01-光通信基础课件

光通信根底光通信的概念通信是通过计算机网络或数据通信系统，实现端到端的数据传输。什么是通信？什么又是光通信呢？光通信也称为光传输，是以光波为载波的通信方式。其传输介质有大气、光纤等光网络的定义和光通信的特点光网络是以光传输介质和光纤传输设备，所搭建起来的网络。光通信的特点：光为信息载体、利用光纤等传输介质携带信息的通信方式。大气激光通信和光纤通信根据传输介质的不同，光通信可分为大气激光通信和光纤通信。1、大气激光通信是利用大气作为传输介质的激光通信。2、光纤通信是以光波作为信息载体，光纤作为传输介质的通信方式。光通信的先驱光通信的开展史最早可追溯到“烽火台〞，这是一种目视光通信。可以说，我们的祖先是光通信的先驱，因为此后数千年间，远距离通信一直是用目视光通信来实现的，后面又利用望远镜增加目视距离。我们今天指的光通信是利用光波作为载波来传递信息的一种通信方式。在几乎毫无希望的情况下，英国标准电信研究所的华裔科学家高锟(K.C.Ka0)博士于1966年发表了一篇奠定光纤通信根底的重要论文?介电波导管的光波传送?，他指出：光导纤维的高损耗不是其本身固有的，而是由材料中所含杂质引起的，如果降低材料中的杂质含量，便可极大地降低光纤损耗。他还预言，通过降低材料的杂质含量和改造工艺，可使光纤的损耗下降到20dB/km，这一推断引发了世界上几个主要实验室在这一领域的研究工作。指南针式的论文出现石英纤维早期已经被否认放弃20世纪60年代早期，曾经有过各式各样的传光方式探索。例如用空心光波导管、透镜(或反射镜)阵列等，但都不能到达预期的目的，也有不少人在试探石英光纤传输光的性能，却很少有人相信它可以用在长距离通信上。因为当时作为光导纤维材料的石英玻璃损耗很大，直到60年代中期，优质光学玻璃的传输损耗仍高达1000dB/km，并且普遍认为很难降低。光纤通信中划时代的事件1970年，美国康宁玻璃公司首先制成了衰减为20dB/km(即光波沿光纤传输1km后，光能损耗为原来的1%)的低损耗石英光纤。而目前，光纤的衰减已经降到了以下。这是光通信开展的划时代事件，确立了光通信向光纤通信方向开展的明确目标，揭开了光纤通信开展的新篇章。这也是通信技术开展史一次“重大变革〞。于是，有人也将1970年称为光纤通信的“元年〞。光纤通信的重要性

光纤通信作为一门新兴技术，其近年来开展速度之快、应用面之广是通信史上罕见的，也是世界新技术革命的重要标志和未来信息社会中各种信息的主要传送工具。光纤通信的优点通信容量大传输距离远不受电磁干扰光纤重量轻、体积小平安性高传输网络在电信网络中的作用Internet/intranet公用交换网〔PSTN/N-ISDN〕接入网〔AN〕智能网〔IN〕公用数字数据网〔DDN〕公用交换分组数据网(PSPDN/FR)陆地移动通信网〔PLMN〕CATVB-ISDN〔ATM〕网数字同步网电信管理网光传送网〔SDH/WDM〕公用数据通信网业务网络产生各种业务传输需求支撑网络为电信网络提供时钟和信令和管理支持传输网络为业务网络提供传输通道光传输技术根底知识传输网络的作用：

将这些业务网络的各种接口进行连接，为其这些通讯设备及网络提供通道，使业务网络的各接口之间能够互相通信。传输网络的根本结构：传输网络根本结构：上图为一个具体的网络图，各种业务应用通过接入层、会聚层、骨干层进行调度和业务传输。DWDMOptiX10G/2.5GSNCP/MSP/VP/IPRINGOptiX2.5G/622M/155MSNCP/MSP/VP/IPRING骨干层汇接层接入层STM-64/16/4/1GE/POS/10M/100MSTM-16/CSTM-4/CFIBERCHANNALESCONFICONPOSSTM-4/STM-110M/100M2M/34/45MATMDDN/DSLTDMATMIPEthernet2M/10M/100M行业集团智能小区业务类型业务类型业务类型MSTP大企业集团行业集团大企业集团N*64K/2M/10M/100MSTM/16/4/1GE/POS/10M/100MSTM-16/CSTM-4/C2M/34/45MFIBERCHANNALESCONFICONATMATMATM传输机房结构示意图传输机房的主要结构ODF架：光纤配线架，完成设备间纤缆连接的集中管理、跳接。DDF架：电缆配线架，完成设备间电缆连接的集中管理、跳接。BITS设备：是指为传输设备提供同步时钟的设备。中继电缆：从设备接口区到DDF架之间的连接电缆。传输网络根本构件介绍机柜与子架光纤与光缆DDF架ODF架光衰与法兰盘同步时钟光接口光纤连接器电源与列头柜接口板与2M电缆接地网管系统机柜与子架机柜与子架机柜前视子架前视机架后视光缆与光纤光通道参数：衰减、色散光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双重影响。衰减 使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降。

