光通信基础知识网络光纤光缆 GSM网络基础光通信系统概述光通信系统光纤知识光通信系统光缆知识一GSM网络结构 GSM系统的组成GSM的网络结构一GSM网络结构 GSM系统的组成网络子系统NSS 组成基站子系统BSS 操作维护子系统OSS 移动台MS 1 GSM系统的组成网络子系统NSS 移动业务交换中心MSC 归属位置寄存器HLR 组成访问位置寄存器VLR 鉴权中心AUC 设备识别寄存器EIR 注大容量网络中一个NSS可包含若干个MSCVLR和HLR 1GSM系统的组成网络子系统NSS MSC 网络的核心功能系统的电话交换功能接口功能为移动用户提供一系列业务支持移动性能和其他网络功能类型MSC GMSC网关MSC与其他网络互连TMSC汇接MSC长途转接注GMSC和TMSC可完成MSC的基本功能 1 GSM系统的组成网络子系统NSS HLR静态数据库中央数据库功能存储该HLR管理的所有移动用户的相关数据存储用户信息入网信息业务信息等用户的位置信息两个号码MSISDNIMSI 注管理移动用户的重要数据库 VLR动态数据库功能进入其控制区域内已登记移动用户的相关信息提供建立呼叫接续的必要条件 1 GSM系统的组成网络子系统NSS AUC安全性管理功能存储鉴权信息加密密钥防止无权用户接入系统并保证无线接口的移动用户的信息安全注AUC属于HLR的一个功能单元 EIR移动设备安全功能存储国际移动设备识别码IMEI防止非法设备入网使用注目前我国的GSM系统均未安装EIR 1 GSM系统的组成基站子系统BSS BSS负责无线收发和无线资源管理组成基站控制器BSC基站收发信机BTS BSC功能各种接口管理无线资源和无线参数管理包括BSC区内切换移动台功率控制等BTS功能由BSC控制并服务于某小区的无线收发信设备实现BSC与无线信道间的转接BTS与MS间的无线传输及相关的控制注一个MSC监控一个或多个BSC每个BSC控制多个BTS 1 GSM系统的组成操作维护子系统OSS OSS功能包括移动用户管理由HLR完成移动设备管理由EIR完成网络操作和维护由OMC完成包括对BSSNSS进行操作维护管理移动台MS 用户使用的设备提供与用户间的接口注MS需插入SIM卡用户识别模块才能正常使用紧急呼叫除外 2GSM的网络结构无线覆盖区域结构光通信系统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通信系统概述 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光纤通信的特点 1 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 2 缺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通信系统概述 3光缆线路特点 1 光缆线路的中继距离长 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 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 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光通信系统通信光纤 1光纤 1 光纤的结构光纤由两种不同折射率的玻璃材料拉制而成多模纤芯的标称直径为50μm或625μm单模光纤纤芯的标称模称直径为9～10μm 光通信系统通信光纤光通信系统通信光纤 2 光纤的分类按光纤的材料分石英光纤塑料光纤正在研究试用阶段按光纤剖面折射率分布分阶跃型光纤渐变型光纤见下图按传输的模式分多模光纤单模光纤按ITU-T建议分G651 