《通信线路应用与维护》课件-第039讲 复习课

第39讲复习

光纤通信系统的基本构成调制光源光电检测放大恢复光发射机光纤光缆光接收机输入电信号输出电信号第1节光纤结构和特性3（1）光纤导光原理--光波的折射与反射第1节光纤结构和特性4（1）光纤导光原理--光波的全反射发生全反射是光波在光导纤维（即光纤）中有效传输的的必要条件。j0j’0Oj2=90°n2(玻璃)n1MM’NN’入射光反射光折射光j0j’0Oj2=90°n2n1MM’NN’入射光反射光折射光n1>n2第1节光纤结构和特性5（2）光纤结构单模光纤的纤芯为4μm～10μm，多模光纤的纤芯为50μm。包层位于纤芯的周围，直径d2=125μm涂覆后的光纤其外径约1.5mm光纤通信的特点纤芯位于的中心部位成分是高纯度SiO2掺有极少量掺杂剂（如GeO2,P2O5等），用于提高折射率n1包层位于纤芯的周围成分也高纯度SiO2同样掺有极少量掺杂剂（如B2O3）,是本身折射率n2略小于n1（2）光纤结构第1节光纤结构和特性涂覆层位于光纤最外层分为一次涂覆层、缓冲层、二次涂覆层一次涂覆层为硅橡胶等材料缓冲层为填充油膏二次涂覆层为尼龙等高聚物作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤增加了光纤的机械强度和可弯曲性（2）光纤结构第1节光纤结构和特性8（3）光纤分类按纤芯折射率分布不同分类阶跃型（突变型，直径50-80um，以折线传输，信号畸变大）渐变型（直径50um，以正弦形状传输，畸变小）第1节光纤结构和特性（3）光纤分类按传输模数分类单模光纤D1与光波长在同一数量级只允许一种模式传播多模光纤D1远大于光波长存在几十种乃至上百种传输模式多模光纤单模光纤（3）光纤分类--按传输波长分类短波长光纤波长为0.85μm（0.8μm～0.9μm）长波长光纤波长为1.3μm～1.6μm主要有1.31μm和1.55μm两个窗口。第1节光纤结构和特性（3）光纤种类--按套塑结构分类（4）光纤特性--传输特性色散特性光脉冲中的不同频率或模式在光纤中的群速度不同，这些频率成分和模式到达光纤终端有先有后，使得光脉冲发生展宽模式色散不同模式具有不同速度和相位，导致到达时间不同影响多模光纤带宽的主要因素材料色散随掺杂浓度不同而变化与波长有密切关系波导色散即结构色散由几何结构、尺寸、折射率差等引起色散分类G.651光纤梯度型多模光纤工作波长：1.31μm和1.55μm处于多模工作状态在1.31μm处有最小的色散值，在1.55μm处有最小的衰减系数数据通信局域网(LAN)用G.652光纤常规单模光纤或非色散位移光纤零色散波长在1.31μm处，在1.55μm处衰减最小，但有较大的正色散，约为18ps/(nm·km)。工作波长既可选用1.31μm，又可选用1.55μm。最佳工作波长在1.31μm。利用G.652光纤进行速率为2.5Gb/s以上的信号长途传输时，必须引入色散补偿光纤进行色散补偿，并需引入更多的掺铒光纤放大器来补偿由于引入色散补偿光纤所产生的损耗。G.652光纤可进一步分为G.652A、G.652B、G.652C、G652DG.652A光纤主要适用于ITU-TG.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的高至STM-16的单通道SDH传输系统。G.652B光纤主要适用于ITU-TG.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的高至STM-64的单通道SDH传输系统及直到STM-64的ITU-TG.692带光放大的波分复用传输系统。G.652C光纤又称为低水峰光纤，其商用光纤有Lucent的全波光纤(All-wareFiber)等。它消除了常规光纤在1385nm附近由于OH根离子吸收造成的损耗峰，使光纤在1310-1600nm的损耗都趋于平坦。G.653光纤也称色散位移光纤零色散点从1310nm移至1550nm附近由于光纤本身在1550nm的衰耗很小，所以光信号可以传很远不衰减，也不受色散影响。适合长距离高速系统（海底光缆）但是由于工作在零色散点会导致四波混合现象产生，因此不适合在DWDM系统中使用。G.655光纤非零色散位移光纤(NZDSF)在1994年专门为新一代光放大WDM传输系统设计和制造的光纤。属色散位移光纤，但在1550nm处色散不是零，用以平衡四波混频等非线性效应。用较低的色散抑制了四波混频等非线性效应，使其能用于高速率(10Gb/s以上)、大容量、DWDM的长距离光纤通信系统中。光纤的色谱YD／T769核心网用光缆－－中心束管式通信用室外单模光缆YD／T901核心网用光缆－－层绞式通信用室外光缆光缆结构和性能21（1）光缆型号组成光缆型式—光缆规格+附加编号如：GYGZL03-12T50/125(21008)C+5*4*0.9光缆结构和性能22（2）光缆型号组成--光缆型式光缆结构和性能23（2）光缆型号--光缆型式GY——通信用室（野）外光缆；GR——通信用软光缆；GJ——通信用室（局）内光缆；GS——通信用设备内光缆；GH——通信用海底光缆；GT——通信用特殊光缆。Ⅰ：分类代号及其意义为：Ⅱ：加强构件代号及其意义为：无符号——金属加强构件；F——非金属加强构件；G——金属重型加强构件；H——非金属重型加强构件。光缆结构和性能24（2）光缆型号--光缆型式Ⅲ：派生特征代号及其意义为：Ⅳ：护层代号及其意义为：D——光纤带状结构；G——骨架槽结构；B——扁平式结构；Z——自承式结构。T——填充式结构。Y——聚乙烯护层；V——聚氯乙烯护层；U——聚氨酯护层；A——铝-聚乙烯粘结护层；L——铝护套；G——钢护套；Q——铅护套；S——钢-铝-聚乙烯综合护套。光缆结构和性能25（2）光缆型号--光缆型式Ⅴ：外护层的代号及其意义为：代

