光纜線路維護及技術

,,通信光纜線路施工與運行維護專項技術2023年十月1近年來，伴隨通信事業(yè)的飛速進展，光纜線路設備量日益劇增。為滿足通信傳輸容量增長的需求和用戶對通信的高質量要求，工業(yè)和信息化部對光纜線路工程安裝與維護質量提出了新的要求，通信運營商對工程安裝和運維質量制定新的指標。為此，這次組織從事線路安裝、維護人員對通信光纜線路安裝與維護技術進展系統(tǒng)的培訓，是引導推動光纖通信網絡建設及運維質量，提高通信網絡建設施工與運維人員的素養(yǎng)和水平，其目的在于標準通信領域線路工程安裝質量與維護標準，更好地為通信運營供給優(yōu)質的網絡效勞。由于線路專業(yè)學問構造龐雜，線路專業(yè)技術都呈現(xiàn)放射狀而放射到其他領域。作為線路維護人員，不僅要懂得線路維護行業(yè)、本崗位的專業(yè)技能和學問，還要懂得作為社會人所應具備的其他學問和技能，使自己成為復合型人才。序言2當前，新的通信技術在不斷更新，通信工程、維護質量標準逐年提高，而本錢在不斷壓縮。如何保障通信工程、維護隊伍的新穎活力？這就要求我們要有打算對通信施工及維護人員進展業(yè)務提升培訓，加強對通信施工及維護人員在學習力、學問力和技能水平提升的訓練，使通信施工及維護人員自身的學問、技能、素養(yǎng)逐步適應新維護標準和通信生產進展的需要。培訓,一是直接提高治理者力量水平和員工技能；二是為企業(yè)供給新的工作思路、學問、信息、技能。是增長員工才能和敬業(yè)、創(chuàng)新精神的根本途徑和極好方式，是最為重要的人力資源開發(fā)，是比物質資本投資更重要的人力資本投資。此次，培訓內容根本依據(jù)“理論聯(lián)系實際、學用全都、按需施教、講求實效”的原則，從而有效的促進維護人員職業(yè)化所需要的綜合素養(yǎng)和力量的全面提高。3通信光纜線路運行維護當前存在的問題1.維護治理思路和市場經濟的進展存在差距，并且相對滯后(代維的機制、標準、方法及步驟沒有完善，代維的市場需要差異化治理〕；5.通信根本建設設計和施工治理不夠合理；2.根底維護手段達不到通信網絡的維護要求〔全電網絡：面對技術和設備；光電、全光網絡：面對網絡—穩(wěn)定，面對客戶—需求，和外部環(huán)境—外力影響〕；3.維護從業(yè)人員上升過快，缺少上崗培訓，根底業(yè)務素養(yǎng)偏低，造成通信網維護質量不高；4.通信設備根底資料，資源治理不完善；4學問面廣；學問點較多；學問難度低；嫻熟把握困難。學問點高；學問抽象；光纜接續(xù)、測試與割接需要專業(yè)培訓。建立：有效機制，完善標準，先進方法，優(yōu)化步驟。日常維護：擅長觀看，擅長覺察，擅長思考，擅長甄別。宣傳聯(lián)系：提高智商，進展情商。外力防護：防范措施到位，防止故障擴大化。1.通信線路學問特點2.光纖、光纜學問特點3.光纜線路維護工作根本點5第一局部--綜述其次局部--光纖和光纜第三局部--通信光纜線路的建設程序及施工預備第四局部--光纜線路的敷設安裝與防護培訓內容第五局部--光纜接續(xù)與監(jiān)測第六局部--光纜線路工程檢測與竣工驗收第七局部--光纜線路的維護第八局部--光纜線路技術修理根本技能6第一局部綜述光纖通信的進展歷史和現(xiàn)狀1現(xiàn)代通信網絡2光纖通信的特點有哪些3光纖通信系統(tǒng)45無源光網絡(PON)7光纖通信進展的歷史和現(xiàn)狀光纖通信，是指一種利用光與光纖傳遞信息的一種方式。屬于有線通信的一種。光經過調制后便能攜帶信息。自1980年月起，光纖通信系統(tǒng)對于電信工業(yè)產生了革命性的作用，同時也在數(shù)字時代里扮演特別重要的角色。光纖通信具有傳輸容量大，保密性好等很多優(yōu)點。光纖通信現(xiàn)在已經成為當今最主要的有線通信方式。將需傳送的信息在發(fā)送端輸入到發(fā)送機中，將信息疊加或調制到作為信息信號載體的載波上，然后將已調制的載波通過傳輸媒質傳送到遠處的接收端，由接收機解調出原來的信息。利用光纖做為通信之用通常應具備以下幾個根本條件：1.以放射器產生光信號。2.