渐变型多模光纤 G652 普通单模光纤 G653 色散位移光纤G654 1550nm性能最佳光纤 G655 光纤非零色散位移光纤光通信系统通信光纤光通信系统通信光纤 3G652D光纤的发展与应用G652光纤可细分为ABCD四个子类maxbook118com为常规单模光纤其水峰处衰减未作优化maxbook118com为低水峰单模光纤永久地降低水峰的衰减几种G652光纤的主要性能区别 1G652CD规定了1383NM衰减特性并经氢老化试验使OH漂移出长波长大于1700nm 不在光通信系统的工作波长范围内 2maxbook118comPMDQ链maxbook118com 3maxbook118com降低了水峰衰减相对于 G652C 降低了偏振模色散光通信系统通信光纤 4单模光纤的光波段划分光通信系统通信光纤 5G652D光纤的应用G652D光纤在CWDW系统中的应用1城域网中G652D光纤CWDM非常具有吸引力由于G652D 光纤开通了全波段使用因此适合于信道间隔大的CWDM能显著降低系统成本目前一些主流光传输设备供应商纷纷推出了商用的CWDM 系统支持8波并可升级到18波系统只有低水峰光纤G652D才能支持18波CWDM系统2G652D光纤在DWDM系统中的应用低水峰光纤为城域DWDM系统提供了更高的灵活性优化波段分配比如将25Gbs光通道安排在SC及L波段而将10Gbs光通道安排在E波段由于E波段的色度色散较小相当于C波段色散的一半左右10Gbs光通道的色散受限距离将延长一倍即160公里以上这样系统不需要色散补偿保证系统的透明性 3G652D光纤在用户接入网中的应用G652D光纤在最后一公里的用户接入网中同样大有可为如基于PON技术系统目前国外运营商已经普遍采用G652D光纤并逐步淘汰G652ABC光纤而国内市场目前已经有部分运营商开始指定使用G652D光纤但用量还不是很大光通信系统通信光纤 6关于在传输网络建设中的光纤选择等方面的相关建议一maxbook118com纤的传输应用选择目前应用于长途骨干和城域网的光纤maxbook118com种光纤对于基于25Gbs及其以下速率的WDM系统G652光纤是最佳选择G652BCD和G655光纤均能支持基于10Gbs及更高速率的WDM系统G652CD光纤在城域网中的优势明显通常G652单模光纤在C波段15301565nm和L波段15651625nm的色散较大一般为1722psnm·km在开通高速率系统及基于单通路高速率的WDM系统时可采用色散补偿光纤DCF来进行色散补偿但DCF同时引入较大的衰减因此它常与光放大器一起工作DWDM波长范围越宽补偿困难越大G655光纤的基本设计思想是在1550nm窗口工作波长区具有合理的较低的色散足以支持10Gbs的长距离传输而无需色散补偿同时其色散值又保持非零特性具有一个起码的最小数值足以抑制非线性影响适宜开通具有足够多波长的WDM系统光通信系统通信光纤二后续传输网络建设中的光纤选择建议1中国移动传输网络光纤应用现状经过多年不懈努力目前中国移动的省际传输网络及绝大多数省市内的传输网络均已具备相当的规模现有的省际传输网络按城域可分为东部环及西部环其中东部环传输网络的光纤以G655光纤为主西部环传输网络的光纤以G652B光纤为主省市内的传输网络则大多以G652B光纤为主只有部分省市采用G655光纤2后续传输网络建设中的光纤选择建议根据现有传输网络中的光纤使用情况以及目前的光纤技术发展水平和其所使用的范围等方面因素提出以下光纤选择建议干线传输网省际传输网络东部环传输网络的后续建设建议仍以G655光纤为主西部环传输网络的后续建设maxbook118com光纤为主在主干层