第1讲认识光纤通信讲解

第1讲

认识光纤通信光纤通信系统组成1光通信系统的应用2光纤的分类3光纤的特性分析4光纤通信系统从小容量到大容量、从短距离到长距离、从PDH→SDH→DWDM→OTN。光纤通信系统组成1思考题:结合刚讲的传输技术和书上的传输技术,你认为后续课程的主要内容是那几种传输技术.光纤通信系统组成1通信系统简单模型光纤通信系统组成1光源光纤光探测器光发送机光缆光接收机信源信道信宿光通信是以光波为载波的通信。光纤通信系统组成1LiFI光纤数字通信系统示意图

光发送机光纤通信系统组成1光纤数字通信系统示意图

把数字化的电脉冲信号码流转换成光脉冲信号码流，输入到光纤中传输。由光源、驱动器、调制器组成补偿光能的衰减，恢复信号脉冲的形状。分为电中继放大器和光中级放大器将接收到的微弱光信号转换成电信号，经放大处理后，恢复成发射的电脉冲信号码流。由光检测器、放大器和相关电路组成。将光信号以尽可能小的畸变和衰减传输到光接收端。当传输距离超过中继距离（约60km）时，才需要光中继器。光发送机光纤通信系统组成1骨干传输网城域传输网本地传输网用户接入网有线电视网移动蜂窝网

宽带光纤化，窄带无线化光通信系统的应用2骨干,城域,本地传输,用户传输网光通信系统的应用2本地传输网光通信系统的应用2某县电信传输网案例光通信系统的应用2中国铁路传输网光通信系统的应用2南京地铁一号线传输网光通信系统的应用2给定湖铁北院,南苑,东院三校区和株洲石峰区,荷塘区,芦淞区,天元区四个区.请设计传输网练习:按光纤传输波长划分按光纤传输模式数划分按光纤纤芯折射率分布划分ITU-T建议的光纤分类阶跃型光纤渐变型光纤W型光纤单模光纤（SMF）多模光纤（MMF）长波长光纤短波长光纤G.652光纤G.653光纤G.654光纤G.655光纤G.651光纤G.656光纤G.657光纤光纤的分类31、按传输波长分类短波长光纤：

λ=850nm（800nm～900nm）长波长光纤：

λ=1310nm（1260nm～1360nm）

λ=1550nm（1510nm～1610nm）用于短距离、小容量系统用于中长距离、大容量系统光纤的分类3光纤有三个低损耗区域（工作窗口）：

0.85μm、1.31μm和1.55μm。

2.按照光纤的模式分类单模光纤SMF（Single-ModeFiber）多模光纤MMF（Multi-ModeFiber）SMF只传输基模。MMF传输多种模式。纤芯较细，常采用阶跃折射率分布，带宽较宽纤芯较粗，常采用渐变折射率分布，存在模式色散若光纤的工作波长＞

c，可实现单模传输；若光纤的工作波长<c，将导致多模传输。光纤的分类3SMF：纤芯直径小（8～10μm），仅允许一个模式传输；损耗小；色散小，容量大；工作在1310nm或1550nm，与光器件的耦合相对困难。一般采用LD或光谱线较窄的LED作为光源，能传输较远距离。MMF：纤芯直径大（50μm或62.5μm），允许上百个模式传输；损耗大；色散大，容量小；工作在850nm或1310nm，与光器件的耦合相对容易。一般采用价格较低的LED作为光源，只能传输较短距离。单模光纤（SMF)多模光纤（MMF)光纤的分类3单模光纤与多模光纤比较项目单模光纤多模光纤芯径细：8-10μm较粗：50-100μm传输带宽很宽：约100GHz较窄：约1GHz与光源耦合较难简单精度较高较低适用场合长距离、大容量、高速、多波长系统中短距离、中小容量、单波长系统应用电信干线传输以太网、FDDI光纤的分类3课堂练习单模光纤相对于多模光纤而言（）模间色散小带宽窄损耗小纤芯直径小制造容易折射率分布均匀适合于长距离传输不同折射率光纤比较光纤的分类3ITU-T：国际电信联盟电信标准部门ISO：国际标准化组织IEC：国际电工委员会ETSI：欧洲电信标准协会ANSI：美国国家标准协会GB：国家标准(国家技术监督局)YD：通信行业标准(工信部)光纤的分类3G.651光纤：多模光纤G.652光纤：标准(常规)单模光纤G.653光纤：色散位移光纤G.654光纤：截止波长位移光纤G.655光纤：非零色散位移光纤G.656光纤：宽带非零色散位移光纤G.657光纤：接入网用光纤零色散点在1310nm附近零色散点在1550nm附近零色散点在1310nm附近,1550nm附近衰减很小零色散点在1525nm或1585nm附近，用于WDM传输距离近工作带宽1460～1625nm弯曲性能好，接入网用光纤的分类31.光纤的机械特性2.光纤的几何特性3.光纤的温度特性4.光纤的传输特性（1）光纤的衰减特性（2）光纤的色散特性光纤的特性分析4光纤的抗拉强度光纤的寿命，主指断裂寿命20年光缆拉力主要承受在加强芯上。（海底）1.光纤的机械特性光纤的特性分析42.光纤的几何特性纤芯直径：多模光纤的芯直径为50/62.5±3μm。包层直径：多模及单模光纤的包层直径均要求为125±3μm。光纤翘曲度光纤翘曲度指在特定长度光纤上测量到的弯曲度，可用曲率半径来表示弯曲度。光纤的特性分析43.光纤的温度特性光纤接续在不低于-5℃下进行。低温下，光纤纤芯、包层、涂覆层受到的膨胀系数不同，引起光纤微弯，引起损耗增大。光纤的特性分析4(1)光纤的损耗特性光波在光纤中传输，随着距离的增加光功率逐渐下降，这就是光纤的传输损耗。Z=0Z=L光纤的损耗限制了光信号的传播距离。光纤的特性分析44.光纤的传输特性1.已知光纤输入功率为10mw，以一根长为5km损耗系数为0.4dB/km的光纤传输，求光纤输出功率为多少dBm

？课堂练习1计算公式：10log（甲功率/1mw）1.已知光纤输入功率为10mw，以一根长为5km损耗系数为0.4dB/km的光纤传输，求光纤输出功率为多少dBm

？课堂练习1课堂练习注入单模光纤的LD功率为1mW，在光纤输出端光电探测器要求的最小光功率是10nW，在1.31μm波段工作，光纤的衰减系数是0.2dB/km,请问无中继的最大光纤长度是多少？解：课堂练习注入单模光纤的LD功率为1mW，在光纤输出端光电探测器要求的最小光功率是10nW，在1.31μm波段工作，光纤的衰减系数是0.2dB/km,请问无中继的最大光纤长度是多少？解：实际上，还要考虑连接损耗和富余度。光纤有三个低损耗区域（工作窗口）：

0.85μm、1.31μm和1.55μm。

（2）光纤的色散特性----时延差，扩展光纤的色散限制了码速率和传输距离。色散的类型：模式色散：由不同传播模式间的相位常数差异引起的色散色度色散:光源中不同波长的光传输的时间延迟不同引起的。（材料色散、波导色散）光纤的特性分析4光纤的色散光纤的色散大小顺序：模式色散>材料色散>波导色散对于多模光纤，模式色散是主要的.对于单模光纤，由于只有一个模式在光纤