容量。ITU-T規(guī)定：多模漸變型光纖的NA=0.18～0.24，單模光纖的NA≈0.11。268.1光纖與光纜（5）啁啾（zhōujiū，周糾）啁啾是對(duì)脈沖進(jìn)行編碼時(shí)，載頻脈沖線性增加，當(dāng)脈沖變化到音頻區(qū)段時(shí)，會(huì)發(fā)出一種聽起來像鳥叫的啁啾聲。光脈沖傳輸時(shí)，中心波長(zhǎng)發(fā)生偏移的現(xiàn)象也稱為“啁啾”。（6）四波混頻（FWM）效應(yīng)指多個(gè)光信號(hào)之間相互作用產(chǎn)生新的頻率干擾。278.1光纖與光纜8.1.4光纜結(jié)構(gòu)和類型1.光纜的類型與結(jié)構(gòu)光纜結(jié)構(gòu)有：層絞式、骨架式、中心管式（束管式）和帶狀式等。[P199圖8-6]光纜的結(jié)構(gòu)形式288.1光纖與光纜[案例]室外鎧裝光纜298.1光纖與光纜[案例]6～48芯松套層絞式室外光纜308.1光纖與光纜[案例]室外光電混合式光纜318.1光纖與光纜[案例]室外鎧裝多模光纜技術(shù)參數(shù)328.1光纖與光纜[案例]室內(nèi)光纜338.1光纖與光纜[案例]塑料光纖（用于燈光裝飾）348.1光纖與光纜2.光纜的材料與質(zhì)量（1）外護(hù)套室內(nèi)光纜外表光滑明亮，柔韌性較好。室外光纜外表平整光亮，沒有氣泡。（2）光纖如果施工中遇到：帶寬很窄，傳輸距離短，粗細(xì)不均勻，不能和尾纖對(duì)接，光纖缺乏柔韌性，盤纖時(shí)容易折斷等現(xiàn)象，說明光纖質(zhì)量不好。（3）加強(qiáng)鋼絲室外光纜的鋼絲一般不易生銹，強(qiáng)度高。358.1光纖與光纜（4）金屬鎧裝（5）防水油膏光纖對(duì)水和潮氣非常敏感，水或潮氣滲透到光纖中時(shí)，會(huì)導(dǎo)致光纖表面的微裂紋迅速擴(kuò)張而致使光纖斷裂。同時(shí)，水與光纖中金屬材料的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的氫，會(huì)引起光纖的氫損。光纜中的防水油膏可以防止光纖氧化。（6）抗拉材料室內(nèi)光纜一般用芳綸紗作為抗拉材料，芳綸紗是一種高強(qiáng)度的化學(xué)纖維。368.1光纖與光纜3.光纖跳線（尾纖）由于光纜有較厚的保護(hù)層，彎曲性能不好，不能直接連接到網(wǎng)絡(luò)設(shè)備中，因此，往往利用光纖跳線（也稱為尾纖）來連接從網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與光纜鏈路。[P200圖8-7]光纖跳線378.1光纖與光纜[案例]光纖跳線388.1光纖與光纜[案例]多模光纖跳線與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接398.1光纖與光纜單模光纖跳線一般用黃色表示，接頭和塑料保護(hù)套為藍(lán)色。多模光纖跳線一般用橙色表示，保護(hù)套用黑色。尾纖的纖芯直徑必須與主干光纜相同。尾纖兩端光模塊的收發(fā)波長(zhǎng)必須一致。尾纖不使用時(shí)，要用保護(hù)套將光纖接頭保護(hù)起來，避免灰塵損害光纖的耦合性能。光纖中的激光會(huì)對(duì)人的視網(wǎng)膜造成不可救治的損害，因此不要直視通電中的光纖。408.1光纖與光纜8.1.5光纖連接器類型1．光纖連接器的結(jié)構(gòu)光纖連接器采用高精密組件（2個(gè)插針和1個(gè)套管）實(shí)現(xiàn)光纖的對(duì)準(zhǔn)連接。[P200圖8-8]光纖連接器結(jié)構(gòu)418.1光纖與光纜光纖連接器大多有金屬或塑料的法蘭盤，以便于連接器的安裝固定。[P201圖8-9]常用光纖連接器類型428.1光纖與光纜[案例]光纖連接器類型438.1光纖與光纜[案例]光纖連接器類型448.1光纖與光纜光纖連接器一般需要與光纖適配器（也稱為光纖耦合器、光纖法蘭盤）配合使用，如安裝在光纖配線箱等設(shè)備上。