《通信線路應(yīng)用與維護(hù)》課件-第039講 復(fù)習(xí)課

第39講復(fù)習(xí)

光纖通信系統(tǒng)的基本構(gòu)成調(diào)制光源光電檢測放大恢復(fù)光發(fā)射機(jī)光纖光纜光接收機(jī)輸入電信號輸出電信號第1節(jié)光纖結(jié)構(gòu)和特性3（1）光纖導(dǎo)光原理--光波的折射與反射第1節(jié)光纖結(jié)構(gòu)和特性4（1）光纖導(dǎo)光原理--光波的全反射發(fā)生全反射是光波在光導(dǎo)纖維（即光纖）中有效傳輸?shù)牡谋匾獥l件。j0j’0Oj2=90°n2(玻璃)n1MM’NN’入射光反射光折射光j0j’0Oj2=90°n2n1MM’NN’入射光反射光折射光n1>n2第1節(jié)光纖結(jié)構(gòu)和特性5（2）光纖結(jié)構(gòu)單模光纖的纖芯為4μm～10μm，多模光纖的纖芯為50μm。包層位于纖芯的周圍，直徑d2=125μm涂覆后的光纖其外徑約1.5mm光纖通信的特點(diǎn)纖芯位于的中心部位成分是高純度SiO2摻有極少量摻雜劑（如GeO2,P2O5等），用于提高折射率n1包層位于纖芯的周圍成分也高純度SiO2同樣摻有極少量摻雜劑（如B2O3）,是本身折射率n2略小于n1（2）光纖結(jié)構(gòu)第1節(jié)光纖結(jié)構(gòu)和特性涂覆層位于光纖最外層分為一次涂覆層、緩沖層、二次涂覆層一次涂覆層為硅橡膠等材料緩沖層為填充油膏二次涂覆層為尼龍等高聚物作用是保護(hù)光纖不受水汽侵蝕和機(jī)械擦傷增加了光纖的機(jī)械強(qiáng)度和可彎曲性（2）光纖結(jié)構(gòu)第1節(jié)光纖結(jié)構(gòu)和特性8（3）光纖分類按纖芯折射率分布不同分類階躍型（突變型，直徑50-80um，以折線傳輸，信號畸變大）漸變型（直徑50um，以正弦形狀傳輸，畸變?。┑?節(jié)光纖結(jié)構(gòu)和特性（3）光纖分類按傳輸模數(shù)分類單模光纖D1與光波長在同一數(shù)量級只允許一種模式傳播多模光纖D1遠(yuǎn)大于光波長存在幾十種乃至上百種傳輸模式多模光纖單模光纖（3）光纖分類--按傳輸波長分類短波長光纖波長為0.85μm（0.8μm～0.9μm）長波長光纖波長為1.3μm～1.6μm主要有1.31μm和1.55μm兩個(gè)窗口。第1節(jié)光纖結(jié)構(gòu)和特性（3）光纖種類--按套塑結(jié)構(gòu)分類（4）光纖特性--傳輸特性色散特性光脈沖中的不同頻率或模式在光纖中的群速度不同，這些頻率成分和模式到達(dá)光纖終端有先有后，使得光脈沖發(fā)生展寬模式色散不同模式具有不同速度和相位，導(dǎo)致到達(dá)時(shí)間不同影響多模光纖帶寬的主要因素材料色散隨摻雜濃度不同而變化與波長有密切關(guān)系波導(dǎo)色散即結(jié)構(gòu)色散由幾何結(jié)構(gòu)、尺寸、折射率差等引起色散分類G.651光纖梯度型多模光纖工作波長：1.31μm和1.55μm處于多模工作狀態(tài)在1.31μm處有最小的色散值，在1.55μm處有最小的衰減系數(shù)數(shù)據(jù)通信局域網(wǎng)(LAN)用G.652光纖常規(guī)單模光纖或非色散位移光纖零色散波長在1.31μm處，在1.55μm處衰減最小，但有較大的正色散，約為18ps/(nm·km)。工作波長既可選用1.31μm，又可選用1.55μm。最佳工作波長在1.31μm。利用G.652光纖進(jìn)行速率為2.5Gb/s以上的信號長途傳輸時(shí)，必須引入色散補(bǔ)償光纖進(jìn)行色散補(bǔ)償，并需引入更多的摻鉺光纖放大器來補(bǔ)償由于引入色散補(bǔ)償光纖所產(chǎn)生的損耗。