《冷接子和快速连接器论文44450》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冷接子和快速连接器论文44450（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 1 页 共 29 页引言引言人类社会的一切活动都离不开资讯的传递通信,它像人的神经系统一样重要。通信是人与人之间通过某种媒体进行的信息交流与传递。从广义上说，无论采用何种方法，使用何种媒质，只要将信息从一地传送到另一地，均可称为通信。通信又分为有线通信和无线通信。狭义上现代的有线通信是指有线电信，即利用金属导线、光纤等有形媒质传送信息的方式。光或电信号可以代表声音，文字，图象等。其中光纤通信符合了高速度、大容量、高保密等要求，但是，光纤通信能实际应用到人类传输信息中并不是一帆风顺的，其发展中经历了很多技术难关，比如光纤的连接，解决了这些技术难题，光纤通信才能进一步发展。而光纤的连接以前都是
2、热熔，需要熔接机，特别不方便，随着时间的推移，现在又发明了一种冷接子和快速连接器，他们不仅接续方便，而且速度快。为以后光纤入户提供了很多方便。第 2 页 共 29 页第第 1 1 章章 概论概论1.1 光纤的发展概况1880 年，贝尔发明了光化系统，但光通信的关键性困难光源和传光介质没有解决，所以长达 80 年左右的时间内，光通信没有多大的进展。1960 年美国科学家梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器，1960 年贝尔实验室又发明了氦-氖激光器。激光器的发展使光通信的研究有了进展。对于传光介质，在 20 世纪 60 年代初出现了研究大气激光通信的热潮。这种通信方式的优点是无需敷设线路，经济方便
3、；缺点是受自然条件的影响太大，难于实现。在大气激光通信的研究受阻之后，又有人进行地下光波通信的实验。但这种通信方式系统复杂、造价高、测试困难，也无法实现。早在 1954 年，出现传光用的纤维，但衰减达 1000dB/km,无法实用。1964 年，高坤博士根据介质波导理论，提出光纤通信的概念。他指出：只要设法消除玻璃中的杂质，做出衰减低于 20dB/km 的光纤是完全可能的，光纤损耗极限还远低于这个数值。这一重大研究成果使光纤通信的研究出现了生机。所以英籍华人高坤博士被誉为“光纤通信之父” 。1970 年是光纤通信史上闪光的一年。这一年美国康宁玻璃公司拉制出了20dB/km 的低损耗光纤。同一年
4、，贝尔实验室又研究成功了在室温下可连续工作的激光器。后来，光纤的损耗不断下降，1972 年降至 4dB/km,1973 年降至1dB/km,1976 年降至 0.5dB/km,同年美国首先在亚特兰大成功地进行了速率为44.763Mb/s、距离为 10km 的光纤通信系统的现场试验，使光纤通信向实用化迈进了第一步。1980 年，多模光纤通信系统投入了商用，单模光纤通信系统也进入现场试验。1983 年，美、日、德、法、英、荷、意等国都先后宣布以后不再使用电缆，而改用光缆。随着光纤通信技术的日益发展，光缆不仅敷向海底。美、日、英联合建立的太平洋海底光缆，全长 8300km，使用 840Mb/s 系统
5、，连接美、日、新西兰等国。由美英法联合建设的横跨大西洋的海底光缆，全长 6000km，使用 560Mb/s 系统，1991 年开通使用。在光纤通信领域，我国用了不到 15 的时间，从研制至推广应用，其发展之第 3 页 共 29 页快、应用范围之广、规模之大、所涉及学科之广是前所未有的。在世界技术革命的浪潮中，光纤数字通信技术异军突起，迅猛发展，它的发展速度超出人们的想象，光纤通信被誉为通信工具中的王牌。光纤通信已经经历了三代。第一代使用 PDH 技术，那时的网络比较简单，适合于小容量传输，传输速率为 2.048/8.448/34.368/139.264Mb/s;第二代使用SDH 技术，是宽带传
