光纤传输技术(GD)

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1、1烽火烽火通信通信信息产业部武汉邮电科学研究院王加强http:/中国的光通信从这里开始光纤传输技术2烽火烽火通信通信内 容 提 要 光纤通信概述 光传输系统与指标 光路连接与连接器 光纤参数与传输特性 光缆构造与型号标识 传输指标与测量3烽火烽火通信通信通信业务的迅猛增长主要体通信业务的迅猛增长主要体 现为对线路传输带宽的需求，光现为对线路传输带宽的需求，光 纤通信以其独特的优越性、巨大纤通信以其独特的优越性、巨大 的传输带宽成为当今最主要的信的传输带宽成为当今最主要的信 息传输方式息传输方式。概 述4烽火烽火通信通信传输技术的演变5烽火烽火通信通信一、业务类型的变化 ： 九十年代以来，以In

2、ternet为代表的信息技术革命 正在深刻地改变传统电信概念和信息传输体系目前北美Internet骨干网的业务 量几乎每69个月翻一番，比著名的CPU性能more定律 （18个月左右翻番）快23倍话音话音图像图像数据数据宽带综合业务宽带综合业务B-ISDNB-ISDN世界电话业 务年增长 率为 10%，数据业务年增长 40%中国 话音业务 1414% 的增长率，数据业务 18001800% 增长6烽火烽火通信通信二、容量需求的变化 二十一世纪的传输要求：二十一世纪的传输要求：Tbit / s 容量到骨干网Gbit / s 容量到局域网Mbit / s 容量到个人或桌面7烽火烽火通信通信三、传输

3、方式的变化 支持信息传输的三大媒介：支持信息传输的三大媒介：1.1.光纤传输光纤传输2.2.数字微波传输数字微波传输3.3.卫星传输卫星传输 以光波为信号载体，以光导纤维为传输介质的通信方以光波为信号载体，以光导纤维为传输介质的通信方 式。式。 目前，百分之八十以上的信息通过光纤传输目前，百分之八十以上的信息通过光纤传输 全国各运营商全国各运营商( (中国移动、电信、网通、联通、铁通中国移动、电信、网通、联通、铁通 ）及专网（广电、军网、高速等）光缆线路长度已达）及专网（广电、军网、高速等）光缆线路长度已达 250250万公里以上万公里以上8烽火烽火通信通信光纤传输的特点 传输带宽达数百传输带

4、宽达数百THzTHz，通信容量极大。，通信容量极大。 传输衰减低，中继距离长。传输衰减低，中继距离长。 光缆重量轻、尺寸小，便于敷设与维护光缆重量轻、尺寸小，便于敷设与维护 。 抗电磁干扰。抗电磁干扰。 无信号间串扰，保密性好。无信号间串扰，保密性好。 材料来源广，相对成本低材料来源广，相对成本低。9烽火烽火通信通信光纤通信的发展与现状1966年：高锟的论点 1970年：光纤（康宁）、器件（贝尔）、1976（中国武汉 ）系统建设：市话（1982）、长途（1987）、八纵八横骨干 专网部门：广电、电力、计算机网、军用网、高速 波长应用：850nm1310nm1550nm（S、C、L） 光纤应用：

5、MMSM新型：G.655、LEAF、EDF、DCF 信号类型：模拟数字（PDHSDH） 传输速率：8M、34M、140M、155M、622M、2.5G、10G 波长数目:单一波长波分复用密集波分复用(DWDM)-粗波分复用(CWDM) 传输延伸：FTTC、FTTB、FTTH10烽火烽火通信通信光缆传输的不同应用网络城域光网络ADSSADSS光缆光缆OPGWOPGW光缆光缆水下光缆水下光缆管道光缆管道光缆Duct CableDuct CableUnderwater CableUnderwater Cable办公室直埋光缆直埋光缆Direct Burial CableDirect Burial C

6、ableSOHOSOHO架空光缆架空光缆G655& G655& G652G652光纤光纤G652G652光纤光纤数据光纤光缆FTTO室内光纤光缆FTTH楼内光纤光缆千兆以太网光纤光缆多模 光纤FTTC&FTTBFTTC&FTTB电力电力通信通信专用专用光缆光缆信息化智能小区ANANLANLAN爬坡直埋光缆爬坡直埋光缆防蚁光缆通信中心通信中心XXXX大学大学XXXX大厦大厦接入光网络通信分中心通信分中心接入服务器接入服务器阻燃光缆阻燃光缆大芯数带状光缆干线光网络11烽火烽火通信通信光的特性：= C/fV = C/n光信号波长12烽火烽火通信通信光纤通信技术涉及的产品 光传输设备：光端机光端机.

7、.中继机中继机. .波分复用波分复用. .分插复用机分插复用机 光纤.光缆及附件：接头盒、终端盒、光配线架接头盒、终端盒、光配线架 光电器件：有源器件：有源器件：光源、光探测器、光放大器等光源、光探测器、光放大器等 。 无源器件：无源器件：连接器、隔离器、耦合器、衰连接器、隔离器、耦合器、衰 减器、波分复用器等减器、波分复用器等 测试仪器与专用工具： 误码抖动仪、光谱分析仪、光时域反射仪（误码抖动仪、光谱分析仪、光时域反射仪（OTDROTDR）光）光 源、光功率计、光纤熔接机、米勒钳、切割器等源、光功率计、光纤熔接机、米勒钳、切割器等。13烽火烽火通信通信光纤传输的应用类型 电信网：电信网：长

