光缆部分第一章光纤通信系统概述

1、第一章,光纤通信系统,?,随着科学技术发展,世界正走向信息时代，人们,需要更宽带、更高速的大容量通信方式，并要求,这种通信方式的传输成本不断降低。,?,光纤通信则是实现这一目标的最理想手段，成为,构筑信息化时代信息传输网的主要通信方式。,?,光缆是通信网络的主流传输媒介，这是由光纤本,身的良好特性所决定的。,光纤通信系统,光纤发展简史,1,光纤通信概念及其特点,2,光纤通信系统基本构成,3,光纤通信的现状及光纤发展趋势,4,我国通信传输网络结构,5,?,光纤通信是以激光为信息载体，以光纤为传输介质的通信,方式。,?,光纤通信技术是近,30,多年迅猛发展起来的高新技术；它的,诞生和发展，给世界通

2、信技术带来了划时代的革命。,?,1966,年美籍华裔科学家高锟提出光纤通信概念。,?,1970,年美国,CORNING,公司首次研制出阶跃折射率多模光纤,，波长,630nm,处的衰减系数小于,20dB/km,。同年，贝尔实验,室研制出室温下连续工作的激光器。,光纤通信系统,光纤发展简史,?,1976,年发现光纤的衰减在两个长波长区有：,1310nm,及,1550nm,两个窗口。美国西屋电器公司在亚特兰大进行了世,界上第一个,44.736Mbit/s,传输,110km,的光纤通信系统现场,试验。,?,1980,年制出低衰减光纤，在,1550nm,的衰减系数为,0.20dB/km,接近理论值。与此

3、同时，开发出适用于长波长,地光源：激光器、发光管、光检测器。成缆、无源器件、,测试仪表等技术日趋成熟。,光纤通信系统,光纤发展简史,?,1981,年以后，世界各发达国家将光通信技术大规模推入商,用。历经近,20,年，光纤通信速率由,1978,年地,45Mbit/s,提高,到目前地,40Gbit/s,。,?,我国自,70,年代初就已开始了光通信技术研究，,1977,年，武,汉邮科院研制出中国第一根多模光纤，其在,850nm,地衰减,系数为,300dB/km,。,?,1979,年建立了用多模短波长光纤进行的,8Mbt/s,、,5.7km,室,内通信系统。,光纤通信系统,光纤发展简史,?,1987,

4、年底，建成第一个国产长途光通信系统，由武汉荆州，全长约,250km,，传输,34Mbit/s,。,?,1988,年起，国内光纤通信系统的应用由多模光纤转为单模光纤。,?,1991,年，完成了第一条全国产化,140Mbit/s,合肥芜湖长途直埋单模,光纤光缆线路，全长,150km,。,?,1993,年建立全国产化上海至无锡的大容量,565Mbit/s,高速系统。,?,1997,年以后，部分厂家研制出,622Mbit/s,、,2.5Gbit/s,及其波分复用系,统。,光纤通信系统,光纤发展简史,?,我国光纤光缆生产企业：,?,制棒拉丝成缆：长飞、富通,?,买棒拉丝：上海朗讯、南京华新藤仓、深圳特发

5、、成都中,住、西古、富通昭和。,?,光缆生产企业：接近,200,家。,光纤通信系统,光纤发展简史,光纤通信系统,光纤发展简史,1,光纤通信概念及其特点,2,光纤通信系统基本构成,3,光纤通信的现状及光纤发展趋势,4,我国通信传输网络结构,5,?,1,、光纤通信：光波为载波，光导纤维为传输介质的通信方式,?,2,、光纤通信,优点：,?,?,传输频带极宽，通信容量很大,?,传输衰减小，距离远,?,信号串扰小，传输质量高,?,抗电磁干扰，保密性好,?,光纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设,?,耐化学腐蚀，适用于特殊环境,?,原材料资源丰富,节约有色金属,光纤通信系统,概念、特点,?,2,、光纤通信,缺

6、点：,?,光纤弯曲半径不宜过小,?,光纤的切断和连接操作技术要求较高,?,分路、耦合操作繁琐,光纤通信系统,概念、特点,光纤通信系统,光纤发展简史,1,光纤通信概念及其特点,2,光纤通信系统基本构成,3,光纤通信的现状及光纤发展趋势,4,我国通信传输网络结构,5,?,通信传输网常用的物理媒体,光纤、微波、电缆,?,以光纤为通信载体，可提供高速往外通道的光纤传输,网已成为目前通信传输网的主要部分。,?,一个基本的光纤通信系统由三大部分构成：光发射设,备、光纤光缆、光接收设备。,光纤通信系统,构成,输出,电信号,调制,光源,光电,检测,放大,恢复,输入,电信号,光发射机,光纤光缆,光接收机,?,光

7、信号的传输过程：,?,光纤只能传输光信号，不能传输电信号，通信系统在,发送端必须先把电信号变成光信号，在接收端再把光,信号变为电信号，即电,/,光和光,/,电变换。,光纤通信系统,构成,?,光纤信号传输实现过程如下：,?,输入的电信号即可以是模拟信号，也可以是数字信号；调,制器将输入的电信号转换成适合驱动光源器件的电流信号,并用来驱动光源器件，对光源器件进行直接强度调制，完,成电,/,光变换的功能；光源输出的光信号直接耦合到传输,光纤中，经一定长度的光纤传输后送达接收端；,?,在接收端，光电检测器对输入的光信号进行直接检波，将,光信号转换成相应的电信号，再经过放大恢复等电处理过,程，弥补线路传

