光通信系统光纤知识
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62.5μm，单模光纤纤芯的标称模称直径为
9～10μm。
包层（n2）
纤芯（n1）
D
纤芯的折射率比包层的折射率稍高,损
耗比包层低, 光能量主要在纤芯内传输。
包层为光的传输提供反射面和光隔离。
分路 站
（柳
州）
中继段
县中 心4
3、本地网通信线路系统组成
省中心
县中 心1
C4层
县中 心5
地区 中心
县中心 2
县中 心6
C3层
县中 心3
4、城域网通信线路系统组成
数据汇聚 中心4
数据汇聚 中心1
数据 用户
光缆 交接箱
数据汇聚 中心5
数据交换 中心
数据汇聚 中心2
数据 用户
数据汇聚 中心6
汇聚层
数据汇聚 中心3
码间干扰
光通信系统
——通信光纤
（4）色散 ➢色散种类：
模间色散（单模光纤无模间色散） 波长色散（材料色散、波导色散、折射剖面色散） ➢色散表示方法： 群时延差 ➢常用光纤色散(系数) G.652光纤（B1）: （1）在1288～1339nm范围内色散系数不大于3.5 ps/nm.km （2）1550nm波长的色散系数不大于18 ps/nm.km G.655光纤（B4）:0.1ps/（nm.km）≤D（λ）≤10.0ps/（nm.km）
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
3、单模光纤的主要参数
(3)衰减：表明了光纤对光能的传输损耗，是对光纤质量评定和确定光 纤通信系统中继距离的重要依据。
产生衰减的原因：光吸收、光散射。 常用光纤平均衰减： G.652光纤（B1） 1310nm波长: 衰减平均值≤0.36 dB/km 1550nm波长: 衰减平均值≤0.22 dB/km 1490nm波长：衰减平均值≤0.3 dB/km G.655光纤（B4） 1550nm波长: 衰减平均值≤0.22 dB/km
——通信光纤
2、光纤的导光原理
光源发出的光射线进入光纤纤芯以后，并不是所有的光射 线都能向前传输的，符合全反射的光射线才能向前传输。
n０
θ2
O
n1
n2
O′
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0.5μm。 (2)弯曲损耗：宏弯损耗G.652在1550nm,100圈直径为60mm的光纤所增 加的损耗不得大于1dB，G.655光纤不应大于0.5dB。
县间中心 (宁波）
县中心 (余姚）
我国传统线路网的网路结构
一一级级干干线线
二级干线
本地网线路 （C3）
本地网线路 （C4）
1、我国线路网结构
目前我国线路网路结构
2、长途通信线路系统组成
终端站 （南宁）
无人中继 站
无人中继 站
有人中继 站
（王灵）
无人中继 站
终端站 （桂林）
有人中继 站
有人中继 站
调制
光源
光纤光缆
光接收机
光电检 测
放大恢 复
输出 电信号
光纤通信系统的基本构成
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
G.652B) 、低水峰单模光纤(G.652C、G.652D) 、G.653(色散位移光纤)、 G.654(1550nm性能最佳光纤)、G.655光纤(非零色散位移光纤)、未来导向 光纤G.656、弯曲损耗不敏感的单模光纤G.657A和G.657B。
光通信系统
阶跃型光纤、渐变型光纤
r
A
2b
2a
n
——通信光纤
(1)光纤的结构
紧套光纤
光通信系统
——通信光纤
光纤 一次涂覆层 缓冲层 二次涂覆层
松套光纤
松套管(PBT) 油膏 一次涂覆层 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：G.651(渐变型多模光纤)、常规单模光纤(G.652A和
光通信系统
——通信光纤
光通信系统
——通信光纤
光纤总损耗谱
光通信系统
——通信光纤
（4）色散 光纤数字通信中，由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模
式成分来带的，这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速率不同， 从而引起色散。是影响光纤带宽，限制光纤传输容量的参数。采用色散补 偿光纤来降低。
光通信基础知识
——网络、光纤、光缆
二○○九年九月
主要内容
通信网络基础 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
通信网络基础
1、我国线路网结构
长途干线
省间中心 （北京）
省间中心 （广州）
省中心 （南宁)
本地网线路
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)
数据 用户
光缆 交接箱
接入层
数据 用户
数据 用户
数据 用户
光通信系统概述
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。
输入 电信号
光发射机
纤芯 t
包层 突变型多模光纤
纤芯
r
A
包层
2b
2a
n
t
渐变型多模光纤
光通信系统
阶跃型光纤、渐变型光纤
——通信光纤
r 10
纤芯 A
n t
包层 阶跃型单模光纤
光通信系统
——通信光纤
2、光纤的导光原理
光纤利用光波的全反射原理，将光波限制在纤芯中向前传播。
纤芯 O n1 ＞n2
n1 n2
O′ 包层
光通信系统