G.652光纖可進(jìn)一步分為G.652A、G.652B、G.652C、G652DG.652A光纖主要適用于ITU-TG.957規(guī)定的SDH傳輸系統(tǒng)和G.691規(guī)定的帶光放大的高至STM-16的單通道SDH傳輸系統(tǒng)。G.652B光纖主要適用于ITU-TG.957規(guī)定的SDH傳輸系統(tǒng)和G.691規(guī)定的帶光放大的高至STM-64的單通道SDH傳輸系統(tǒng)及直到STM-64的ITU-TG.692帶光放大的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)。G.652C光纖又稱為低水峰光纖，其商用光纖有Lucent的全波光纖(All-wareFiber)等。它消除了常規(guī)光纖在1385nm附近由于OH根離子吸收造成的損耗峰，使光纖在1310-1600nm的損耗都趨于平坦。G.653光纖也稱色散位移光纖零色散點(diǎn)從1310nm移至1550nm附近由于光纖本身在1550nm的衰耗很小，所以光信號可以傳很遠(yuǎn)不衰減，也不受色散影響。適合長距離高速系統(tǒng)（海底光纜）但是由于工作在零色散點(diǎn)會導(dǎo)致四波混合現(xiàn)象產(chǎn)生，因此不適合在DWDM系統(tǒng)中使用。G.655光纖非零色散位移光纖(NZDSF)在1994年專門為新一代光放大WDM傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)和制造的光纖。屬色散位移光纖，但在1550nm處色散不是零，用以平衡四波混頻等非線性效應(yīng)。用較低的色散抑制了四波混頻等非線性效應(yīng)，使其能用于高速率(10Gb/s以上)、大容量、DWDM的長距離光纖通信系統(tǒng)中。光纖的色譜YD／T769核心網(wǎng)用光纜－－中心束管式通信用室外單模光纜YD／T901核心網(wǎng)用光纜－－層絞式通信用室外光纜光纜結(jié)構(gòu)和性能21（1）光纜型號組成光纜型式—光纜規(guī)格+附加編號如：GYGZL03-12T50/125(21008)C+5*4*0.9光纜結(jié)構(gòu)和性能22（2）光纜型號組成--光纜型式光纜結(jié)構(gòu)和性能23（2）光纜型號--光纜型式GY——通信用室（野）外光纜；GR——通信用軟光纜；GJ——通信用室（局）內(nèi)光纜；GS——通信用設(shè)備內(nèi)光纜；GH——通信用海底光纜；GT——通信用特殊光纜。Ⅰ：分類代號及其意義為：Ⅱ：加強(qiáng)構(gòu)件代號及其意義為：無符號——金屬加強(qiáng)構(gòu)件；F——非金屬加強(qiáng)構(gòu)件；G——金屬重型加強(qiáng)構(gòu)件；H——非金屬重型加強(qiáng)構(gòu)件。光纜結(jié)構(gòu)和性能24（2）光纜型號--光纜型式Ⅲ：派生特征代號及其意義為：Ⅳ：護(hù)層代號及其意義為：D——光纖帶狀結(jié)構(gòu)；G——骨架槽結(jié)構(gòu)；B——扁平式結(jié)構(gòu)；Z——自承式結(jié)構(gòu)。T——填充式結(jié)構(gòu)。Y——聚乙烯護(hù)層；V——聚氯乙烯護(hù)層；U——聚氨酯護(hù)層；A——鋁-聚乙烯粘結(jié)護(hù)層；L——鋁護(hù)套；G——鋼護(hù)套；Q——鉛護(hù)套；S——鋼-鋁-聚乙烯綜合護(hù)套。光纜結(jié)構(gòu)和性能25（2）光纜型號--光纜型式Ⅴ：外護(hù)層的代號及其意義為：代