面上可适当考虑采用G655光纤各省市内的传输网络可根据现有的网络所使用的光纤种类优maxbook118com光纤及G655光纤光通信系统通信光纤城域网目前城域网的主流光纤是常规单模G652AB光钎1383nm区的衰减峰即水峰使其在E波段运用不理想为了打开光传输的E波段可采用低水峰G652CD光纤其在1260nm到1625nm区所有的波段都具有可用性由于G652光纤的色散系数较高10Gbs系数的色散距离限制在70Km左右较长的环网将需要色散补偿块DCM当这种模块用于超长距离时他们会导致系统价格的上升和具有较大的衰减色散的限制使G652光纤适用于70Km以下的传输距离G655光纤对于超过70Km的传输应用是一个较好的选择新一代的G655光纤将在城域网中具有理想的工作性能提供了从1440nm到1625nm包括CSL波段的DWDM可用性由于其色散系统数比G652光纤小于一半所以可能提供两倍于G652光纤的色散受限距离光通信系统通信光纤建议根据不同的传输距离选择不同的光纤170-200KM的城域骨干网如果不考虑10Gbs以上的应用maxbook118com光纤如果考虑40Gbs以上的应用和10Gbs以上的全光网应用建议采用符合G655规范的光纤PMDQ的链路值要求尽可能地低 220-70KM的城域接入网如果不考虑40Gbs以上的应用建maxbook118com光纤如果考虑40Gbs以上的应用和全光网应用建议采用符合G655规范的光纤PMDQ的链路值要求尽可能地低光通信系统通信光缆一常用光缆的分类 1按缆芯结构分按缆芯结构分类层绞式光缆中心管式光缆和骨架式光缆层绞式光缆将几根至十几根或更多根光纤或光纤带子单元围绕中心加强件螺旋绞合S绞或SZ绞成一层或几层的光缆中心管式光缆是将光纤或光纤带无绞合直接放到光缆中心位置而制成的光缆骨架式光缆是将光纤或光纤带经螺旋绞合置于塑料骨架槽中构成的光缆光通信系统通信光缆光通信系统通信光缆一常用光缆的分类 2按线路敷设方式分主要可分为架空光缆管道光缆直埋光缆水底光缆 1 架空光缆是指借助吊挂钢索或自身具有抗拉元件悬挂在己有的电线杆塔上的光缆2 管道光缆是指在城市地下穿入用于保护的子管等内的光缆 3 直埋光缆是指光缆线路经过市郊或农村时直接埋入规定深度和宽度的缆沟的光缆 4 水底光缆是穿越江河湖海水底的光缆光通信系统通信光缆一常用光缆的分类 3按缆中光纤状态分按光纤在光缆中是否可自由移动的状态光缆可分为松套光纤光缆和紧套光纤光缆松套光纤光缆的特点是光纤在光缆中有一定自由移动空间这样的结构有利于减少外界机械应力或应变对涂覆光纤的影响紧套光纤光缆的特点是光缆中光纤无自由移动空间紧套光纤是在光纤预涂覆层外直接紧贴一层合适的塑料紧套层紧套光纤光缆直径小重量轻易剥离敷设和连接但高的拉伸应力会直接影响光纤的衰减等性能光通信系统通信光缆一常用光缆的分类 4按使用环境与场合分根据使用环境与场合光缆主要分为室外光缆室内光缆及特种光缆三大类光通信系统通信光缆一常用光缆的分类 5按网络层次分长途光缆干线光缆市内光缆中继线路接入网光缆用户线路光通信系统通信光缆二光缆结构中所用材料及性能通常除了光纤外构成光缆的材料可分为三大类 l 高分子材料松套管材料聚乙烯护套料无卤阻燃护套料聚乙烯绝缘料阻水油膏阻水带聚酯带 2 金属-塑料复合带钢塑复合带铝塑复合带 3 中心加强件磷化钢丝不锈钢丝玻璃钢圆棒等光通信系统通信光缆三常用光缆的结构光缆的结构通常是根据其应用条件和环境确定的习惯上分为室外光缆室内光缆及特种光缆三大类 1室外光缆室外光缆常用的基本结构有层绞式中心管式和骨架式每种基本结构中既可放置分离光纤亦可放置带状光纤光通信系统通信光缆 