[P201圖8-10]常見的光纖適配器458.1光纖與光纜[案例]光纖適配器468.1光纖與光纜2．常見光纖連接器類型（1）ST型連接器（2）SC型光纖連接器（3）FC型光纖連接器（4）LC型連接器（5）MTRJ型連接器（6）MU型連接器478.2光纖通信設(shè)備488.2光纖通信設(shè)備8.2.1光端機(jī)有源器件：光端機(jī)、光纖收發(fā)器、光纖放大器等。無源器件：連接器、耦合器、波分復(fù)用器、光開關(guān)和隔離器等。光端機(jī)是一種將光發(fā)射機(jī)和光接收機(jī)制作在一起的設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)工程中常用的光纖收發(fā)器、光模塊、光纖中繼器（光纖放大器）、光纖Modem等，都是一種簡(jiǎn)化的光端機(jī)。498.2光纖通信設(shè)備1.光發(fā)射機(jī)光發(fā)射機(jī)的功能是將輸入的基帶電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，用耦合技術(shù)將光信號(hào)注入到光纖中。[P202圖8-11]光發(fā)射機(jī)結(jié)構(gòu)和光端機(jī)508.2光纖通信設(shè)備光發(fā)射機(jī)的基本要求：發(fā)射（入纖）光功率要大，以利于增加傳輸距離。在光纖損耗和接收靈敏度一定的條件下，傳輸距離與發(fā)射光功率成正比。發(fā)射光功率取決于光源，LD（半導(dǎo)體激光器）要優(yōu)于LED（發(fā)光二極管）。518.2光纖通信設(shè)備[案例]1550nm外調(diào)制光發(fā)射機(jī)528.2光纖通信設(shè)備2.光接收機(jī)光接收機(jī)的功能是將從光纖線路中輸出的、產(chǎn)生畸變和衰減的微弱光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過放大和處理后恢復(fù)成發(fā)射前的電信號(hào)。[P204圖8-13]光接收機(jī)結(jié)構(gòu)538.2光纖通信設(shè)備[案例]多業(yè)務(wù)光端機(jī)548.2光纖通信設(shè)備[案例]64路視頻光端機(jī)視頻光接收機(jī)558.2光纖通信設(shè)備[案例]家用光接收機(jī)568.2光纖通信設(shè)備[案例]光端機(jī)組網(wǎng)示意圖光端機(jī)578.2光纖通信設(shè)備[案例]光端機(jī)組網(wǎng)示意圖588.2光纖通信設(shè)備[案例]光端機(jī)組網(wǎng)示意圖598.2光纖通信設(shè)備[案例]光端機(jī)組網(wǎng)示意圖608.2光纖通信設(shè)備[案例]光端機(jī)組網(wǎng)示意圖光端機(jī)光端機(jī)618.2光纖通信設(shè)備[案例]光端機(jī)組網(wǎng)示意圖628.2光纖通信設(shè)備8.2.2光纖收發(fā)器1.光纖收發(fā)器的基本功能光纖收發(fā)器（也稱為光電轉(zhuǎn)換器）是一種電信號(hào)與光信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的設(shè)備，它是簡(jiǎn)化的光端機(jī)。光纖收發(fā)器物理層功能：提供RJ45電信號(hào)輸入接口；提供SC或ST光纖信號(hào)輸出接口；實(shí)現(xiàn)信號(hào)的“電-光、光-電”轉(zhuǎn)換；實(shí)現(xiàn)物理層的各種編碼。638.2光纖通信設(shè)備光纖收發(fā)器數(shù)據(jù)鏈路層功能：數(shù)據(jù)包的打包與解包；數(shù)據(jù)包MAC格式化；初步差錯(cuò)檢測(cè)（CRC）；重定向等。