光通信培訓(xùn)課件

2023光通信培訓(xùn)課件contents目錄光通信基礎(chǔ)知識(shí)光通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)光通信關(guān)鍵技術(shù)光通信設(shè)備介紹光通信鏈路設(shè)計(jì)光通信發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)01光通信基礎(chǔ)知識(shí)光通信發(fā)展歷程1970年代第一套光纖通信實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)建成。1960年代激光的發(fā)明為光通信奠定了基礎(chǔ)。1980年代光纖通信商業(yè)化，開(kāi)始大規(guī)模應(yīng)用。2000年代至今光通信進(jìn)入全光網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)推動(dòng)其發(fā)展。1990年代光通信技術(shù)飛速發(fā)展，傳輸速率和傳輸距離大幅提升。1光通信基本原理23激光器利用光學(xué)諧振腔產(chǎn)生相干光，通過(guò)調(diào)制器對(duì)光信號(hào)進(jìn)行調(diào)制后發(fā)射。光的產(chǎn)生和發(fā)射光在光纖中傳播，利用光的全反射原理保持信號(hào)穩(wěn)定傳輸。光的傳播接收端接收到光信號(hào)后，通過(guò)光檢測(cè)器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再進(jìn)行解調(diào)和處理。光的接收和檢測(cè)光通信系統(tǒng)組成光源和光發(fā)射器：產(chǎn)生并調(diào)制光信號(hào)。光接收器和光檢測(cè)器：接收并檢測(cè)光信號(hào)。光纖或光纜：傳輸光信號(hào)。數(shù)字信號(hào)處理器：對(duì)接收到的電信號(hào)進(jìn)行處理和還原。02光通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)傳送網(wǎng)是光通信網(wǎng)絡(luò)的核心組成部分，負(fù)責(zé)長(zhǎng)距離、大容量的數(shù)據(jù)傳輸。傳送網(wǎng)架構(gòu)傳送網(wǎng)概述傳送網(wǎng)架構(gòu)主要由網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)、傳輸設(shè)備和光纜組成。傳送網(wǎng)架構(gòu)組成傳送網(wǎng)主要采用的技術(shù)包括SDH（同步數(shù)字層次結(jié)構(gòu)）、WDM（波分復(fù)用）和OTN（光傳送網(wǎng)）等。傳送網(wǎng)技術(shù)數(shù)據(jù)網(wǎng)是光通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的處理和傳輸。數(shù)據(jù)網(wǎng)概述數(shù)據(jù)網(wǎng)架構(gòu)主要由路由器、交換機(jī)、服務(wù)器等設(shè)備組成。數(shù)據(jù)網(wǎng)架構(gòu)組成數(shù)據(jù)網(wǎng)主要采用的技術(shù)包括TCP/IP協(xié)議、路由協(xié)議、VPN（虛擬專用網(wǎng)絡(luò)）等。數(shù)據(jù)網(wǎng)技術(shù)數(shù)據(jù)網(wǎng)架構(gòu)接入網(wǎng)架構(gòu)接入網(wǎng)架構(gòu)組成接入網(wǎng)架構(gòu)主要由OLT（光線路終端）、ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）和ODN（光分配網(wǎng)絡(luò)）等組成。接入網(wǎng)技術(shù)接入網(wǎng)主要采用的技術(shù)包括EPON（以太網(wǎng)無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）、GPON（吉比特?zé)o源光網(wǎng)絡(luò)）和FTTx（光纖到戶）等。接入網(wǎng)概述接入網(wǎng)是光通信網(wǎng)絡(luò)的末端組成部分，負(fù)責(zé)將用戶接入到網(wǎng)絡(luò)中。03光通信關(guān)鍵技術(shù)WDM（WavelengthDivisionMultiplexing）技術(shù)即波分復(fù)用技術(shù)，是光通信領(lǐng)域中的一種關(guān)鍵技術(shù)?？偨Y(jié)詞WDM技術(shù)是一種將不同波長(zhǎng)的光波組合在一起，通過(guò)同一根光纖進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)。它能夠顯著提高光纖的傳輸容量和利用率，被廣泛應(yīng)用于長(zhǎng)途干線、城域網(wǎng)和接入網(wǎng)等光通信領(lǐng)域。詳細(xì)描述WDM技術(shù)總結(jié)詞SDH（SynchronousDigitalHierarchy）技術(shù)是一種同步數(shù)字傳輸體制，是光通信領(lǐng)域中的另一種關(guān)鍵技術(shù)。詳細(xì)描述SDH技術(shù)采用同步復(fù)用方式，將低速信號(hào)復(fù)用成高速信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)高效、靈活的數(shù)據(jù)傳輸。它能夠提供多種業(yè)務(wù)接口，支持語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像等多媒體信息的傳輸，被廣泛應(yīng)用于電信、廣電、電力等領(lǐng)域。SDH技術(shù)總結(jié)詞OTN（OpticalTransportNetwork）技術(shù)是一種基于波分復(fù)用技術(shù)的光傳送網(wǎng)絡(luò)，是光通信領(lǐng)域中的又一種重要技術(shù)。詳細(xì)描述OTN技術(shù)采用波長(zhǎng)通道作為基本單位，實(shí)現(xiàn)了對(duì)信號(hào)的透明傳輸和多層次監(jiān)視管理。