光纤通信基础知识ppt课件.ppt
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1、1用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值中国电信股份有限公司金华分公司线路中心2010年3月光纤通信基础知识光纤通信基础知识China telecom2用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信
2、信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值光纤通信发展史光纤通信发展史2000多年前烽火台灯光、旗语1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。1970年贝尔研究所在室温下可连续工作的半导体激光器。同年在康宁公司做出损耗为20dB/km光纤。1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。我
3、国上个20世纪80年代上海首先铺设一条1.8公里的光纤线路。3用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值雏形:古代烽火、手旗、灯光雏形:古代烽火、手旗、灯光潜望镜原理潜望镜原理光波导之雏形光波导之雏形光通信的发展过程光通信的发展
4、过程4用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值J频带宽、信息容量大频带宽、信息容量大J传输损耗低、无中继距离远传输损耗低、无中继距离远J材料丰富材料丰富J抗电磁干扰抗电磁干扰J光纤间串话小,保密性好光纤间串话小,保密性好J耐腐
5、蚀、耐高压耐腐蚀、耐高压J体积小、质量轻体积小、质量轻光纤通信的优点光纤通信的优点5用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1cm 1mm 100um 10um 1um 100nm 10nm 1nm 波長波長10G 100G
6、1T 10T 100T 1015 1016 1017 f(Hz)1.6um 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0um 900 800 700 600nm光通信使用范围光通信使用范围红外线红外线紫外线紫外线电磁波谱电磁波谱6用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而
7、增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且,折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。反射率分布:表征光学材料的一个重要参数是折射率,用N表示,真空中的光速C与材料中光速V之比就是材料的折射率。妈NC/V光纤通信用的石英玻璃的折射率约为1.468
8、。光的折射,反射和全反射光的折射,反射和全反射7用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值n1n2n1n221结论:若要实现全反射,则必须有结论:若要实现全反射,则必须有n1n2光基本知识光基本知识菲涅耳定律:菲涅耳定律:n1s
9、in1=n2sin28用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值一、什么是光纤通信一、什么是光纤通信光纤通信是以光波为载波,以光导纤维为传输介质的通信方式。二、光纤通信的原理是光纤通信的原理是光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信
10、息的通信方式,由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光-光纤通信。在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。光纤通信原理光纤通信原理9用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而
11、增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值光纤通信的特点及应用光纤通信的特点及应用光纤通信与传统的电缆通信或微波通信相比,具有如下明显的特点:(1)频带宽,通信容量大(2)损耗低,传输距离长(3)抗电磁干扰能力强(4)无串话、保密性能好(5)光纤的几何尺寸小,重量轻(6)节约有色金属,原材料资源丰富(7)光纤成本愈来愈低,经济效益日益显著(8)耐腐蚀能力强,绝缘性能绝不因化学腐蚀而降低光纤通信的优点光纤通信的优点10用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金
12、华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值光纤也如同世上其他事物一样,具有两面性,光纤本身同样存在缺点:(1)光纤质地脆,即使对光纤垂直方向施加压力,均会造成光纤的断裂。(2)光纤的连接,切断和接续需要一些精密的工具、设备和技术。(3)光信号的分路、耦合不灵活,较复杂。(4)光缆
13、的弯曲半径不能过小。(5)在偏僻地区存在有供电困难的问题。上述这些弱点在技术上都是可以克服完善解决的,与其优越的性能相比,显然微不足道。正是光纤通信上述这些显著的优越性,它的应用范围相当广泛,除了公用通信用外,电力、铁道、公路、化工、航天、军事、公安等部门的专用网均利用光纤传送业务电话、数据检测,远距离控制和测定等各种信息传输业务。随着通信的发展,工厂、企业、院校、大厦、居民小区的通信和自动化,计算机通信的大发展,多媒体通信的需求,以及其他广泛的综合业务,都将光纤通信作为其应用的领域,相信光纤通信作为当今大容量,长距离通信的主干媒介,必将开创全球通信的新纪元。11用用 户户 至至 上上 用用
14、心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值光纤结构纤纤 芯芯包包 层层涂敷层涂敷层护护 套套单模光纤内径:单模光纤内径:9m多模光纤内径:多模光纤内径:50m外径:外径:125m尺寸规格:尺寸规格:12用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华