1310nm窗口每公里衰减： 1550nm窗口每公里衰减：色散会引起码间干扰，降低信号质量。光纤连接器常见光纤连接器种类：FC/PC：FC，圆头尾纤连接器，PC，尾纤头截面为平面；SC/PC：SC，方头尾纤连接器，PC，同上；LC：体积小，集成度高，在新产品中广泛使用

FCSCLC法兰

法兰盘

光衰减器ODF架1内置的ODF配线架ODF架2连接两根尾纤的连接器可以是法兰盘，也可以是光衰！光接口光接口是指光板上的接口，光接口根据工作波长、传输距离、速率不同进行分类，分类代码〔例如〕的含义：第一个字母表示不同的使用场合〔传输距离〕S：短距离通信，一般指0～30kmL：长距离局间通信,一般指30～80km；短画线后的第1个数字表示不同的线路速率：1：表示STM-1;4：表示STM-4;16:表示STM-16(155M)(622M)(2.5G)紧接点号后的数字表示使用的光纤工作波长：1：1310nm波长2：1550nm波长接口板与2M电缆从接口板出来的2M电缆，通过上走线连接到DDF架2M线缆射频同轴连接器〔2M头〕2M接头的制作测试电缆通断DDF架DDF架2·列头柜和电源列头柜为一列通信设备提供电源列头柜和电源从列头柜过来的主用和备用两路电源从这里接入，通过左右四路子架开关接入子架的PIU单板。PGNDRTN1(+)保护地排接地母排接地体电源地〔＋〕保护地保护地直流电源RTN2(+)PGNDRTN1(+)RTN2(+)列头柜OptiXOptiX其他设备设备接地示意图SDH产品接地设备运行环境温度和湿度根本要求设备运行条件温度(°C)相对湿度(%)运行环境温度0°C~45°C10%~90%较好的运行状况20°C60%设备运行环境确保设备良好接地设备采用联合接地，接地电阻应良好〔要求小于1欧姆〕，否那么会被雷击打坏设备。

电源检查保证OptiXOSN设备正常工作的直流电压：-48V允许的电压波动范围是:-48V+20％(-38.4V~-57.6V)

电源线黑色接正极，蓝色接负极，黄绿线接地。常见的光传输设备Metro1000〔155/622H〕OSN1500OSN3500SDH网元的根本结构1、线路接口：完成线路信号STM-N的光-电转换；进行管理开销的处理。2、支路接口：完成上、下业务信号。PDH：2M、34M、45M、140M；SDH：155M、622M、3、交叉矩阵：业务调配的核心，按需求对线路信号、支路信号进行交叉连接，满足上、下电路等功能。5、通信与控制：采集设备各单元的数据；通过DCC通道传到网关；接收网管系统的命令并执行4、定时电路：对内：向设备的各单元提供定时信号；对外：外定时；提取定时；定时基准倒换。6、公务：提供公务联络。网元六大局部对应的板位时钟主控交叉公务业务调配的核心提供工作时钟与各单板的通信与控制接入1路公务电话，提供数据通信接口线路支路提供两路STM-4/STM-1提供16个E1Metro1000告警切除开关常见的线路单元Metro10001、1路STM-1光接口板：OI2S2、2路STM-1光接口板：OI2D3、1路STM-4光接口板：OI4作用：光信号的接收和发送，以及信号的光电转换

常见光板参数R-LOS：接收侧光信号丧失原因：①光纤故障(断)；②光路衰耗过大③SDH板接收故障。④SDH板发送故障；检测方法：自环法、光功率测试法。光接口板常见告警红灯亮

常见的支路单元Metro10001、4/8×E1的SP1S/SP1D板；2、16×E1的SP2D/PD2S板；3、32×E1的PD2D板；4、48×E1的PD2T板作用：接入其他设备，实现电信号的接收和发送SP1D板由右至左依次引出8个2M接口。应用：IU2、IU3板位。SP1D板电口板常见告警T-ALOS：2M支路输入模拟信号丧失原因：①未上交换业务；②2M线接触不良。检测方法：1、E1接口板相应通道内环回2、DDF架环回3、检查DDF架到交换机的线缆2M风扇板上有3个风扇为系统散热，并有检测电路，当风扇停止工作时能向系统提供告警信号。该风扇板可以带电插拔。风扇板〔FAN〕提供两路－48V电源输入接口。只需连接一路就能为电源板提供电源，进行正常工作。电源滤波板子架前视图OSN1500其它业务处理板槽位接口板槽位电源接入板槽位AUX单板槽位风扇单元主控、交叉、时钟、光板的集成槽位常见的线路单元OSN15001、1路STM-16光接口板：SL16；2、1路STM-4光接口板：SL4；3、2路STM-4光接口板：SLD4；4、4路STM-1光接口板：SLQ1;5、2路STM-1光接口板：SLD1作用：光信号的接收和发送，以及信号的光电转换常见光板参数单板指示灯状态描述指示灯颜色状态具体描述单板硬件状态灯-STAT绿色亮工作正常红色亮硬件故障红色100毫秒亮100毫秒灭硬件不匹配灭无电源输入业务激活状态灯-ACT亮业务处于激活状态灭业务处于非激活状态单板软件状态灯-PROG绿色亮加载或初始化单板软件正常绿色100毫秒亮100毫秒灭正在加载单板软件绿色300毫秒亮300毫秒灭正在初始化单板软件红色亮丢失单板软件，或加载、初始化单板软件失败灭没有电源输入业务告警指示灯-SRV绿色亮业务正常红色亮业务有紧急告警或主要告警黄色亮业务有次要告警或远端告警灭没有配置业务或者无电源输入R-LOS：接收侧光信号丧失原因：①光纤故障(断)；②光路衰耗过大③SDH板接收故障。④SDH板发送故障；检测方法：自环法、光功率测试法。光接口板常见告警SRV红色