為了保證光纖收發(fā)器與網(wǎng)卡、交換機(jī)、路由器等設(shè)備兼容，光纖收發(fā)器必須嚴(yán)格符合IEEE80.2.3系列以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。648.2光纖通信設(shè)備2.光纖收發(fā)器的類型多模收發(fā)器傳輸距離為2～5km；單模收發(fā)器的覆蓋范圍為20～120km。傳輸距離不同，光纖收發(fā)器的發(fā)射功率、接收靈敏度和使用波長(zhǎng)也不相同。例如，5km光纖收發(fā)器的發(fā)射功率為-20～-14dB，接收靈敏度為-30dB左右，使用1310nm波長(zhǎng)光源；而120km的光纖收發(fā)器發(fā)射功率為-5～0dB，接收靈敏度為-38dB左右，使用1550nm波長(zhǎng)光源。658.2光纖通信設(shè)備[P206圖8-15]光纖收發(fā)器668.2光纖通信設(shè)備[案例]網(wǎng)管型光纖收發(fā)器678.2光纖通信設(shè)備[案例]電信級(jí)寬帶光纖收發(fā)器688.2光纖通信設(shè)備[案例]電信級(jí)寬帶光纖收發(fā)器698.2光纖通信設(shè)備[案例]光纖收發(fā)器網(wǎng)絡(luò)連接光纖收發(fā)器交換機(jī)/路由器708.2光纖通信設(shè)備[案例]1000M以太網(wǎng)光纖收發(fā)器技術(shù)參數(shù)718.2光纖通信設(shè)備[案例]光纖收發(fā)器組網(wǎng)728.2光纖通信設(shè)備[案例]光纖收發(fā)器組網(wǎng)光纖收發(fā)器組網(wǎng)738.2光纖通信設(shè)備3.光纖收發(fā)器在網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用（1）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互連交換機(jī)與交換機(jī)之間的互連；交換機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的互連；計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的互連等。（2）波分復(fù)用傳輸可將光纖收發(fā)器與波分復(fù)用器配合使用，讓兩路信息在同一對(duì)光纖上傳輸。748.2光纖通信設(shè)備[案例]1000M網(wǎng)管型光纖收發(fā)器應(yīng)用758.2光纖通信設(shè)備4.光纖收發(fā)器使用注意事項(xiàng)（1）光纖收發(fā)器的接頭必須匹配。（2）雙絞線長(zhǎng)度不超過100m。（3）光纖長(zhǎng)度沒有超出設(shè)備提供的距離。（4）網(wǎng)絡(luò)設(shè)備工作在半雙工狀態(tài)時(shí)，光纖收發(fā)器傳輸距離有一定的限制。768.2光纖通信設(shè)備8.2.3光模塊光模塊也稱為光纖模塊或光電收發(fā)一體化模塊，它是一個(gè)簡(jiǎn)化的光端機(jī)。光模塊有：SPF和XFP等類型。[P207圖8-17]光模塊778.2光纖通信設(shè)備[案例]光模塊788.2光纖通信設(shè)備1.GBIC光模塊GBIC（千兆位接口轉(zhuǎn)換器）是一種符合國際標(biāo)準(zhǔn)的可互換產(chǎn)品，它可以將千兆位電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，GBIC支持熱插拔使用。Cisco的GBIC模塊可在Cisco產(chǎn)品上互換使用。使用1000Base-LX/LH的GBIC模塊時(shí)，如果鏈路距離只有幾十米，將會(huì)造成收發(fā)端信號(hào)飽和，導(dǎo)致誤碼率增加。