以光纖傳遞光信號，同時必需確保光信號在光纖中不會衰減或是嚴峻變形。3.以接收器接收光信號，并且轉換成電信號。8古代希臘的一位吹玻璃工匠觀看到，光可以從玻璃棒的一端傳輸?shù)搅硪欢恕?930年，有人拉出了石英細絲，人們就把它稱為光導纖維，簡稱光纖或光波導，并論述了它傳光的原理。接著，這種玻璃絲存一些光學機械設備和醫(yī)療設備(如胃鏡)中得到應用。光纖是現(xiàn)代通信網中傳輸信息的主要媒質。光纖通信作為一項新興的通信技術，從一開頭就顯示出無比的優(yōu)越性，引起人們的極大興趣和關注；在短短的四十幾年中，獲得了快速的進展。光纖通信之所以能夠成功，主要得益于超純石英玻璃纖維和半導體激光器的研制成功。早在1966年，英籍華人高錕他大膽地提出了人們應當能夠發(fā)送高速信息光脈沖到一根纖細的玻璃中的概念，并且做了一系列試驗，證明這是可以實現(xiàn)的。接著，1970年美國康寧公司生產出了低損耗光纖，光纖損耗從當時的每千米幾千dB下降到20dB，GaAlAs半導體激光器也在同年實現(xiàn)了室溫下連續(xù)工作，從而揭開了光纖通信的序幕。9在高錕早期的試驗中，光纖的損耗約為3000dB／km，而光源也是性能并不優(yōu)良的發(fā)光二極管。今日，小于0.4dB／km的光纖己被廣泛安裝使用，而調制速率超過每秒上千兆比特的近紅外半導體激光器也已商品化。低損耗光纖和連續(xù)振蕩半導體激光器的研制成功，是光纖通信進展的重要里程碑。20世紀90年月，摻鉺光纖放大器(EDFA)的應用快速得到了普及，用它可替代光一電一光再生中繼器，同時可對多個155nm波段的光信號進展放大，從而使波分復用(wDM)系統(tǒng)得到普及。進入21世紀以來，由于多種先進的調制技術、超強FEC糾錯技術、電子色散補償技術和偏振復用相干檢測等一系列新技術的突破和成熟，以及有源和無源器件集成模塊的大量問世，消失了以40Gb／s和100Gb／s為根底的WDM系統(tǒng)的應用。下一代高速相干光通信系統(tǒng)的目標是每信道的傳輸速率超過100Gb／s。’10現(xiàn)代通信網絡1.通信系統(tǒng)的根本組成實現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術設備和傳輸媒質的總和稱為通信系統(tǒng)。以根本的點對點通信為例，通信系統(tǒng)的的根本形式是在信源與信宿之間建立一個傳輸〔轉移〕信息的通道〔信道〕，實現(xiàn)信息的傳輸。〔通常也稱為一般模型〕如下圖。信息信號信號信息信源變換器信道交換設備信道反變換器信宿干擾源基本通信系統(tǒng)模型信息：包括聲音、圖形、圖像、文字等，信號：隨信息做相應變化的電壓或電流〔也可以是光〕。根本通信系統(tǒng)模型中各局部的功能如下：〔1〕信源：是指發(fā)出信息的信息源，或者說是信息的發(fā)出者。11〔2〕變換器：變換器的功能是把信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘?。?〕信道：信道是信號傳輸媒介的總稱?！?〕反變換器：反變換器是變換器的逆變換?！?〕信宿：是指信息傳送的終點，也就是信息接收者?！?〕噪聲源：噪聲源并不是一個人為實現(xiàn)的實體，但在實際通信系統(tǒng)中又是客觀存在的。現(xiàn)代通信系統(tǒng)主要借助電磁波在自由空間的傳播或在導引媒體中的傳輸機理來實現(xiàn)，前者稱為無線通信系統(tǒng)，后者稱為有線通信系統(tǒng)。當電磁波的波長到達光波范圍時，這樣的通信系統(tǒng)特稱為光通信系統(tǒng)，由于光的導引媒體承受特制的玻璃纖維，因此有線光通信系統(tǒng)又稱光纖通信系統(tǒng)。12由于人們對通信的容量要求越來越高,對通信的業(yè)務要求越來越多樣化,所以通信系統(tǒng)正快速向著寬帶化方向進展，而光纖通信系統(tǒng)將在通信網中發(fā)揮越來越重要的作用。通信系統(tǒng)只能實現(xiàn)兩個用戶間的單向通信,要實現(xiàn)雙向通信還需要另外一個通信系統(tǒng)完成相反方向的信息傳遞工作。