15、 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值光纤裸纤一般分为三层:光纤裸纤一般分为三层:第一层:中心高折射率第一层:中心高折射率纤芯纤芯:折射率较高,用来传送光。:折射率较高,用来传送光。第二层:中间为低折射率硅玻璃第二层:中间为低折射率硅玻璃包层包层:折射率较低,与纤:折射率较低,与
16、纤芯一起形成全反射条件。芯一起形成全反射条件。第三层:最外是加强用的涂树脂第三层:最外是加强用的涂树脂保护层保护层:强度大,能承受:强度大,能承受较大冲击,保护光纤。较大冲击,保护光纤。纤芯纤芯包层包层保护套保护套光纤结构光纤结构13用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移
17、而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值包层直径:包层直径:125um(一根头发平均一根头发平均100um)纤芯直径:单模纤芯直径:单模9um 多模多模50/62.5um12595012562.5125光纤的尺寸光纤的尺寸单模单模多模多模多模多模14用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是
18、时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&TCORNING)。数值孔径数值孔径15用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运
19、动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值按光在光纤中的传输模式可分为:多模(Multi-Mode)(简称:MM)单模(Single-Mode)(简称:SM)多模光纤:中心玻璃芯较粗(50或62.5m),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。多模光纤由于发光器件比较便宜(用发光二极管)以及施工简易的特性,广泛用于短距离的通讯上,多模光纤又分为50um芯径和62.5um芯径两种,其中62.5um的比较常见,但性能上没有50u
20、m的好。单模光纤:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10m),只能传一种模式的光。实际上是阶跃型光纤的种,只是纤芯径很小,理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内,并在纤芯内作直线传播。光纤脉冲几乎没有展宽。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,单模光纤一般用于远距离通讯,芯径为9um,单模GBIC产品在单模光纤上传输距离分别可以达到10公里、20公里、70公里、120公里。光纤的分类光纤的分类16用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随
21、时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值按材料分类:玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高;胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多,成本较低;塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及短距的图像传输。光纤的分类光纤的分类17用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer
22、First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值造成光纤衰减的主要因素有:本征,弯曲,挤压,杂质,不均匀和对接等。本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。弯曲:光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。杂质:光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。不均匀:光纤材料的折射率不
23、均匀造成的损耗。对接:光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8m),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。光纤衰减光纤衰减18用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值光缆的种类光缆的种
24、类2、光缆的分类、光缆的分类、按线路敷设方式分有:架空光缆,管道光缆,直埋光缆,隧道光缆,水底光缆。、按光缆结构分有:束管式光缆,层绞式光缆,紧抱式光缆,带式光缆,非金属光缆和可分支光缆。、按使用环境与场合分:室外光缆、室内光缆、特种光缆三大类。、按网络层次分:光缆可分为长途光缆、市内光缆、接入网光缆。19用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值资
25、金是运动的价值,资金的价值是随时间变化而变化的,是时间的函数,随时间的推移而增值,其增值的这部分资金就是原有资金的时间价值1.1.常用光常用光缆缆的型号:的型号:常用的通信光缆型号规格,如GYTA-8B1、GYSTS-12B1GY通信用室(野)外光缆8、12代表是8芯和12芯B1代表G.652类是常规单模光纤。通信光纤具体分为G.651、G.652、G.653、G.654、G.655和G.656六个大类和若干子类 20用用 户户 至至 上上 用用 心心 服服 务务金金 华华 市市 电电 信信 有有 限限 分分 公公 司司Customer First Service Foremost资金是运动的
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