798.2光纖通信設(shè)備[案例]GBIC光模塊808.2光纖通信設(shè)備[案例]光模塊Cisco10G光模塊安裝GBIC光模塊818.2光纖通信設(shè)備2.SFP光模塊SFP（小封裝可插拔收發(fā)器）為GBIC的升級(jí)版本，模塊體積比GBIC模塊減少一半，可以在相同的面板上配置更多的端口數(shù)量。SFP模塊的光纖接口類型大多為L(zhǎng)C。千兆SFP光纖收發(fā)器模塊828.2光纖通信設(shè)備3.10G光模塊存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)、RAID系統(tǒng)、高端服務(wù)器和城域網(wǎng)中的路由器，開始廣泛采用10Gbit/s光通信模塊。10G光收發(fā)模塊的標(biāo)準(zhǔn)有：XFP（10G以太網(wǎng)接口小封裝可插拔收發(fā)器）XENPAK（10G以太網(wǎng)接口收發(fā)器集合封裝）X2Xpak等XFP是目前主流10G光模塊。838.2光纖通信設(shè)備[案例]10G光模塊的應(yīng)用Xenpak封裝10G光模塊XFP封裝10G光模塊848.2光纖通信設(shè)備8.2.4光纖Modem光纖調(diào)制解調(diào)器是一種類似于基帶Modem（數(shù)字調(diào)制解調(diào)器）的設(shè)備。功能：將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；進(jìn)行兩種不同協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換（如E1轉(zhuǎn)以太或E1轉(zhuǎn)V.35）。類型：E1轉(zhuǎn)Ethernet光纖調(diào)制解調(diào)器；E1轉(zhuǎn)V.35光纖調(diào)制解調(diào)器。858.2光纖通信設(shè)備[案例]光纖Modem868.2光纖通信設(shè)備[案例]多業(yè)務(wù)光纖Modem結(jié)構(gòu)878.2光纖通信設(shè)備[案例]光纖Modem組網(wǎng)示意圖888.2光纖通信設(shè)備[案例]光纖Modem組網(wǎng)示意圖898.2光纖通信設(shè)備8.2.5光纖放大器光放大器類型：半導(dǎo)體光放大器光纖放大器光纖放大器得到了廣泛應(yīng)用。摻鉺光纖放大器（EDFA）用在光發(fā)射機(jī)中，可以提高發(fā)送功率，延長(zhǎng)傳輸距離；用在光纖傳輸鏈路中，可以補(bǔ)償光能量的損失，增加傳輸距離；用在光接收機(jī)前，可以對(duì)光信號(hào)進(jìn)行放大，提高光接收機(jī)靈敏度。908.2光纖通信設(shè)備[P209圖8-19]摻餌光纖放大器（EDFA）918.2光纖通信設(shè)備[案例]光纖放大器結(jié)構(gòu)框圖928.2光纖通信設(shè)備[案例]室內(nèi)型1000M以太網(wǎng)光纖放大器938.2光纖通信設(shè)備[案例]1550nm室外型摻餌光纖放大器（EDFA）948.2光纖通信設(shè)備[案例]光纖放大器傳輸性能測(cè)試958.2光纖通信設(shè)備采用飽和功率為18dBm的光纖放大器，可實(shí)現(xiàn)160～200km的無中繼通信。EDFA具有30nm的工作帶寬，可以同時(shí)放大多個(gè)波長(zhǎng)不同的光信號(hào)，因此它可以十分方便的應(yīng)用于DWDM系統(tǒng)中，補(bǔ)償各種光衰耗。968.2光纖通信設(shè)備[案例]有線電視光通信設(shè)備978.3光纖通信工程設(shè)計(jì)988.3光纖通信工程設(shè)計(jì)8.3.1通信系統(tǒng)假設(shè)參考模型1.數(shù)字通信系統(tǒng)參考模型網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)有：性能指標(biāo)，設(shè)計(jì)指標(biāo)，交付指標(biāo)，維護(hù)指標(biāo)和限值。