号铠装层（方式）代

号外护层（材料）0无0无1——1纤维层2双钢带2聚氯乙烯套3细圆钢丝3聚乙烯套4粗圆钢丝——5单钢带皱纹纵包——光缆结构和性能26（3）光缆型号--光缆规格光缆结构和性能27（3）光缆型号--光缆规格Ⅰ：光纤数目用1、2、……，表示光缆内光纤的实际数目。Ⅱ：光纤类别的代号及其意义：J——二氧化硅系多模渐变型光纤；T——二氧化硅系多模突变型光纤；Z——二氧化硅系多模准突变型光纤；D——二氧化硅系单模光纤；X——二氧化硅纤芯塑料包层光纤；S——塑料光纤。光缆结构和性能28（3）光缆型号--光缆规格Ⅲ：光纤主要尺寸参数用阿拉伯数（含小数点数）及以μm为单位表示多模光纤的芯径及包层直径，单模光纤的模场直径及包层直径。光缆结构和性能29（3）光缆型号--光缆规格Ⅳ：带宽、损耗、波长表示光纤传输特性的代号由a、bb及cc三组数字代号构成。a——表示使用波长的代号，其数字代号规定如下：1——波长在0.85μm区域；2——波长在1.31μm区域；3——波长在1.55μm区域。注意，同一光缆适用于两种及以上波长，并具有不同传输特性时，应同时列出各波长上的规格代号，并用“/”划开。光缆结构和性能30（3）光缆型号--光缆规格bb——表示损耗常数的代号。两位数字依次为光缆中光纤损耗常数值（dB/km）的个位和十位数字。cc——表示模式带宽的代号。两位数字依次为光缆中光纤模式带宽分类数值（MHz·km）的千位和百位数字。单模光纤无此项。光缆结构和性能31（3）光缆型号--光缆规格Ⅴ：适用温度代号及其意义。A——适用于−40℃～+40℃B——适用于−30℃～+50℃C——适用于−20℃～+60℃ D——适用于−5℃～+60℃光缆结构和性能32（3）光缆型号--光缆规格光缆中还附加金属导线（对、组）编号，其符合有关电缆标准中导电线芯规格构成的规定例如，2个线径为0.5mm的铜导线单线可写成2×1×0.5；；4个线径为0.9mm的铝导线四线组可写成4×4×0.9L；4个内导体直径为2.6mm，外径为9.5mm的同轴对，可写成4×2.6/9.5。例云班课讨论1理解dB---表征相对值的量dB是一个表征相对值的量，当考虑甲的功率相比于乙功率大或小多少个dB时，按下面计算公式：10log（甲功率/乙功率）[例]甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是说，甲的功率比乙的功率大3dB，则功率大一倍。[例]7/8英寸GSM900馈线的100米传输损耗约为3.9dB。[例]如果甲的功率为46dBm，乙的功率为40dBm，则可以说，甲比乙大6dB。理解dBm----表征功率的绝对值量是用分贝表示功率的方式，是一个表征功率绝对值的量，也叫功率电平。代表所依据的基准是1mW（毫瓦）的分贝。0dBm等于0.775V跨接在600欧负载上的功率值，即1mW（毫瓦）

dBm=10log(P/0.001(W))

如：0dBm=1mW，10dBm=10mW，20dBm=100mW-10dBm=100uW,-20dBm=10uW通信用光器件—光源37（1）光源—基本要求发射光波长适中发射光功率足够大【数百微瓦】温度特性好发光谱宽窄【小于2nm】工作寿命长【百万小时】体积小重量轻38（1）光源—发光二极管LED线性度好;温度特性好；价格低，寿命长LED的缺点①谱线较宽一般在30～100nm范围，故难以用于大容量的光纤通信之中。②与光纤的耦合效率低LED和光纤的耦合效率是比较低的，一般仅有1％～2％，最多不超过10%。39（1）光源—半导体激光器LDLD的优点①发光谱线窄仅有1～5nm。②与光纤的耦合效率高一般用直接耦合方式就可达20％以上。如果采用适当的耦合措施可达90％。由于耦合效率高，所以入纤光功率就比较大，故LD适用于长距离的光纤通信。③阈值器件40（1）光源—半导体激光器LDLD的缺点①温度特性的较差②线性度较差③工作寿命较短由于LD中谐振腔反射镜面的不断损伤等原因，LD的工作寿命较LED为短，但目前可达到数十万小时。其阈值电流随温度的上升而增加41（3）光中继器--光电中继器传统的光中继器采用光—电—光（O-E-O）转换形式的中继器。42（3）光中继器--全光中继器传统的光中继器采用光—电—光（O-E-O）转换形式的中继器。对波形的整形不起作用43（3）光中继器--掺铒光纤放大器EDFA掺饵光纤是一种在石英光纤中掺入饵离子的特种光纤；主要由掺铒光纤(EDF)、泵源(Pump)、隔离器(Isolator)、合波器(WDM)、耦合器(Coupler)、探测器(Detector)及控制电路(ControlUnit)等部分组成。45（2）无源光器件--光衰减器