而要實現(xiàn)多個用戶間的通信，則需要將多個通信系統(tǒng)有機地組成一個整體,使它們能協(xié)同工作，即形成通信網。⒊通信網的構成和分類⑴通信網的構成一個完整的通信網包括硬件和軟件。通信網的硬件通常是由用戶終端設備、傳輸系統(tǒng)、交換系統(tǒng)三大局部組成。為了使全網協(xié)調合理地工作，還要有各種規(guī)定，如信令方案、各種協(xié)議、網路構造、路由方案、編號方案、資費制度與質量標準等，這些均屬于軟件。13基于通信網的根本構造，可以得出構成通信網的根本要素是終端設備、傳輸鏈路、轉接交換設備及接入局部。終端設備是通信網中的源點和終點，它除對應于信源和信宿之外，還包括了一局部變換和反變換裝置。不同的通信業(yè)務，對應有不同的終端設備。如：業(yè)務的終端設備就是機；數(shù)據(jù)業(yè)務的終端設備就是數(shù)據(jù)終端。傳輸鏈路是網絡節(jié)點的連接媒介，是信息和信號的傳輸通路。它除對應于信道部特別，還包括一局部變換和反變換裝置，如明線傳輸、載波傳輸系統(tǒng)、數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)、光纖傳輸系統(tǒng)及衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)等，都可作為通信網傳輸鏈路的實現(xiàn)方式。轉接交換設備是現(xiàn)代通信網的核心。它的根本功能是完成接入交換節(jié)點鏈路的集合，轉接接續(xù)和安排。目前主要承受的是接續(xù)通話電路的電路交換方式，還有類似電報傳送的報文交換方式，以及分組交換方式。接入局部是業(yè)務節(jié)點接口和用戶網絡接口之間的傳送實體，通過標準接口將用戶接入到業(yè)務節(jié)點。14實際通信網的構成如以下圖:用戶終端設備交換系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)⑵通信網的分類通信網的劃分方法很多，可按用途來劃分，也可按傳輸信號的特征來劃分等等。依據(jù)所能實現(xiàn)的業(yè)務種類，通信網可以劃分為通信網、數(shù)據(jù)通信網以及播送電視網等；依據(jù)網絡所效勞的范圍，通信網可以劃分為本地網、長途網及國際網等。15⒋通信網的根本拓撲構造網絡的物理拓撲泛指網絡的外形，即網絡結點和傳輸線路的幾何排列，它反映了物理上的連接性。除了最簡潔的點到點的物理拓撲外，網絡物理拓撲一般有5種類型，如線形、星形、樹形、環(huán)形、網孔形。網絡的物理拓撲：線形

(a)1.線形將通信網的全部站點串聯(lián)起來，并使首末兩個點開放，就形成了線形拓撲。在這種拓撲構造中，要使兩個非相鄰點之間完成連接，其間的全部點都必需完成連接功能。這是SDH早期應用的比較經濟的網絡拓撲形式，首末兩端使用終端復用器(TM)，中間各點使用分插復用器(ADM)。162.星形當通信網的全部點中有一個特殊的點與其余點以輻射的形式直接相連，而其余點之間相互不能直接相連時，就形成了星形拓撲，又稱樞紐形拓撲。在這種拓撲構造中，除了特殊點外的任意兩點間的連接都是通過特殊點進展的，特殊點為經過的信息流進展路由選擇并完成連接功能。這種網絡拓撲可以將特殊點(樞紐站)的多個光纖終端綜合成一個，具有敏捷的帶寬治理，能節(jié)省投資和運營本錢，但是在特殊點存在失效問題和瓶頸問題。(b)網絡的物理拓撲：星形173.樹形將點到點拓撲單元的末端點連接到幾個特殊點就形成樹形拓撲。樹形拓撲可以看成是線形拓撲和星形拓撲的結合。這種拓撲構造在特殊點也存在瓶頸問題和光功率預算限制問題，特殊適用于播送式業(yè)務，但不適用于供給雙向通信業(yè)務。4.環(huán)形將通信網的全部站點串聯(lián)起來首尾相連，而且沒有任何點開放，就形成了環(huán)形網。將線形構造的兩個首尾開放點相連就變成了環(huán)形網。在環(huán)形網中，要完成兩個非相鄰點之間的連接，這兩點之間的全部點都必需完成連接功能。環(huán)形網的最大優(yōu)點是具有很高的網絡生存性，因而在SDH網中受到特殊的重視。(c)網絡的物理拓撲：樹形(d)網絡的物理拓撲：環(huán)形