1层绞式光缆的结构优点是光缆中容纳的光纤数量多光缆中光纤余长易控制光缆的机械环境性能好它适宜于直埋管道敷设也可用于架空敷设 2层绞式光缆结构的缺点是光缆结构工艺设备较复杂生产工艺环节较繁琐材料消耗多等光通信系统通信光缆 1中心管式光缆的优点是光缆结构简单制造工艺简捷光缆截面小重量轻很适宜架空敷设也可用于管道或直埋敷设2中心管式光缆的缺点是缆中光纤芯数不宜过多如分离光纤为12芯光纤束为36芯光纤带为216芯松套管挤塑工艺中松套管冷却不够成品光缆中松套管会出现后缩光缆中光纤余长不易控制等光通信系统通信光缆 1骨架式光纤带光缆的优点是结构紧凑缆径小光纤芯密度大上千芯至数千芯施工接续中无需清除阻水油膏接续效率高干式骨架光纤带光缆适用于在接入网局间中继有线电视网络中作为传输馈线 2骨架式光纤带光缆的缺点是制造设备复杂需要专用的骨架生产线工艺环节多生产技术难度大等光通信系统通信光缆三常用光缆的结构 2室内光缆室内光缆均为非金属结构故无须接地或防雷保护室内光缆采用全介质结构保证抗电磁干扰各种类型的室内光缆都容易开剥紧套缓冲层光纤构成的绞合方式取决于光缆的类型为便于识别室内光缆的外护层多为彩色且其上印有光纤类型长度标记和制造厂家名称等与室外光缆的结构特点所不同的是室内光缆尺寸小重量轻柔软耐弯便于布放易于分支及具有阻燃性等光通信系统通信光缆三常用光缆的结构 3特种光缆 1 电力光缆是指用于高压电力通信系统的光缆以及铁路通信网络的光电综合光缆光纤对电磁干扰不敏感将光缆直接悬挂在电杆或铁塔上或缠绕在高压电力的相线上安装的光缆抗拉强度能承受自重风力作用和冰凌的重量并有合适的结构措施来预防枪击或撞挂等破坏 2水底光缆水底光缆需要将光缆进行钢丝铠装以便提供足够的抗拉强度一般水底光缆要求是在缆芯中填充阻水油膏在缆芯外加金属护套密封 3 阻燃光缆在一些特殊场合如高层住宅地铁矿井船舶飞机中使用的光缆都应考虑阻燃化光通信系统通信光缆四光缆的型号根据原邮电部部颁标准YD／T908－2000光缆的型号由形式代号和规格代号两部分组成即光缆的型号＝形式代号十规格代号 l光缆的形式代号光通信系统通信光缆四光缆的型号①分类的代号 GY-通信用室野外光缆 GM-通信用移动式光缆 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②加强件的代号加强构件指护套以内或嵌入护套中用于增强光缆抗拉力的构件金属加强构件无符号 F-非金属加强构件光通信系统通信光缆四光缆的型号③缆芯和光缆派生结构特征代号 D-光纤带结构 J-光纤紧套被覆结构 C-骨架槽结构X-缆中心管 T-油膏填充式结构 R-充气式结构 C-自承式结构B-扁平形状 E-椭圆形状 Z-阻燃光纤松套被覆结构无符号层绞结构无符号干式阻水结构无符号光通信系统通信光缆四光缆的型号④护套代号 Y-聚乙烯护套 V-聚氯乙烯护套 U-聚氨脂护套 A-铝-聚乙烯粘结护套简称A护套 S-钢-聚乙烯粘结护套简称S护套 W-夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套简称W护套 L-铝护套 G-钢护套 Q-铅护套光通信系统通信光缆四光缆的型号⑤外护层代号及意义光通信系统通信光缆四光缆的型号 2 光纤规格代号光纤的规格由光纤数和光纤类别组成如果同一根光缆中含有两种或两种以上规格光纤数和类别的光纤时中间应用＋号联接光纤代号格式见上图①光纤数目代号用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示②光纤类别代号光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示用大写A表示多模光纤大写B表示单模光纤再以数字和小写字母表示不同种类类型的光纤光通信系统通信光缆四光缆的型号光纤产品分类代号表光通信系统通信光缆四光缆的型号光纤产品分类代号表光通信系统通信光缆四光缆的型号 