性能指標(biāo)是通信網(wǎng)絡(luò)的總目標(biāo)，其它各類指標(biāo)都由它導(dǎo)出。ITU-TG.821提出的數(shù)字傳輸參考模型：HRX（假設(shè)參考連接）HRP（假設(shè)參考通道）HRDL（假設(shè)參考數(shù)字鏈路）HRDS（假設(shè)參考數(shù)字段）等。998.3光纖通信工程設(shè)計(jì)我國標(biāo)準(zhǔn)最大HRP（假設(shè)參考通道）長(zhǎng)度為6900km，分為：長(zhǎng)途、中繼和接入三個(gè)部分。[P210圖8-20]我國假設(shè)參考通道分配圖假設(shè)參考通道經(jīng)常用于將通信系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)（如誤碼率）按一定比例分配到各個(gè)段中。1008.3光纖通信工程設(shè)計(jì)2.網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)性能指標(biāo)分配技術(shù)指標(biāo)的確定流程：確定各個(gè)網(wǎng)絡(luò)需要的性能指標(biāo)；確定假設(shè)參考模型及總性能指標(biāo)；將總性能指標(biāo)分解為相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)指標(biāo)；導(dǎo)出設(shè)備需求指標(biāo)；考慮實(shí)際工作環(huán)境后，確定交付指標(biāo)；再確定業(yè)務(wù)維護(hù)指標(biāo)，維護(hù)提醒限值和停止業(yè)務(wù)維護(hù)限值。1018.3光纖通信工程設(shè)計(jì)8.3.2光纖通信工程現(xiàn)場(chǎng)勘查現(xiàn)場(chǎng)勘查是光纖通信工程設(shè)計(jì)的依據(jù)。（1）勘查前與建設(shè)方明確弱電工程的整體路由方案，以及線路敷設(shè)方式。明確網(wǎng)絡(luò)中心機(jī)房位置，明確網(wǎng)絡(luò)匯聚點(diǎn)所在建筑物。（2）核查建設(shè)方今后的園區(qū)規(guī)劃，交通情況，溝通勘查路線等。（3）攜帶園區(qū)建設(shè)規(guī)劃平面圖，及測(cè)量記錄工具。（4）在勘查草圖上，標(biāo)明光纜位置，畫出線路兩側(cè)20米范圍內(nèi)的障礙物。記錄清楚需要保護(hù)地段的起止位置。1028.3光纖通信工程設(shè)計(jì)（5）記錄勘查中接觸的相關(guān)部門和人員。（6）勘查的書面材料和建設(shè)單位的相關(guān)資料，作為設(shè)計(jì)文件的一部分。（7）詢問道路是否有擴(kuò)建計(jì)劃。（8）利用原有管道，明確管道中是否有空閑管孔，并在平面圖上標(biāo)明管孔占用情況。（9）調(diào)查并標(biāo)明桿路原有的電纜形式、位置和數(shù)量，并標(biāo)明需要新增的吊線位置。（10）記錄光纜障礙物名稱和穿越位置。1038.3光纖通信工程設(shè)計(jì)（11）直埋光纜在坡地敷設(shè)時(shí)，要“S”形敷設(shè)；當(dāng)坡度大于30°時(shí)，要采用鋼絲鎧裝加強(qiáng)光纜。（12）光纜與高壓線交越時(shí)，記錄高壓線容量和交越位置，并對(duì)光纜采取塑料管保護(hù)措施。1048.3光纖通信工程設(shè)計(jì)[P212圖8-22]校園網(wǎng)光纜主干線路勘查圖1058.3光纖通信工程設(shè)計(jì)8.3.3光纖通信工程路由設(shè)計(jì)1.光纜路由設(shè)計(jì)光纜路由設(shè)計(jì)圖應(yīng)當(dāng)畫出：室外光纜線路規(guī)劃圖，在圖上標(biāo)明光纜線路走向及長(zhǎng)度。