185.網孔形當通信網的很多點直接互連時就形成了網孔形拓撲。假設全部的點都直接互連時就稱為抱負的網孔形。在非抱負的網孔形中，沒有直接相連的兩個點之間需要經由其它點的轉接功能才能實現(xiàn)連接。網孔形的優(yōu)點是不存在如星形拓撲那樣的瓶頸問題和失效問題，兩點間有多種路由可選；缺點是構造簡單、本錢較高。網絡的物理拓撲：網孔形(e)上述的拓撲構造都有各自的特點，在網中都有不同程度的應用。網絡拓撲的選擇要考慮的因素很多，如網絡的生存性是否高，網絡配置是否簡潔，網絡構造是否適于引進新業(yè)務等。一個實際網絡的不同局部適宜承受的拓撲構造也有可能不同，例如本地網適宜承受環(huán)形和星形拓撲構造，有時也可用線形拓撲，市內局間中繼網適宜承受環(huán)形和線形拓撲，而長途網可能承受網孔形拓撲。19⒌現(xiàn)代通信網的進展傳統(tǒng)通信系統(tǒng)由傳輸、交換、終端三大局部組成。其中傳輸與交換局部組成通信網絡，傳輸局部為網絡的鏈路(Link)，交換局部為網絡的節(jié)點〔Node〕。隨著通信技術的進展與用戶需求日益多樣化，現(xiàn)代通信網正處在變革與進展之中，網絡類型及所供給的業(yè)務種類不斷增加和更新，形成了簡單的通信網絡體系。為了更清晰地描述現(xiàn)代通信網絡構造，在此引入了網絡分層的概念，現(xiàn)代通信網可以分為3層：第一層：通信根底網其次層：業(yè)務網第三層：應用層為了支持各層網絡的有效運行和治理，還需要有支撐網〔信令網、同步網、電信治理網〕的介入，這些支撐網可以為通信網的某一層或多層效勞。20⑴通信根底網又可稱為傳送網。為簡化描述，我們可將通信根底網簡潔看成是一個以光纖、微波接力、衛(wèi)星傳輸為主的傳輸網絡。在這個傳輸網絡的根底上，依據(jù)業(yè)務節(jié)點設備類型的不同，可以構建成不同類型的業(yè)務網。通信根底網的帶寬正在不斷拓寬，將逐步成為將來信息高速大路的傳輸平臺。對通信根底網的描述同樣引入了網絡分層概念，通信根底網也可以分為3層：第一層：傳輸媒介：目前主要有微波、通信衛(wèi)星、光纖等。其次層：傳輸系統(tǒng)：包括傳輸設備和傳輸復用設備。攜帶信息的基帶信號一般不能直接加到傳輸媒介上進展傳輸,需要有傳輸設備將它們轉換為適合在傳輸媒介上進展傳輸?shù)男盘?。第三層：傳送網節(jié)點設備：網絡節(jié)點設備主要為配線架和數(shù)字穿插連接設備(ＤＸＣ)、光穿插連接設備(OＸＣ),其主要任務是實現(xiàn)根底網傳輸電路的電路調度、故障切換和分別業(yè)務。21⑵業(yè)務網是向用戶供給諸如、數(shù)據(jù)、圖像等各種電信業(yè)務的網絡。業(yè)務網包括網、數(shù)據(jù)網、智能網、移動通信網等。⑶支撐網是使業(yè)務網正常運轉，增加網絡功能，提高全網效勞質量，以滿足用戶需求的網絡。在各個支撐網中傳送相應的掌握、檢測信號。支撐網包括信令網、同步網和電信治理網?，F(xiàn)代通信網的將來進展趨勢可概括為“六化”，即通信技術數(shù)字化、通信業(yè)務綜合化、網絡互通融合化、通信網絡寬帶化、網絡治理智能化和通信效勞個人化。⒍現(xiàn)代通信傳輸技術信息需要在肯定的物理媒質中傳播，我們將這種物理媒質稱為傳輸媒質。傳輸媒質是傳遞信號的通道，供給兩地之間的傳輸通路。傳輸從大的分類上來區(qū)分有兩種，一種是電磁信號在自由空間中傳輸，這種傳輸方式叫做無線傳輸；另一種是電磁信號在某種傳輸線上傳輸，這種傳輸方式叫做有線傳輸。22常用的傳輸媒質目前主要有：⑴微波微波通信技術問世已半個多世紀，它是在微波頻段通過地面視距進展信息傳播的一種無線通信手段。⑵衛(wèi)星衛(wèi)星通信是在微波中繼通信的根底上進展起來的。它是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉發(fā)無線電波，從而實現(xiàn)兩個或多個地面站之間的通信?！?〕光纖光纖是光導纖維的簡稱。光纖通信是以激光為載波，以光纖為傳輸媒質的一種通信方式。光波的波長為微米級，紫外線、可見光、紅外線屬于光波范圍。