光纤通信基础知识培训.ppt

安立MT9083系列OTDR培训系列教材,安立通信产品技术支持联系方式010-659092300755-82874752021-62370898安立通信产品维修联系方如需更多信息，请访问Anritsu网站：,安立中国办事处联系方式北京办事处海办事处州办事处2深圳办事处都办事处22/33武汉办事处66西安办事处京办事处7,第一部分：光纤通信基础知识,1.光纤系统的构成(光通不过中继器如果有中继器的地方即使OTDR测试距离够也只能测到此，所以可以两头测),发射器光缆接收器,VariableIntensity=AnalogBlinkOn&Off=Digital,Transmitter（传送者）LaserorLEDLight,ElectricalIn,FiberOpticCableTransparentFibers,ReceiverPhotodiode,ElectricalOut,+,-,光纤链路,光接收机的三个主要参数：功率范围(dBm)光谱带宽(nm)解调带宽(Hz),光发射机的三个主要参数,光谱带宽光功率中心波长,纤芯的折射率要高于包层的折射率,光缆的结构,2光纤类型,单模光纤相比包层的直径更小,多模光纤相比包层的直径更大,多模和单模,50m62.5m100m,8-9m,125m,多模光纤：多模光纤的纤芯的直径远远大于光波的波长，光信号是以个模式传播的。不同的模式会有不同的速度和相位。单模光纤：纤芯的直径与光波的波长非常接近，通常是510um,只允许一种模式通过，其余的高次膜全部截止。单模光可在多模光纤中传输，但是多模光不能在单模光纤中传输。,光纤的类型G.652光纤：非色散位移光纤或常规光纤1550nm波长衰减小但色散大，1310nm波长衰减大但色散小，适合于2.5G以下速率G.653光纤：色散位移光纤把1310nm零色散位移的窗口移到1550nm窗口，但非线性效应比较大，适合于10G速率，但不适合DWDMG.655光纤：非零色散位移光纤上述两类光纤的综合,保偏光纤和色散补偿光纤,光纤的几个重要参数模场直径实现单模传输的最小波长截止波长单模光纤集中光能量的程度数字孔径光在光纤中以全反射传输时的最大接收角度带宽一公里的光纤，其输出光功率下降到其最大功率一半时，此时光信号的调制频率就叫做光纤的带宽系数,3光纤系统的运行,光的传播光在光纤里是以内部反射的方式运行的光反射光回损衰减色散,纤芯和涂层采用不同的材料，具有不同的折射率,Someorallofthelightthatstrikesasurfaceisreflectedoffatthesameangle.,REFLECTION,air(lowerIOR),glass(highIOR),光的反射,如果入射角充分的陡，大部分的光将，其余的通过表面反射出去,AngleofRefraction,REFRACTION,REFLECTION,air(lowerIOR),glass(highIOR),光的折射,“normal”,AngleofRefraction,AngleofIncidence,air(lowerIOR),glass(highIOR),当光的入射角达到临界时，所有的光都被反射回来.称之为全反射,“TOTALINTERNALREFLECTION”,air(lowerIOR),glass(highIOR),“TOTALINTERNALREFLECTION”,过量的反射将使光系统的误码率提高,反射：测量有多少光在连接器、熔接点等处返回到光发射器,光反射,光反射的原因,连接器：Fresnel反射,(FC)FlatConnectors-30dB,(PC)PhysicalContactConnectors-40dB,(SPC)SuperPolishPCConnectors-50dB(UPC)UltraPolishConnectors-55dB,(APC)AngledPolishConnectors（广电一般用这种）-65dB,熔接点：一般情况下，熔接点是非反射的，但是当熔接有问题时，也会发生反射。,Airbubbleorimpurity,光纤未端：背向反射和光纤末端,Backscatter,EndReflection,4%,光纤端面的反射,Upto4%ofLightIsReflectedatEachEndFace（未端有4%的光反射回去）,airglass,OpticalReturnLoss(ORL)：所有反射总和,ORL,BackreflectionsfromRayleighScattering,FresnelReflections,TransmittedLight,光回损,内在的吸收散射纤芯的变化微弯外在的连接器熔接光面宏弯连接纤芯不匹配光纤数字孔径不匹配,衰减,衰减光在光纤中传输时，会被光纤中的杂质和分子自身吸收而转化为热。吸收和波长有关。,最严重的吸收是靠近1310nm和1550nm操作波长窗口的区域，这些区域由于OH原因，会经常引起高吸收。这些吸收峰（经常称子之为“水峰”）在一定的条件下会增长，引起操作波长窗口的衰减的增加,频谱衰减,UVAbsorption,OH-AbsorptionPeaksinActualFiberAttenuationCurve,RayleighScattering,IRAbsorption,WavelengthinNanometers(nm),Loss/公里vs.波长,800,900,1000,1100,1200,1300,1400,1500,1600,0.2dB/Km,0.5dB/Km,2.0dB/Km,光纤的损耗,1km,SinglemodeFiber（单模）,MultimodeFiber（多模）,1550nm,1310nm,1300nm,850nm,0.20dB,0.35dB,2.50dB,0.50dB,lightisweakerafterscattering,散射当光在光纤中遇到微粒时，会朝着所有的方向散射。,纤芯的变化,OffCenter,DifferentSize,Non-Circular,OffCenter,DifferentSize,Non-Circular,“Perfect”Fiber,ThesetwofiberswillNEVERbesplicedtogetherwithoutloss.,Core,弯曲损耗宏弯：可见的弯曲，由于超过了标准的角度，会引起光的放射波长越长就越严重微弯：通过显微镜才能看到的完全，由于生产或温度等原因引起的,AbsorptionLoss,MicrobendingLoss,MacrobendingLoss,连接器,典型的衰耗值在0.10dB和0.25dB之间,纤芯不匹配引起的接续损耗,由于纤芯直径的偏移，第二根光纤并没有接收到所有来自第二根光纤的光。丢失掉的光称为熔接损耗。,典型的熔接损耗值,熔接:0.05to0.20dB机械:0.10to0.50dB熔接损耗倚赖下列因素:光纤的质量工艺熔接设备的质量,连接器损耗,End-FaceSeparation,AngularSeparation,CoreMisalignment,典型损耗=0.5dB,光纤色散,什么是色散?,光脉冲在通过光纤传播时的脉冲的扩展或展宽色散太大会引起接收端的误