8、途干线系统、本地网系统长途干线系统、本地网系统 移动网：移动网：骨干网骨干网. .交换交换- -基站基站. .光纤直放光纤直放 专用网：专用网：广电、广电、电力、军事、电力、军事、高速高速 广电网：广电网：HFCHFC图象传输（图象传输（CATVCATV） 计算机网：计算机网：城域网、局域网城域网、局域网 用户接入：用户接入：EPONEPONAONAON14烽火烽火通信通信光纤传输系统15烽火烽火通信通信图注图注: :CPN: CPN: 用户驻地网用户驻地网UNI: UNI: 用户网络接口用户网络接口NNI: NNI: 网络节点接口网络节点接口CPNCPNUNINNINNIUNI接入 网接入

9、网核心网 （交换网、传输网）网络分层水平的观点16烽火烽火通信通信网络分层垂直的观点话音数据图像电子商务 IPIP路由器路由器+ATM+ATM交换机交换机SDXC ADMSDXC ADMOADM OXCOADM OXC业务应用层业务承载及交换层IP/ATM层复用层 SDH层光传送层 WDM/OTN层17烽火烽火通信通信光纤传输系统扩容方式 光纤通信技术主要围绕提高传输容量与增大光纤通信技术主要围绕提高传输容量与增大 传输距离发展。传输距离发展。(PDH(PDHSDHSDHWDMWDM） 提高传输容量的手段有：提高传输容量的手段有：SDMSDM采用增加光纤对扩大通信容量。采用增加光纤对扩大通信容

10、量。TDMTDM不断提高信道传输速率。不断提高信道传输速率。WDMWDM增加信道数量。增加信道数量。 增大传输距离的方式有：增大传输距离的方式有：1 1、进行光放大、进行光放大 2 2、采用色散补偿技术、采用色散补偿技术3 3、实现光孤子通信、实现光孤子通信18烽火烽火通信通信空分复用扩容（SDM） 特点特点 增加传输光缆芯数与相应设备增加传输光缆芯数与相应设备 实施简单实施简单 容量随光纤对和传输设备的增加线性增加容量随光纤对和传输设备的增加线性增加 缺点缺点 浪费了光纤带宽资源浪费了光纤带宽资源 线路投资花费巨大，实际应用受限线路投资花费巨大，实际应用受限 不一定能运用统一的管理不一定能运

11、用统一的管理19烽火烽火通信通信时分复用扩容（TDM） 时分复用有两种：时分复用有两种： 电时分复用电时分复用ETDMETDM 光时分复用光时分复用OTDM OTDM 特点：特点： 低速信号以字节间插方式复用成高速信号低速信号以字节间插方式复用成高速信号 ； PDH PDH 、SDHSDH都是使用都是使用TDMTDM技术；技术； 商用系统达到商用系统达到10Gb/s10Gb/s，实验室达到，实验室达到 160Gb/s160Gb/s20烽火烽火通信通信时分复用扩容（TDM）优点优点 简单（包括设备和系统）简单（包括设备和系统） 2.5G2.5G时，平滑升级，时，平滑升级，TDMTDM每升级一次，

12、每比特成每升级一次，每比特成 本降低本降低30%30% 容易从高速数据流中抽取低速信号容易从高速数据流中抽取低速信号 维护、网管方便维护、网管方便 存在问题存在问题 存在电子存在电子“ “瓶颈瓶颈” ”，对于高速系统技术难度大对于高速系统技术难度大 色散对传输距离的限制，非线性对系统性能的影响色散对传输距离的限制，非线性对系统性能的影响 浪费了光纤带宽资源浪费了光纤带宽资源21烽火烽火通信通信波分复用扩容（WDM） WDMWDM的含义的含义 Wavelength Division MultiplexingWavelength Division Multiplexing 在一根光纤中同时传输多个

13、不同波长的光载波，把光纤在一根光纤中同时传输多个不同波长的光载波，把光纤 可能应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段用作可能应用的波长范围划分成若干个波段，每个波段用作 一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。一个独立的通道传输一种预定波长的光信号。 新建光传输系统一般为新建光传输系统一般为DWDMDWDM，老系统亦陆续改造，老系统亦陆续改造合波器Tx 1Tx nEDFA分波器Rx 1Rx nEDFAEDFA22烽火烽火通信通信DWDM系统涉及的技术23烽火烽火通信通信OMUTX OTU11TX OTU22TX OTU3232EMUOWU OSCODURX OTU1621RX OTU1632

14、31OMTDWDM系统结构图OMUTX OTU11TX OTU22TX OTU3232EMUOWU OSCODURX OTU1621RX OTU163231OMTOBAOBAOPAOPAOPAOPAOBAOBAEMUOWUOSCILAOLAOLAOLAOLA24烽火烽火通信通信光传输系统主要指标25烽火烽火通信通信光纤传输接口指标（发送）1、工作波长（）：850nm. 1310nm. 1550nm(S.C.L波段)线路传输特性与系统工作波长密切相关。2、平均发送光功率（Ps） ：功率单位：mw、w（制造、购买光源用）dBm（设计、施工、测量用）dBm=10 Log Ps/1mw（毫瓦分贝值）26烽火烽火通信通信衰减（db/km）0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 波长（m）432101 243OH-OH-OH- 190THz 50THz单模光纤截止波长5光纤的传输窗口27烽火烽火通信通信光纤工作波段工作窗口 波 段 标称波长 波长范围（nm）第一窗口 850 第二窗口 O波 段 1310 1280-1360 第三窗口 S波 段 1550 1460-1530C波 段 1550