目前光纖通信使用的波長多為近紅外區(qū)內，即波長為850nm、1310nm和1550nm的三個傳輸窗口。光纖具有傳輸容量大、傳輸損耗低、抗電磁干擾力量強、易于敷設和資源豐富等眾多優(yōu)點，可廣泛用于越洋通信、長途干線通信、市話通信和計算機網絡等很多需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊稀?37.三代通信網絡介紹通信網絡的進展已經受了兩代，第一代網絡節(jié)點用電纜互連在一起，其中電纜是一種窄帶線路，它的容量有限，這是全電網絡。用局部光纜取代電纜構成的網絡，這是現(xiàn)在正被廣泛使用的其次代網絡，因節(jié)點內仍是對電信號進展交換，所以稱為電光網絡。全部節(jié)點被不連續(xù)的光纜連接起來，節(jié)點內只對光信號進展交換，這就是將來的第三代網絡，即全光網絡。全光網絡是光在傳輸、放大、中繼、光存儲、上下話路、分組交換、復用和解復用過程中完全是在光頻范圍內進展處理的網絡，目前局部功能已實現(xiàn)全光處理。24第一代網絡是電纜傳輸?shù)牡退僖蕴W、信令環(huán)和信令總線；其次代網絡是光纖傳輸?shù)腟DH網；第三代網絡就是將來的全光網絡。WDM技術加上全光節(jié)點技術才是全光網絡。全光網絡最重要的優(yōu)點是它的開放性。全光網絡本質上是完全透亮的，即對不同速率、協(xié)議、調制頻率和制式的信號同時兼容，并允許幾代設備(PDH／SDH／ATM。)共存，并共同使用同一個光纖根底設施。全光網絡在構造上特別敏捷，因此可以隨時增加一些新節(jié)點，包括增加一些無源分路／合路器和短光纖，而不必安裝另外的切換節(jié)點或者長光纜。全光網絡與電光網絡的顯著不同之處在于它具有最少量的電／光和光／電轉換。最重要的是沒有一個節(jié)點為其他節(jié)點傳輸和處理信息效勞。但是由于技術上的緣由，不行能完全是全光節(jié)點，在多級全光中繼放大后，也需要電中繼放大級來濾除累積的噪聲；即使在全光節(jié)點內，也一時離不開電子電路掌握。所以，ITU--T稱下一代網絡為光傳送網(OTN)，有時人們也稱之為光互聯(lián)網。25光纖通信的特點光纖通信的主要特點：一是用光波作為載波傳輸信號，即傳輸?shù)氖枪庑盘?；二是用光導纖維構成的光纜作為傳輸線路，即以光纖作為媒質傳輸手段。因此，在光纖通信中起主導作用的是產生光波的激光器和傳輸光波的光導纖維。激光可以運載巨大的信息量。光纖是一種介質光波導，具有把光封閉在其中并沿軸向進展傳播的導波構造。它是由直徑只有125μm的細玻璃絲構成。光纖通信之所以能夠飛速進展和受到人們的極大重視，這是由于和其它通信手段相比，具有無以倫比的優(yōu)越性而打算的。光纖通信作為信息化的主要技術支柱之一，必將成為21世紀最重要的戰(zhàn)略性產業(yè)。26光纖通信技術和計算機技術是信息化的兩大核心支柱，計算機負責把信息數(shù)字化，輸入網絡中去；光纖則是擔負著信息傳輸?shù)闹厝?。當代社會和經濟進展中，信息容量日益劇增，為提高信息的傳輸速度和容量，光纖通信被廣泛的應用于信息化的進展，成為繼微電子技術之后信息領域中的重要技術。光纖通信的優(yōu)點：⑴傳輸頻帶寬、通信容量大；⑵傳輸損耗低,中繼距離長；⑶不受電磁干擾；(4)線徑細、重量輕;(5)資源豐富;(6)抗腐蝕;(7)安全保密。27⒉存在著缺乏固然，在光纖通信中,同樣也存在著很多缺乏。⑴光纖性質脆，需要適當?shù)赝糠蠹右詯圩o。此外,為了保證能承受肯定的敷設張力，在光纖構造上也需要多加考慮。⑵切斷和連接光纖時，需要高精度的切斷接續(xù)技術,這在電纜連接時是不需要的。⑶分路耦合不便利。⑷光纖不能輸送中繼器所需要的電能。⑸彎曲半徑不宜太小。光纖通信盡管存在上述問題,但是隨著技術的不斷進展都使之得以解決,不影響光纖的廣泛應用。28最根本的光纖通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學信道和光接收機組成。