3 光缆型号示例例1 光缆型号为GYTA53－12A1 其表示意义为松套层绞结构金属加强件铝－塑粘接护层皱纹钢带铠装聚乙烯外护套室外用通信光缆内装12根渐变型多模光纤例 2 光缆型号为GYDXTW－144B1 其表示意义为中心管式结构带状光纤金属加强件全填充型夹带增强聚乙烯护套室外用通信光缆内装144根常规单模光纤G652 光通信系统通信光缆五光缆的端别及纤序光缆中光纤单元单元内光纤导线组对及组对〕内的纤芯采用全色谱或领示色谱来识别光缆的端别与光纤序号一般识别方法是面对光缆截面由领示光纤或导线或填充线以红－绿或蓝－黄等顺时针为A端逆时针为B端光通信系统通信光缆五光缆的端别及纤序光纤纤序排列主要有下列几种方式以下以A端截面为例 1 以红绿领示电导线或填充线中间的光纤为1纤顺时针数为23 2 以红绿领示色紧套松套单芯骨架单芯其红色为1纤绿色为2纤顺时针数为 34 3 以红绿或蓝黄领示色松套双芯红或蓝为1 管绿或黄为6管红或蓝一绿或黄顺时针计数纤序为光通信系统通信光缆五光缆的端别及纤序光纤纤序排列主要有下列几种方式以下以A端截面为例 4 以蓝黄领示单元松套6芯蓝色为一单元组黄色为二单元组单元管内6芯光纤全色谱纤序为①判断端别因领示色管由蓝－黄是顺时针故为光缆的A端②排定纤序蓝色套管中的蓝橙绿棕灰白6纤对应1～6号纤紧扣蓝松套管的白松套管中的蓝橙绿棕灰白对应7～12号纤依此类推直至黄松套管中的白色光纤为第30号光纤光通信系统通信光缆光通信系统通信光缆光通信系统通信光缆光通信系统通信光缆光通信系统通信光缆光通信系统通信光缆白红或黑白红或黑白红或黑白红或黑白红或黑白红或黑纤色 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 纤序绿或黄白白白白本色红或蓝管色 6 5 4 3 2 1 管序白灰棕绿橙蓝白灰棕绿橙蓝纤色 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 纤序二黄一蓝单元 GYTA光缆 GYTA光缆的结构是将单模或多模光纤套入由高模里的聚脂材料做成的松套管中套管内填充防水化合物缆芯的中心是一根金属加强芯对于某些芯数的光缆来说金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯PE松套管和填充绳围绕中心加强芯绞合成紧凑的圆形缆芯缆芯内的缝隙充以阻水填充物涂塑铝带 APL 纵包后挤制聚乙稀护套成缆中心管式W护套光缆GYXTW GYXTW光缆的结构是将单模成多模光纤套入由高模量的聚酯材料做成的松套管中套管内填充防水化合物松套管外用一层双面镀铬涂塑钢带纵包钢带和松套管之间加阻水材料以保证光缆的紧凑和纵向阻水两侧放置两根平行钢丝后聚乙烯 PE 护套成缆层绞式A护套光纤带光缆 GYDTA GYDTA光缆的结构是将光纤带套入由高模量的聚脂材料做成的松套管中套管内填充防水化合物缆芯的中心是一根金属加强芯对于某些芯数的光缆来说金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯 PE 松套管和填充绳围绕中户帅口强芯绞合成撬凑的圆形缆芯缆芯内的缝隙充以阴水填充物涂塑铝带 APL 纵包后挤制聚乙烯护套成缆非金属加强芯A护套纵包钢带铠装PE护套光缆 GYFTA53 GYFTA53光缆的结构是将单模或多模光纤套入由高模量的聚脂材料做成的松套管中套管内填充防水化合物缆芯的中心是一根非金属加强芯 FRP 