常见的支路单元OSN15001、提供32×E1接口的PD1板；2、提供63×E1接口的PQ1板；3、提供32路E1电接口倒换出线的D75S板作用：接入其他设备，实现电信号的接收和发送电口板常见告警T-ALOS：2M支路输入模拟信号丧失原因：①未上交换业务；②2M线接触不良。检测方法：1、E1接口板相应通道内环回2、DDF架环回3、检查DDF架到交换机的线缆2MOSN3500风扇Fanboxes(38-40)接口板Interfaceslotsarea(19-26,29-36)业务板Serviceslotsarea(1-8,11-17)光纤走向区Fiberroutingarea辅助处理板Auxiliaryunit(37)主控SCCslots(17/18)电源板PIUslots(27/28)交叉Cross-connectslots(9/10)防尘网Airfilter网元布线后：实际SDH设备布线以后：理解光接口区、电接口区的概念。常见的线路单元OSN35001、1路STM-64光接口板：SL64；2、1路STM-16光接口板：SL16(A)；3、1路STM-4光接口板：SL4；4、2路STM-4光接口板：SLD4；5、4路STM-4光接口板：SLQ4;6、1路STM-1光接口板：SL17、4路STM-1光接口板：SLQ1

作用：光信号的接收和发送，以及信号的光电转换常见光板参数参数SL64速率9953280kbit/s光模块类型I-64.1S-64.2bL-64.2bLe-64.2Ls-64.2波长（nm）13101550155015501550传输距离（km）0～22～4030～7030～7080发送光功率（dBm）-6～-1-1～210～141～43～5光接收灵敏（dBm）-11-14-14-19.5-21过载光功率（dBm）-1-1-3-9-9光接口板指示灯状态描述指示灯颜色状态具体描述单板硬件状态灯-STAT绿色亮工作正常红色亮硬件故障红色100毫秒亮100毫秒灭硬件不匹配灭无电源输入业务激活状态灯-ACT亮业务处于激活状态灭业务处于非激活状态单板软件状态灯-PROG绿色亮加载或初始化单板软件正常绿色100毫秒亮100毫秒灭正在加载单板软件绿色300毫秒亮300毫秒灭正在初始化单板软件红色亮丢失单板软件，或加载、初始化单板软件失败灭没有电源输入业务告警指示灯-SRV绿色亮业务正常红色亮业务有紧急告警或主要告警黄色亮业务有次要告警或远端告警灭没有配置业务或者无电源输入R-LOS：接收侧光信号丧失原因：①光纤故障(断)；②光路衰耗过大③SDH板接收故障。④SDH板发送故障；检测方法：自环法、光功率测试法。光接口板常见告警SRV红色

常见的支路单元OSN35001、提供63×E1接口的PQ1板；2、提供32路E1电接口倒换出线的D75S板3、提供6路E3/T3业务的PD3板4、提供6路E3/T3电接口倒换出线的D34S板

作用：接入其他设备，实现电信号的接收和发送电口板常见告警T-ALOS：2M支路输入模拟信号丧失原因：①未上交换业务；②2M线接触不良。检测方法：1、E1接口板相应通道内环回2、DDF架环回3、检查DDF架到交换机的线缆2M根本网络拓扑链形拓扑星形拓扑树形拓扑环形拓扑网孔形拓扑说明：链形、环形和网孔形拓扑目前应用比较普遍。链形网当涉及通信的所有点串接起来，并使首末两个点开放时就形成了所谓的链形拓扑。应用优点缺点链形拓扑主要用于铁路、电力等沿线，或其他站点分布呈线状的场合相比其他拓扑而言，光纤线路投资比较节省，网络管理比较简单相比环形拓扑而言，业务保护机制比较少，可采用1+1，1:1保护链形网星形网当涉及通信的所有点中有一个特殊的点与其它所有点相连，而其余点之间互相不能直接相连时，就形