其中數(shù)據(jù)源包括全部的信號源，它們是話音、圖象、數(shù)據(jù)等業(yè)務經過信源編碼所得到的信號；光發(fā)送機和調制器則負責將信號轉變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘?，先后用過的光波窗口有0.85nm、1.31nm和1.55nm。光學信道包括最根本的光纖，還有中繼放大器EDFA等；而光學接收機則接收光信號，并從中提取信息，然后轉變成電信號，最終得到對應的話音、圖象、數(shù)據(jù)等信息。依據(jù)通信系統(tǒng)信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，可以相應地把通信系統(tǒng)分成兩類：即模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)。信道中傳輸模擬信號的系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)，傳輸數(shù)字信號的系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。應當指出，模擬通信與數(shù)字通信是依據(jù)信道中的信號而不是依據(jù)信源輸出的原始信號來劃分的，因此數(shù)字通信系統(tǒng)也可以用來傳送模擬的原始信號。光纖通信系統(tǒng)29光纖傳輸系統(tǒng)是數(shù)字通信的抱負通道。與模擬通信相比較，數(shù)字通信有很多的優(yōu)點，靈敏度高、傳輸質量好。因此，大容量長距離的光纖通信系統(tǒng)大多承受數(shù)字傳輸方式。數(shù)字通信具有如下的優(yōu)點：⑴抗噪聲性能好；⑵便于使用現(xiàn)代計算技術對所傳輸?shù)男畔⑦M展處理；⑶數(shù)字信號易于進展加密。有利于實現(xiàn)保密通信；⑷設備制造簡潔。數(shù)字通信系統(tǒng)中用的大局部是數(shù)字電路。近年來,由于生產技術的進展,幾乎全部的數(shù)字電路都實現(xiàn)了集成化,大規(guī)模集成電路已普遍應用。因而數(shù)字通信的設備簡潔做到體積小,功耗低，制造簡潔，牢靠性高。固然，數(shù)字通信也有肯定的缺點,即它全部的系統(tǒng)帶寬要比模擬通信寬。以為例,一路模擬通常只占4kHz帶寬,但一路數(shù)字可能要占20--60kHz的帶寬。301.光纖通信系統(tǒng)構成⑴光纖通信系統(tǒng)根本組成光纖通信系統(tǒng)是光波作載波,以光纖作為傳輸線路的通信系統(tǒng)。目前有用的光纖通信系統(tǒng),一般承受的是數(shù)字編碼、強度調制——直接檢波通信系統(tǒng)。它由常規(guī)的電端機、光端機、光中繼器及光纖傳輸線路所組成,如以下圖所示。該系統(tǒng)可分為三大局部：光發(fā)送、光傳輸和光接收，光發(fā)送完成電光轉換任務，光傳輸局部的作用是把光信號從發(fā)送端傳到接收端，光接收完成光電轉換任務。強度在這里指導光強,即單位面積上的光功率,強度調制是指用信號去直接調制光源的光強,使之隨信號電流成線性變化；直接檢波是指信號直接在接收機的光頻上檢測為電信號。31根本光纖通信系統(tǒng)原理圖32下面簡要地介紹各根本組成局部的工作狀況：〔1〕光發(fā)信機光發(fā)信機是實現(xiàn)電/光轉換的光端機。它由光源、驅動器和調制器組成。其功能是將來自于電端機的電信號對光源發(fā)出的光波進展調制，成為已調光波，然后再將已調的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸?！?〕光收信機光收信機是實現(xiàn)光/電轉換的光端機。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經光檢測器轉變?yōu)殡娦盘?，然后，再將這微弱的電信號經放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端機去。〔3〕電端機電端機是數(shù)字終端設備的簡稱，是組成光纖通信系統(tǒng)不行缺少的局部。一般來說，電端機包括PCM基群設備和高次群復用設備。