（1）人孔井與手孔井的設(shè)計(jì)人孔一般1000米左右一個(gè)，布置過密會(huì)增加施工成本，布置過稀時(shí)穿越光纜困難。人孔或手孔的設(shè)計(jì)可按YD5062國家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集選用。應(yīng)當(dāng)盡量使用手孔。1068.3光纖通信工程設(shè)計(jì)[案例]手孔井1078.3光纖通信工程設(shè)計(jì)手孔設(shè)置位置：管道分支點(diǎn)，交叉路口，道路轉(zhuǎn)折處等。中心機(jī)房前的人孔、電纜量大的干線轉(zhuǎn)彎處，或三通、四通處，應(yīng)當(dāng)選用人孔。為了讓管道內(nèi)的水能流到手孔內(nèi)，管道必須有一定的坡度。光纜管道材料：PVC管、焊接鋼管、水泥管、玻璃鋼管和碳纖螺紋管。1088.3光纖通信工程設(shè)計(jì)（2）管道路由設(shè)計(jì)管道路由一般選擇在園區(qū)主要道路邊。園區(qū)主干道的地下管線很多，如下水管、供水管、煤氣管等，因此將光纜的路由選擇在建筑物的綠化帶不失為一個(gè)好辦法。管道的手孔最大間距為100米左右，每個(gè)人孔應(yīng)當(dāng)增加1米光纜，同時(shí)為光纜接頭盒預(yù)留5～10米。光纜長(zhǎng)度=管道長(zhǎng)度×（1+0.5～1％）+中間人或手孔數(shù)+10（m）1098.3光纖通信工程設(shè)計(jì)[案例]光纖管道路由設(shè)計(jì)1108.3光纖通信工程設(shè)計(jì)[案例]光纖管道路由設(shè)計(jì)1118.3光纖通信工程設(shè)計(jì)[案例]光纖管道路由設(shè)計(jì)1128.3光纖通信工程設(shè)計(jì)（3）管道容量設(shè)計(jì)光纜管道一般為Φ110mm的PVC管。以下情況可采用Φ40mm鋼管：車輛的出入口；管道埋深不夠或路面荷載過重；有強(qiáng)電干擾影響；引入建筑物時(shí)；引至墻面或電桿上時(shí)；管道跨越溝渠等。管孔的含線率為50％左右。一般一條管路只穿1根光纜，也有穿2～3根。1138.3光纖通信工程設(shè)計(jì)2.室外光纜線路的防護(hù)設(shè)計(jì)對(duì)含金屬元件的室外光纜，仍要防護(hù)雷擊和強(qiáng)電。強(qiáng)電和雷電對(duì)光纖的傳輸性能不會(huì)造成干擾和影響，但是會(huì)對(duì)光纜造成影響甚至危害。光纜PE層的厚度為2mm，絕緣強(qiáng)度大于20kV。光纜路由應(yīng)遠(yuǎn)離高壓線及高壓裝置。光纜內(nèi)的金屬線是引雷入機(jī)房的主要危害之一。不要用光纜內(nèi)的金屬線進(jìn)行通信和遠(yuǎn)程供電。在雷擊多發(fā)區(qū)和強(qiáng)電線路地段采用非金屬光纜。1148.3光纖通信工程設(shè)計(jì)8.3.4光纜中繼距離計(jì)算方法1.中繼距離受損耗限制時(shí)的計(jì)算方法如果傳輸速率較低（2.5Gbit/s以下），光纖損耗系數(shù)較大，中繼距離主要受光纖線路損耗的限制。最大中繼距離為：（8-2）1158.3光纖通信工程設(shè)計(jì)2．中繼距離受色散限制時(shí)的計(jì)算方法傳輸速率較高（2.5Gbit/s以上），光纖線路的色散較大，中繼距離主要受色散（帶寬）的限制。（1）多模光纖通信系統(tǒng)中繼距離計(jì)算公式L=［（1.21～1.78）B1/fb］/γ（8-3）（2）單模光纖通信系統(tǒng)中繼距離計(jì)算公式ITU-T建議，實(shí)際的單模光纖通信系統(tǒng)，受色散限制的中繼距離L為：1168.4光纜線路施工與驗(yàn)收1178.4光纜線路施工與驗(yàn)收8.4.1網(wǎng)絡(luò)工程中光纜的選用1.骨干傳輸網(wǎng)光纜選用我國在骨干線路全部采用單模光纜。