號鎧裝層（方式）代

號外護(hù)層（材料）0無0無1——1纖維層2雙鋼帶2聚氯乙烯套3細(xì)圓鋼絲3聚乙烯套4粗圓鋼絲——5單鋼帶皺紋縱包——光纜結(jié)構(gòu)和性能26（3）光纜型號--光纜規(guī)格光纜結(jié)構(gòu)和性能27（3）光纜型號--光纜規(guī)格Ⅰ：光纖數(shù)目用1、2、……，表示光纜內(nèi)光纖的實(shí)際數(shù)目。Ⅱ：光纖類別的代號及其意義：J——二氧化硅系多模漸變型光纖；T——二氧化硅系多模突變型光纖；Z——二氧化硅系多模準(zhǔn)突變型光纖；D——二氧化硅系單模光纖；X——二氧化硅纖芯塑料包層光纖；S——塑料光纖。光纜結(jié)構(gòu)和性能28（3）光纜型號--光纜規(guī)格Ⅲ：光纖主要尺寸參數(shù)用阿拉伯?dāng)?shù)（含小數(shù)點(diǎn)數(shù)）及以μm為單位表示多模光纖的芯徑及包層直徑，單模光纖的模場直徑及包層直徑。光纜結(jié)構(gòu)和性能29（3）光纜型號--光纜規(guī)格Ⅳ：帶寬、損耗、波長表示光纖傳輸特性的代號由a、bb及cc三組數(shù)字代號構(gòu)成。a——表示使用波長的代號，其數(shù)字代號規(guī)定如下：1——波長在0.85μm區(qū)域；2——波長在1.31μm區(qū)域；3——波長在1.55μm區(qū)域。注意，同一光纜適用于兩種及以上波長，并具有不同傳輸特性時(shí)，應(yīng)同時(shí)列出各波長上的規(guī)格代號，并用“/”劃開。光纜結(jié)構(gòu)和性能30（3）光纜型號--光纜規(guī)格bb——表示損耗常數(shù)的代號。兩位數(shù)字依次為光纜中光纖損耗常數(shù)值（dB/km）的個(gè)位和十位數(shù)字。cc——表示模式帶寬的代號。兩位數(shù)字依次為光纜中光纖模式帶寬分類數(shù)值（MHz·km）的千位和百位數(shù)字。單模光纖無此項(xiàng)。光纜結(jié)構(gòu)和性能31（3）光纜型號--光纜規(guī)格Ⅴ：適用溫度代號及其意義。A——適用于?40℃～+40℃B——適用于?30℃～+50℃C——適用于?20℃～+60℃ D——適用于?5℃～+60℃光纜結(jié)構(gòu)和性能32（3）光纜型號--光纜規(guī)格光纜中還附加金屬導(dǎo)線（對、組）編號，其符合有關(guān)電纜標(biāo)準(zhǔn)中導(dǎo)電線芯規(guī)格構(gòu)成的規(guī)定例如，2個(gè)線徑為0.5mm的銅導(dǎo)線單線可寫成2×1×0.5；；4個(gè)線徑為0.9mm的鋁導(dǎo)線四線組可寫成4×4×0.9L；4個(gè)內(nèi)導(dǎo)體直徑為2.6mm，外徑為9.5mm的同軸對，可寫成4×2.6/9.5。例云班課討論1理解dB---表征相對值的量dB是一個(gè)表征相對值的量，當(dāng)考慮甲的功率相比于乙功率大或小多少個(gè)dB時(shí)，按下面計(jì)算公式：10log（甲功率/乙功率）[例]甲功率比乙功率大一倍，那么10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3dB，則功率大一倍。[例]7/8英寸GSM900饋線的100米傳輸損耗約為3.9dB。[例]如果甲的功率為46dBm，乙的功率為40dBm，則可以說，甲比乙大6dB。理解dBm----表征功率的絕對值量是用分貝表示功率的方式，是一個(gè)表征功率絕對值的量，也叫功率電平。代表所依據(jù)的基準(zhǔn)是1mW（毫瓦）的分貝。0dBm等于0.775V跨接在600歐負(fù)載上的功率值，即1mW（毫瓦）

dBm=10log(P/0.001(W))

如：0dBm=1mW，10dBm=10mW，20dBm=100mW-10dBm=100uW,-20dBm=10uW通信用光器件—光源37（1）光源—基本要求發(fā)射光波長適中發(fā)射光功率足夠大【數(shù)百微瓦】溫度特性好發(fā)光譜寬窄【小于2nm】工作壽命長【百萬小時(shí)】體積小重量輕38（1）光源—發(fā)光二極管LED線性度好;溫度特性好；價(jià)格低，壽命長LED的缺點(diǎn)①譜線較寬一般在30～100nm范圍，故難以用于大容量的光纖通信之中。②與光纖的耦合效率低LED和光纖的耦合效率是比較低的，一般僅有1％～2％，最多不超過10%。39（1）光源—半導(dǎo)體激光器LDLD的優(yōu)點(diǎn)①發(fā)光譜線窄僅有1～5nm。②與光纖的耦合效率高一般用直接耦合方式就可達(dá)20％以上。如果采用適當(dāng)?shù)鸟詈洗胧┛蛇_(dá)90％。由于耦合效率高，所以入纖光功率就比較大，故LD適用于長距離的光纖通信。③閾值器件40（1）光源—半導(dǎo)體激光器LDLD的缺點(diǎn)①溫度特性的較差②線性度較差③工作壽命較短由于LD中諧振腔反射鏡面的不斷損傷等原因，LD的工作壽命較LED為短，但目前可達(dá)到數(shù)十萬小時(shí)。其閾值電流隨溫度的上升而增加41（3）光中繼器--光電中繼器傳統(tǒng)的光中繼器采用光—電—光（O-E-O）轉(zhuǎn)換形式的中繼器。42（3）光中繼器--全光中繼器傳統(tǒng)的光中繼器采用光—電—光（O-E-O）轉(zhuǎn)換形式的中繼器。對波形的整形不起作用43（3）光中繼器--摻鉺光纖放大器EDFA摻餌光纖是一種在石英光纖中摻入餌離子的特種光纖；主要由摻鉺光纖(EDF)、泵源(Pump)、隔離器(Isolator)、合波器(WDM)、耦合器(Coupler)、探測器(Detector)及控制電路(ControlUnit)等部分組成。45（2）無源光器件--光衰減器