33〔4〕光纖或光纜光纖或光纜構成光的傳輸通路。其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調光信號，經過光纖或光纜的遠距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務?！?〕中繼器中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖近行整形?！?〕光纖連接器、耦合器等無源器件由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的〔如3Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不行少的。34〔7〕光源和光電檢測器①光源在光纖通信系統(tǒng)中光源是光發(fā)送局部的“心臟”，是實現(xiàn)光纖通信的重要器件之一。對光源的要求是：壽命長，要求長達106小時〔100年以上〕；有足夠的輸出光功率；放射波長必需在低損耗傳輸窗口四周；發(fā)光面積和光束的發(fā)散角要小，譜線寬度要狹窄。為了滿足光纖通信系統(tǒng)對光源的要求，目前廣泛使用的光源有半導體發(fā)光二極管和半導體激光器，兩者各有優(yōu)缺點。激光器〔LD〕優(yōu)于發(fā)光二極管〔LED〕的方面是：a.激光器的響應速度較快，可用于較高的調制速度；b.激光器的光譜較窄，應用于單模光纖時，光在光纖中傳播引起的色散小，可用于大容量通信；c.耦合到光纖中的功率高，傳輸距離遠。35LD缺乏于LED的方面是：a.溫度特性差。由于激光器的輸出功率依靠于溫度，而發(fā)光二極管不是激光振蕩，無閾值電流、故其溫度特性好；b.易損壞，壽命短；c.激光器本錢高，價格昂貴。發(fā)光二極管廉價；d.LD調制線性不如LED。由于激光器與發(fā)光二極管各有其特點，所以目前在應用激光器的同時，也大量應用發(fā)光二極管。大容量、遠距離光纖通信宜用激光器；小容量、近距離通信，可用發(fā)光二極管。36②光電檢測器在光纖通信系統(tǒng)中，光電檢測器是把光纖輸出的光信號轉換為電信號。它是光接收機的關鍵元件，對光接收機的靈敏度和延長通信距離有著重要的影響。對光電檢測器的根本要求是：高效率，低噪聲，有足夠高的響應速度或足夠的帶寬，在工作波長上有足夠高的靈敏度，具有接收弱信號的力量；有良好的溫度特性和穩(wěn)定性；工作電壓盡量低，使用簡潔；體積小，壽命長。光電檢測器通常承受光電二極管。光電二極管利用了半導體結受光照之后鼓勵電子而形成電流的性質。只要有微弱的光，就能檢測很大的電流。372.長距離光纖通信系統(tǒng)〔有源系統(tǒng)〕在長途光纖通信系統(tǒng)中，每隔一段距離需設置中繼器，以把經過長距離傳輸衰減變得很微弱并畸變的光信號進展光檢測變成電信號，經放大整形再生后驅動光源，產生光信號再送入光纖傳輸，這就是傳統(tǒng)的光-電-光中繼器以下圖所示。38利用摻稀土光纖制作的光纖放大器，其中以摻鉺光纖放大器(EDFA)為主；尤其是EDFA已經成熟，其增益高、輸出功率大、噪聲低、帶寬大、碼速穿透，完全可代替光-電-光中繼器，正推動著光纖通信技術的革命—新一代全光通信技術，如以下圖所示。393.WDM系統(tǒng)〔有源系統(tǒng)〕把不同波長的光信號復用到一根光纖中進展傳送〔每個波長承載一個TDM電信號〕的方式統(tǒng)稱為波分復用。

波分復用是一種光纖傳輸技術，這種技術在一根光纖上使用不同的波長傳輸多種光信號。以下圖為WDM系統(tǒng)的示意圖，幾個或幾百個波長在單根光纖中一起傳輸，用EDFA中繼放大，使傳輸容量提高幾倍甚至幾百倍，代表著新一代高速大容量光纖通信技術的進展方向與爭論熱點。40一.PON技術的概念1.PON技術的概念以及特點無源光網絡〔PON〕(PassiveOpticalNetwork，無源光網絡)技術是一種一點到多點的光纖接入技術，它由局側的OLT〔光線路終端〕、用戶側的ONU〔光網絡單元〕以及ODN〔光安排網絡〕組成。