廣泛使用的干線光纜有松套層絞式和中心管式兩種結(jié)構(gòu)，優(yōu)先采用前者。松套層絞式光纜的生產(chǎn)效率高，便于中間分線，同時(shí)有良好的拉伸性能和衰減溫度特性。1188.4光纜線路施工與驗(yàn)收2.城域接入網(wǎng)光纜選用城域接入網(wǎng)光纜距離短，分支多，分插頻繁。城域接入網(wǎng)廣泛采用帶狀式光纜，它可以實(shí)現(xiàn)光纜芯數(shù)多和光纖集裝密度高的要求。帶狀式光纜的集裝密度大，可能會(huì)損害光纜的拉伸性能和衰減溫度特性，以及有可能損害光纖的傳輸衰減特性。1198.4光纜線路施工與驗(yàn)收3.建筑物內(nèi)網(wǎng)絡(luò)光纜選用建筑物內(nèi)光纜應(yīng)阻燃、無毒（燃燒時(shí)）和無煙。管道中或強(qiáng)制通風(fēng)處，可選用阻燃但有煙型光纜，暴露環(huán)境中應(yīng)選用阻燃、無毒和無煙型光纜。樓內(nèi)垂直布纜時(shí)，可選用層絞式光纜；水平布線時(shí)，可選用可分支型光纜。1208.4光纜線路施工與驗(yàn)收8.4.2光纜線路的連接方法光纜線路施工以光纖配線架（ODF）為分界。[P217圖8-26]光纜線路施工范圍1218.4光纜線路施工與驗(yàn)收1.光纜線路施工線范圍光纜的標(biāo)準(zhǔn)制造長(zhǎng)度為2km，可根據(jù)用戶要求定制。光纜抗張力為100～300kg，直埋光纜為600～800kg。單模10芯以下的光纜，直徑在11mm以內(nèi)，單位長(zhǎng)度重量在90kg/km以下。光纖接續(xù)需要在高溫下，將光纖端面熔化后，靠石英玻璃的粘度粘合在一起。1228.4光纜線路施工與驗(yàn)收2.光纜線路施工步驟單盤檢驗(yàn)→路由實(shí)測(cè)→光纜配盤→路由準(zhǔn)備→敷設(shè)布放→接續(xù)安裝→中繼測(cè)量→竣工驗(yàn)收。1238.4光纜線路施工與驗(yàn)收3.光纜線路連接示意圖[P218圖8-27]光纜線路連接1248.4光纜線路施工與驗(yàn)收[案例]室內(nèi)光纖接線盒1258.4光纜線路施工與驗(yàn)收[案例]室內(nèi)光纖接線盒1268.4光纜線路施工與驗(yàn)收[案例]中繼段光纜配盤示意圖1278.4光纜線路施工與驗(yàn)收[案例]光纜施工現(xiàn)場(chǎng)1288.4光纜線路施工與驗(yàn)收8.4.3室外光纜線路施工1.避免光纖的宏曲和微曲光纖被拉伸或者彎曲較厲害時(shí)，有可能會(huì)引起纖芯裂開，產(chǎn)生小裂縫，導(dǎo)致光線散射，信號(hào)衰減。光纖彎曲角度太小，會(huì)改變“纖芯-包層”交界處的入射角，使得入射角小于全反射角，導(dǎo)致某些光信號(hào)不能被反射，而是折射到了包層損失掉了。宏曲指肉眼可見的彎曲。微曲需要通過儀器進(jìn)行測(cè)試。在光纖上壓有重物時(shí)，很容易導(dǎo)致光纖變形。1298.4光纜線路施工與驗(yàn)收用于水平布線的4芯光纜，在空載條件下支持25mm的彎曲半徑。4芯光纜安裝至水平管路時(shí)，在222N（牛頓）拉力下支持50mm的彎曲半徑。其他室內(nèi)光纜在不考慮拉力時(shí)，支持10倍光纜外徑的彎曲半徑；考慮拉力時(shí)，支持15倍外徑的彎曲半徑。1308.4光纜線路施工與驗(yàn)收2.室外光纜線路的直埋施工室外光纜外部有鋼帶或鋼絲的鎧裝。光纜直接埋在地下時(shí)，要求有抵抗外界機(jī)械損傷和防止土壤腐蝕的性能。有鼠害的地區(qū)，可選用防蟲鼠咬嚙護(hù)層的光纜。光纜埋入地下的深度一般在0.8～1.2m之間。1318.4光纜線路施工與驗(yàn)收[案例]光纜室外管道施工1328.4光纜線路施工與驗(yàn)收[案例]光纜管道必須保持一定的斜度1338.4光纜線路施工與驗(yàn)收3.室外光纜線路的架空施工架空光纜掛設(shè)在電桿上。架空光纜的