它不僅能夠提供大顆粒度的帶寬調(diào)度和保護(hù)，還能夠支持多種業(yè)務(wù)類型和協(xié)議，被廣泛應(yīng)用于骨干網(wǎng)和城域網(wǎng)等光通信領(lǐng)域。OTN技術(shù)04光通信設(shè)備介紹光源發(fā)射機(jī)的主要元件，將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)。光調(diào)制器將電信號(hào)調(diào)制到光波上，使其攜帶有用信息。激光二極管基于半導(dǎo)體材料制造，具有高亮度、單色性好等優(yōu)點(diǎn)。電光調(diào)制器利用電光效應(yīng)，通過(guò)改變光波相位或偏振狀態(tài)實(shí)現(xiàn)調(diào)制。發(fā)光二極管低功耗、低成本，適用于短距離通信。聲光調(diào)制器利用聲光效應(yīng)，通過(guò)改變光波衍射特性實(shí)現(xiàn)調(diào)制。發(fā)射機(jī)設(shè)備接收機(jī)設(shè)備PIN光電二極管：高靈敏度、響應(yīng)速度快。前置放大器：對(duì)光電檢測(cè)器輸出的微弱電信號(hào)進(jìn)行放大，便于后續(xù)處理。跨阻放大器：將微弱電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。光檢測(cè)器：將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。APD雪崩光電二極管：高靈敏度、低噪聲。低噪聲放大器：降低噪聲系數(shù)，提高信噪比。010203040506復(fù)用設(shè)備解復(fù)用技術(shù)基于波長(zhǎng)或頻率選擇開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)多路分離。解復(fù)用器將傳輸?shù)浇邮斩说墓庑盘?hào)分離出不同的波長(zhǎng)或頻率成分。頻分復(fù)用技術(shù)基于頻率選擇開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。光分復(fù)用器將多個(gè)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)合并到同一光纖中進(jìn)行傳輸。波分復(fù)用技術(shù)基于波長(zhǎng)選擇開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用。05光通信鏈路設(shè)計(jì)確?？煽啃栽O(shè)計(jì)時(shí)需要考慮到光通信鏈路的可靠性，包括使用具有高穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命的光纖和光器件，以及采用備份和保護(hù)措施以防止故障。鏈路設(shè)計(jì)基本原則優(yōu)化性能為了確保高速數(shù)據(jù)傳輸，光通信鏈路設(shè)計(jì)需要優(yōu)化傳輸性能，包括選擇合適的光源和光放大器，以及采用高速調(diào)制格式和編碼技術(shù)。降低成本設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮成本效益，包括使用低成本的光纖和光器件，以及優(yōu)化傳輸距離和帶寬利用率以提高傳輸效率。城市骨干網(wǎng)需要支持大量用戶和各種業(yè)務(wù)需求，因此設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮大容量、高可靠性和低延遲。使用波分復(fù)用技術(shù)可以提高傳輸容量，采用光子集成技術(shù)和自動(dòng)重配置技術(shù)可以提高可靠性和靈活性。城市骨干網(wǎng)設(shè)計(jì)電力通信網(wǎng)需要支持電力系統(tǒng)的運(yùn)行和控制，因此設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮高可靠性和安全性。使用具有高穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命的光纖和光器件，以及采用備份和保護(hù)措施以防止故障。電力通信網(wǎng)設(shè)計(jì)鏈路設(shè)計(jì)實(shí)例分析故障定位當(dāng)光通信鏈路出現(xiàn)故障時(shí)，需要進(jìn)行故障定位，包括檢查光纖和光器件的連接是否正常，以及檢查光信號(hào)的質(zhì)量和傳輸速率是否符合要求。故障排除根據(jù)故障定位的結(jié)果，采取相應(yīng)的措施進(jìn)行故障排除，包括重新連接光纖和光器件，更換損壞的光纖和光器件，以及調(diào)整光信號(hào)的質(zhì)量和傳輸速率。故障處理流程方法06光通信發(fā)展趨勢(shì)與挑戰(zhàn)高速光傳輸技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新01隨著信息技術(shù)的發(fā)展，光通信在傳輸速率和傳輸距離上不斷突破，以滿足日益增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)傳輸需求。光通信發(fā)展趨勢(shì)5G推動(dòng)光通信發(fā)展025G技術(shù)的推廣和應(yīng)用對(duì)光通信提出了更高的要求，促進(jìn)了光通信技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算推動(dòng)光通信發(fā)展03隨著物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的快速發(fā)展，光通信在連接數(shù)量和傳輸速率上得到了進(jìn)一步提升。5G網(wǎng)絡(luò)需要更高的帶寬來(lái)滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?。大帶寬需?G網(wǎng)絡(luò)要求更低的時(shí)延以滿足實(shí)時(shí)通信的需求。低時(shí)延要求5G網(wǎng)絡(luò)需要更高的可靠性以保證服務(wù)的