6、输，速率为 155/622/2500Mb/s，适合于用户传输网络建设和市话传输网络建设；第三代使用 SDH+DWDM 技术，性能卓越，使用光中继传输，向全光通信迈进了一大步，使用波分复用技术，通信容量已达10Gb/s、20Gb/s、40Gb/s、80Gb/s 和 320Gb/s。现在，光纤通信正在向高速率、大容量和智能化的方向发展。1.2 光纤的发展现状发展较快的几项光纤通信技术 1.2.1 波分复用技术光纤通信的多路复用技术，一开始是采用原来铜缆沿用的 PCM 脉冲编码调制方式，把模拟信号变换为数字信号，再应用时分多路（TDM， WTBX Time Division Multiplexing
7、）技术组成一次群即基群 2Mbit/s） 、二次群（8Mbit/s） 、三次群（34Mbit/s）和四次群（140Mbit/s)等，这种系列被称为准同步数字系列（PDH，WTBX Plesiochronous Digital Hierarchy） 。各国现有的 PDH 有三种系列，互不兼容，而且没有统一的标准接口规范，各个厂家生产的设备不能互通，另外还存在上下电路困难等问题。后来改用新的同步数字系列（SDH，WTBX Sychronous Digital Hierarchy）,即 STM-1（155Mbit/s） ，STM-4（622Mbit/s）和 STM-16（2.5Gbit/s）等。SD
8、H 所采用的复用技术，仍然属于TDM 技术。目前，SDH 系列在国内外已大量使用，我国干线上主要使用 STM-16，相当于可复用 3 万多个话路。高于 2.5Gbit/s 以至更高速率的研究工作已在我国和其他许多国家展开，其间碰到的最大问题是光纤色散的限制，而要克服这些限制在技术上、成本上都十分困难。因此，当前实际应用的大都只限于 2.5Gbit/s，不超过 10Gbit/s 的传输速率。近年来，WDM 技术的进展，为光纤通信的发展开辟了另一个十分广阔的前景。WDM 是在一根光纤上同时利用多个波长进行传输的技术。比如，目前我国开发的在一根光纤上同时传送 8 个波长系统，每个波长的速率可达 2.
9、5Gbit/s，即所谓 82.5Gbit/s 系统。这样，一根光纤的总速率可达 20Gbit/s。若每个波长的速率为 10Gbit/s，则一根光纤的总速率就可达 80Gbit/s。这将大量节省光纤的数量。最近我国正在全国长途骨干光缆网上进行升级改造，也就是利用 WDM 82.5Gbit/s 光传输系统使一对光纤可同时传送 24 万路电话或 2400 套电视节目。第 4 页 共 29 页据报道，国外已出现 206 个波长的 WDM 系统试验样机。可见 WDM 技术的发展前景很好。WDM 技术的发展，不但大量节省光纤数目和以后扩容的工程费用，而且在长途干线上还可以大量节省掺铒光纤放大器(EDFA，
10、Er-Doped Fiber Amplifier）的数目。因为目前掺铒光纤放大的带宽达 30nm，足以使多个波长一起得到放大增益，不必每个波长配置单独的掺铒光纤放大器。当波长更多时，掺铒光纤放大器必须有更宽的平坦带宽增益。有资料介绍，把掺铒光纤放大器的平坦增益特性的波长宽度从原来的 30nm 加大到 80nm 的研究，其意义将更大。 1.2.2 光纤接入网（OAN， WTHX Optical Access Network）技术十多年来，由于各种通信业务的迅猛发展，对通信容量的需求急剧增加，光纤干线的建设应运而起，各国先后建成全国的光缆骨干网。随后出现的问题是用户接入网仍保留着旧的铜缆网，不能适
11、应发展需要，必须加以改造。改造的方案很多，首先考虑到的是开发利用铜缆的潜力，进一步提高其带宽来满足一定时期的需要，然后再过渡到光缆。比如，当前不少国家都在采用的线对增容系统、高比特率数字用户环路（HDSL，HighBit-Rate Digital Subscriber Loop） 、不对称数字用户环路（ADSL，Asymmetric Digital Subscriber Loop） 、混合光纤与同轴电缆系统（HFC， WTBX Hybrid Fiber and coaxial Cable）等等都属于一些过渡性措施，应用广泛。近年来，Internet 的崛起大大超出人们原来的估计，目前它的年增长