8、输过程中带来的信号损伤，最后输出和原,始输入信号相一致的电信号，从而完成整个传输过程。,光纤通信系统,构成,光纤通信系统,光纤发展简史,1,光纤通信概念及其特点,2,光纤通信系统基本构成,3,光纤通信的现状及光纤发展趋势,4,我国通信传输网络结构,5,?,光缆工程的现状,?,中国在通信网络建设中应用光纤是从第六个五年计划期间,开始，中国信息产业高速发展，光纤市场平均年增长率高,达,20,30,。目前，我国已经建设成覆盖全国的光缆,传输网络，公共电信光缆网络总长度超过,430,万公里，光,纤总长度超过,8000,万公里。已经具有年生产通信光缆,4000,万芯公里，光纤,4000,万公里，年产近,

9、2000,万公里光纤预制,棒的生产能力。,光纤通信系统,现状与发展,?,光缆工程的现状,?,国内各大运营商纷纷在规划建设全新的全国骨干光传输网络。,?,中国电信建设以环状网为主体的全国高速大容量骨干网；,?,中国铁通全面启动全国网一期工程；,?,中国联通建设国家级高速骨干网；,?,中国移动建设国家干线网和省内二级干线网；,?,中国网通策划其骨干网络的扩展和提速。,光纤通信系统,现状与发展,?,光缆工程的现状,?,各大运营商的一级干线光缆线路主要施工方式是直埋和简,易塑料管道，省内二级干线是直埋、管道与架空几种形式,的结合，沿高速公路铺设塑料管道光缆现己开始采用气送,光缆的敷设方法。,?,在本地

10、网的光缆线路中，城市光缆线路的主要施工方法是,管道，在农村及少数县城仍以架空或直埋方式为主。,光纤通信系统,现状与发展,?,光缆线路工程的特点：,?,光缆作为一种主要的传输介质，其性能、铺设方法与全塑,电缆、同轴电缆、双绞线等不同，光缆线路工程有其自己,的特点。,?,（,1,）光缆线路的中继距离长，所需中继器数量比电缆线,路少得多，在本地网布线及综合布线（,GCS,）中一般无需,设中继器。,光纤通信系统,现状与发展,?,光缆线路工程的特点：,?,（,2,）光缆线路一般无需进行充气维护，因为绝大部分光,缆均为充油光缆，即缆芯中均充满了石油膏。当然石油膏,的填入给光纤光缆的接续带来了一些不便，这是

11、它的缺点,。,?,（,3,）光缆接头装置及剩余光缆的放置必须按规定方法进,行，以保证光纤应有的曲率半径，尽可能地减少光信号衰,减。,?,（,4,）在水泥管孔中布放多条光缆时均需加塑料子管保护,。这主要是为了减少磨擦力对光缆护层的损伤，同时能防,光纤通信系统,现状与发展,?,光缆线路工程的特点：,?,（,5,）光纤的接续方法与接续设备均比电缆线路复杂，技,术含量更高。,?,（,6,）光缆线路架空铺设时要采取比电缆线路更为严格的,保护措施。,?,（,7,）光缆线路工程的概预算与电缆线路工程的概预算有,所不同，某些项目应套用其相应的定额子目。,光纤通信系统,现状与发展,?,光纤的发展趋势,?,在光纤

12、通信系统为宽带网络提供更高速率、更高可靠性的,传输链路的同时，光纤通信的容量也在不断扩大。商用时,分复用、波分复用技术不断发展，已成为网络升级、增加,容量的最佳选择方案。,DWDM,试验系统容量每隔几个月就被,刷新一次。,?,为了适应光纤通信的这种发展，近年来光纤技术也有了长,足的进步。,光纤通信系统,现状与发展,?,光纤的发展趋势,?,以下是未来市场对光纤需求的一些分析，从中看出光纤的使用情况和,发展趋势：,?,1. G.652.A,和,G.652.B,仍占最大比例，我国西部在建的长途干线工程、,大部分城市的城域网建设、接入网的绝大部分都可继续采用,G,652.A,和,G,652,B,类光纤

13、，估计此类光纤占总光纤用量在数年之内都会维持在,68,左右。,?,2. G.652.C,和,G.655,光纤可用于建大城市的城域网的骨干光缆,光纤通信系统,现状与发展,?,光纤的发展趋势,?,3.,国际上数据通信局域网（,LAN,）大量用到多模光纤，它,正逐步取代铜缆。我国随着接入网向用户侧的推进，接入,网的引入光缆和室内软光缆要用到多模光纤。现在数据通,信局域网采用了,CWDM,（粗波分复用技术，一般,4,16,信道,），为网络升级提供了确定的技术路线。,?,4.,塑料光纤也是一种多模光纤，可用于,FTTD,，即光纤到办,公桌。,光纤通信系统,现状与发展,?,光纤通信的发展趋势,?,系统高速化、网络化,?,光纤的长波长化,?,光纤纤芯的高密化,?,器件的集成化,光纤通信系统,现状与发展,光纤通信系统,光纤发展简史,1,光纤通信概念及其特点,2,光纤通信系统基本构成,3,光纤通信的现状及光纤发展趋势,4,我国通信传输网络结构,5,光纤通信系统,我国网络结构,6900,km,用户,本地节点,长途节点,50 km,150 km,6500,km,接,入网,中继网,长途网,长途节点,用户,本,地节点,150 km,50 km,中,继网,接入网,通信网传输系统模型,?,核心网,(,骨干网,):,?,包括长途网与本地中继网,?,为巨大业务量的高质量、可靠和低成本传输提供保证,?,接入网