所謂“無源”是指在ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器等無源器件組成。無源光網絡〔PON〕是一種純介質網絡，避開了外部設備的電磁干擾和雷電影響，削減了線路和外部設備的故障率，提高了系統(tǒng)牢靠性，同季節(jié)省了維護本錢，是通信行業(yè)長期期盼的技術。同有源系統(tǒng)比較，PON技術具有節(jié)省光纜資源、帶寬資源共享，節(jié)省機房投資，設備安全性高，建網速度快，綜合建網本錢低等優(yōu)點。無源光網絡(PON)412.分光比允許PON以肯定的分光比配置，從完全不分路(變成點對點系統(tǒng))到通過光損耗預算和PON協(xié)議規(guī)定的最大分路值。PON容量是共享的，所以分光比越大，每個ONU的平均可用帶寬就越小。同樣，分光損耗越大，留給光纜的光功率預算就越小，系統(tǒng)的有效范圍也就越小。但承受PON最主要的緣由是為了分擔饋線光纖和0LT的費用，所以分光比越大，系統(tǒng)所需器件的平均本錢就越小。不過，系統(tǒng)總本錢不會始終隨分光比的增大而減小。這是由于，對于給定的系統(tǒng)有效范圍，分光比越大，對光電器件的要求也越高，本錢也隨之增加。綜合以上因素，分光比為1：16～32是最經濟的，F(xiàn)SAN(全業(yè)務接入網論壇)規(guī)定最大分光比配置為1：64。423.PON技術的工作原理

〔1〕.工作原理框圖如下圖，PON系統(tǒng)由位于中心局端的一個光線路終端〔OLT〕和位于客戶端的一組關聯(lián)光網絡終端〔ONT〕組成，在它們之間是由光纖和無源分光器或連接器組成的光安排網絡〔ODN〕。

43〔2〕.基于TDM/TDMA的上行/下行流量治理。在PON中，OLT與ONU之間承受的數(shù)據(jù)傳輸方式包括WDM/WDMA、SCM/SCMA、CDM/CDMA和TCM/TCMA，實際應用中一般承受TDM/TDMA方式，圖說明在PON系統(tǒng)中從OLT到多個ONU其下行承受TDM〔時分復用)播送方式、上行承受TDMA〔時分多址〕方式的數(shù)據(jù)傳輸過程。TDM方式*在ONU注冊成動后安排一個唯一的LLID(規(guī)律鏈路標識)；*在每一個分組開頭之前添加一個LLID，替代以太網前導符的最終兩個字節(jié)；*OLT接收數(shù)據(jù)時比較LLID注冊列表，ONU接收數(shù)據(jù)時，僅接收符合自己的LLID的幀或者播送幀。44OLT接收數(shù)據(jù)前比較LLID注冊列表；每個ONU在由局方設備統(tǒng)一安排的時隙中發(fā)送數(shù)據(jù)幀；安排的時隙補償了各個ONU距離的差距，避開了各個ONU之間的碰撞TDMA方式45二.PON技術的分類以及在FTTx中的應用1.光纖接入程度FTTxFTTx接入程度分為FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH、FTTO、FTTF等。其中最主要的是FTTB〔光纖到大樓〕、FTTC〔光纖到路邊〕、FTTH〔光纖到用戶〕三種形式。隨著軟交換與光纜技術進一步成熟，F(xiàn)TTH將成為我們通信接入形式的最終目標。有源光纖接入技術如PDH、SDH、MSTP、點到點以太網系統(tǒng)因機房建設、有源設備建設、維護本錢高等緣由而漸漸被淘汰；PON技術則由于無源化帶來的維護本錢低，以及無機房建設產生的建設本錢低，愈加受到行業(yè)歡送。在目前眾多的光纖接入技術中，PON技術比較適合FTTH的大規(guī)模進展。46

2.各種PON技術的特點

PON技術始于20世紀80年月初，目前市場上的PON產品依據(jù)其承受的技術，主要分為APON／BPON〔ATMPON／寬帶PON〕、EPON〔以太網PON〕和GPON〔吉比特PON〕。

從長遠的業(yè)務進展趨勢看，ATM化的無源光網絡/寬帶無源光網絡〔APON/BPON〕可用帶寬遠遠不夠。以FTTC為例，盡管典型主干下行速率可達622Mbit/s，但分路后實際可分到每個用戶的帶寬將大大減小。按32路計算，每一個分支的可用帶寬僅剩19.5Mbit/s，再按