对于某些芯数的光缆来说非金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯 PE 松套管和填充绳围绕中心加强芯绞合成紧凑的圆形缆芯缆芯内的缝隙充以阻水填充物涂塑铝带 APL 纵包后挤上一层聚乙烯内护套双面镀铝涂塑钢带 PSP 纵包后挤制聚乙烯外套成缆 4单模光纤的选用选用原则 1工作波长因素 G652光纤在1550nm窗口衰减小但其在1550nm窗口色散大不利于高速系统的长距离传输 G653光纤在1550nm窗口色散为零但其在波分复用时会出现四波混频效应故被限用于单信道高速系统 G655光纤在1550nm窗口衰减小色散低大大减少四波混频效应故其可用于远距离波分复用高速系统新建系统在传输速率和价格允许的条件下应优选G655光纤扩容系统将原系统的G652光纤的工作波长选择到1550nm波长可用色散补偿光纤来解决色散问题 2衰减和非线性因素对采用波分复用和光纤放大器的高速系统较优maxbook118com光纤光通信系统通信光纤光通信系统通信光纤G652D光纤的衰减光谱曲线1625-1675 U 1565-1625 L 1530-1565 C 1460-1530 S 1360-1460 E 1260-1360 O 波长范围nm 波段工作波段区别 1 G652AOC 2 G652BOCL 3 G652COESCL 4 G652DOESCL 光通信系统光缆知识阻水带肋标撕裂绳聚乙烯护套加强芯光纤带涂塑铝带骨架芯铜导线 - 单钢带皱纹纵包 5 - 粗圆钢丝 4 聚乙烯套 3 细圆钢丝 3 聚氯乙烯套 2 双钢带 2 纤维层 1 - 1 无 0 无 0 外被层材料代号铠装层方式代号外护层代号及意义二氧化硅 140 100 突变折射率 A2a 二氧化硅 140 100 渐变折射率 A1d 二氧化硅 125 85 渐变折射率 A1c 二氧化硅 125 625 渐变折射率 A1b 二氧化硅 125 50 渐变折射率 A1a 材料包层直径 mm 纤芯直径 mm 特性分类代码多模光纤二氧化硅非零色散位移型 B4 二氧化硅色散位移型 B2 二氧化硅截止波长位移型 B12 二氧化硅非色散位移型 B11 或B1材料名称分类代码单模光纤二○○七年九月主要内容 GSM网络基础省间中心北京省间中心广州省中心南宁县间中心桂林县中心阳朔省间中心省间中心上海省中心杭州县间中心宁波县中心余姚一级干线一级干线二级干线本地网线路C3 站站站站本地网线路C4 长途干线本地网线路 1我国线路网结构 2长途通信线路系统组成终端站南宁有人中继站王灵无人中继站无人中继站无人中继站有人中继站终端站桂林分路站柳州有人中继站中继段 3本地网通信线路系统组成地区中心县中心2 县中心3 县中心4 县中心5 县中心6 县中心1 站点5 站点4 站点2 站点1 站点3 站点7 站点8 站点6 站点9 站点10 省中心 C3层 C4层光通信系统概述调制光源光电检测放大恢复输入电信号输出电信号光发射机光纤光缆光接收机光纤通信系统的基本构成光通信系统光纤知识 D 纤芯n1 包层n2 D 为光纤纤芯直径或模场直径光纤的基本结构一次涂覆层油膏松套管 PBT 光纤松套光纤光纤一次涂覆层缓冲层二次涂覆层紧套光纤 1 光纤的结构 n1 n2 n1 n2 N r n2 a阶跃型单模光纤 b 阶跃型多模光纤 c渐变型多模光纤阶跃型光纤渐变型光纤 2光纤的导光原理 n1为纤芯折射率 n2为包层折射率 1 2 阶跃型光纤的导光原理 n2 n1 光通信系统通信光纤 3单模光纤的主要参数 1 几何特性模场直径9～10μm偏差小于10％模场同心度误差不得大于1μm实际商用小于05μm 2 弯曲损耗宏弯损耗G652。