12、率已达 300，形成爆炸性的增长，并促使电信、计算机、有线电视等技术的融合，走向三网合一。三网合一意味着数据、话音、视像等各种业务都综合起来进行传送。这种综合必将大大促进在接入网中大量使用光纤，促进光纤用户接入网的发展，加速光纤到户(FTTH，Fiber to the Home）的实现。在实现光纤到户前，首先采用交换式数字图像(SDV， WTBX Switched Digital Video）系统是一种较好的方案。数字图像系统由一个以光源光网络(PON， WTBX Passive Optical Network）为基础的数字光纤到路边(FTTC， WTBX Fiber to the Curb
13、）系统与一个单向的混合光纤与同轴电缆有线电视系统叠加而成。数字图像系统主干传输部分采用共缆分纤的空分复用(SDM，WTBX Space Division Multiplexing) 方式分别传送双向数字信号和单向模拟视像信号。上述两种信号由设置于路边的光网络单元(ONU， WTBX Optical Network Unit）分别恢复成各自的基带信号，其中语音信号经双绞线送往用户，数字和模拟视像信号经同轴电缆送往用户。光网络单元由同轴电缆负责供电。数字图像技术的优点是数字视像和模拟视像可以兼容，较好地解决光纤到路边的供电问题，能较可靠地传送电信业务，对已有的混合光纤与同轴电缆网不必加以改造。因此
14、，第 5 页 共 29 页采用数字图像技术作为实现光纤到户前的过渡方案是可行的。 1.2.3 全光网技术光纤通信技术是以光纤代替电缆，以光波代替原来频率较低的电磁波发展起来的。因此，至今在光纤通信系统上仍需用大量的电信设备，甚至本来的光信号源也要变换成电信号源，然后进入光纤通信系统。在传输过程中的放大、交换及接入设备终端等基本上全是电设备。这是由于电系统比较成熟、应用比较方便所造成的。但这些电设备会带来许多限制和干扰因素，而这些因素在光的系统中原本是可以避免的。建立全光网的设想很早就提出来了，但困难很多，最关键的技术问题是解决光信号在传输过程中的损耗和光的交换问题。80 年代出现了光纤放大器以
15、后，研究工作的进展就比较快了。目前，光的交换技术研究也有了很大的进展，其中进展较快、较实际的是基于 WDM 技术的全光网。迄今比较成熟的光放大器是掺铒光纤放大器，它的带宽通常在 1 5301 560nm 之间，在单模光纤上开通 4，8，16 个波长是比较方便的。光路交换可以有：针对光纤在不同空间位置的空分交换方式；控制不同时延进行的时分交换方式；转换不同波长/频率的波分/频分交换方式；或综合其中两种及两种以上的综合交换方式。近年来，美国、欧洲、日本等一些国家已先后建立全光网的现场试验。比如美国组成的多波长全光通信试验网（MONET） ，泛欧光纤传输迭加网（PHOTON）等，其中还用到一些光器件
16、，如光的交叉连接器(OXC，Optical Cross Connector） ；波长路由器（Wavelength Router） 、波长转换器（Wavelength Convertor） 、插分复接/分接复用器(ADM，Add-Drop Multiplexer-Demultiplexer）等。当波分复用系统的光纤进入本局的插分复接/分接复用器后，可以让部分波长从中分出，其它波长则直通；分出的部分波长负载上的信号进入本局，而由本局引出的信号荷载于同样波长进入插分复接/分接复用器。其工作原理与电的 ADM 原理相仿。随着各种光器件和光交换技术的不断完善，全光网技术也将日趋成熟。 1.3 光纤的发展趋势 光纤通信是电信史上的一次重要革命，在电信网中获得了大规模应用。光纤通信的廉价、优良的带宽特性使其成为电信网的主要传输手段。本文对光纤通信领域的个不同方面进行综合评述和分析，旨在对光纤通信领域的现状和最新发展趋势作一全面总结。 1.3.1 传输体制的全面转向传统的光纤通信是以准同步传输体制（）为基础的，随着网络日趋第 6 页 共 29 页复
