《通信光缆与电缆线路工程 工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 胡庆 张德民 张颖 第1章概论（光缆工程）公用》由会员分享，可在线阅读，更多相关《通信光缆与电缆线路工程 工业和信息化普通高等教育“十二五”规划教材立项项目 教学课件 ppt 作者 胡庆 张德民 张颖 第1章概论（光缆工程）公用（44页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、通信光缆与电缆工程,重庆邮电大学 通信与信息工程学院 教授 胡庆,光缆电缆工程课程内容,概述,光缆工程,光缆通信线路工程设计,光缆线路施工,光缆线路测试与维护,通信电缆,综合布线,通信电缆串音和防串音措施,通信电缆施工,通信电缆配线设计,光缆 电缆发展,光纤、光缆和光器件,通信系统、通信网 基础,第1章,第2章,第3章,第4章,第5章,电缆线路测试和维护,第6章,第7章,第8章,第9章,第0章课程前言,电缆工程,第10章,第11章,基本概念,组成和主要设备部件,工程设计,参考文献,通信光缆与电缆线路工程 胡庆编 人民邮电出版2011.3 通信光缆与电缆工程 胡庆编 人民邮电出版2005.3 光
2、缆及工程应用胡先志等人邮出版1999.8 综合布线吴柏钦等人民邮电出版2008.7,第1章 绪论 本章要点,通信系统概念/通信网概念 光纤通信发展 /光纤通信的特点 电缆与光缆在各方面的区别 光缆传输系统基本构成 通信电缆的发展 通信电缆线路的传输方式电缆传输系统基本构成 通信电缆的用途,1.1通信系统、通信网及其传输技术,信号的传输既可以采用无线方式，又可以采用有线方式。采用无线方式的叫无线通信，采用有线方式的叫有线通信。 有线通信是目前通信领域中的主体，其传输线路主要由架空明线、对称电缆、同轴电缆和光缆等构成。 无线通信？,1.1.1 现代通信系统模型,分处A、B两地的任意两用户（人与人，
3、机器与机器，人与机器）间的信息传递是通过通信系统实现的，通信系统由发信终端设备、传输信道、交换设备、收信终端设备组成，如图1-1所示。,图1-1 通信系统示意图,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,通信系统组成,消息变换成与传输信道相适配的电信号或光信号，并提供额定的信号功率，让信号进入该信道。,1.发信终端设备,2.传输信道,3.收信终端设备,4.噪声,1.1.1.通信系统组成,传输信道是信号传输通道的简称，通常由自由空间、光缆、全塑市话电缆、同轴电缆等构成。其主要功能是把信号自A点（发信终端）迅速无误的输送到B点（收信终端）。,1.发信终端设备,3收信终端设备,2.传输信道,4
4、.噪声,1.1.1.通信系统组成,收信终端设备功能是将从信道传输来的信号进行衰减补偿，消除或减小畸变和噪声对有用信号的干扰，将接收下来的电信号或光信号进行反变换，重现消息原貌。,1.发信终端设备,2传输信道,3收信终端设备,4.噪声,噪声会使有用信号发生畸变，使终端设备、传输信道、交换设备工作在非线性状态。当噪声叠加在有用信号上时，会降低有用信号的信噪比，进而降低了通信质量。,如图1-2所示的实际通信系统例子，进一步了解一个完整的通信系统的一般结构,图1-2 通信系统一般结构,重邮校园网设计拓扑图,1.1.2 现代通信网概念,对于离散分布的n个用户，若要让其中任意两用户能互相通信，最简单方法是
5、用传输线把各用户分别一一连接起来，如图1-3所示。 若自高空向地面俯视，可以看到有很多传输设备与传输线路纵横交错地分布在大地上，犹如罩着一个鱼网，故称为“通信网”。,图1-3 多用户通信网结构示意图,通信网可以从不同角度分类:,*通信的业务来分 :电话网（电信网）、电报网、数据网等. *计算机数据业务来分 ：以太网等 通信网实质上是由用户终端设备、传输设备、交换设备和相应的信令、协议、标准等软件构成。,1.1.2.通信网概念,信令系统是通信网的神经系统。比如，电话要接通，必须传递和交换必要的信令，完成各种呼叫处理、接续、控制与维护管理等功能。 信令系统可使网路作为一个整体而正常运行，有效完成任
6、何用户之间的通信。,2.传输信道,3.交换设备,4.收信终端设备,5.噪声,1.发信终端设备,6.信令,7.协议,8.标准,硬件,软件,1.1.2.通信网概念,协议是通信网中用户与用户、用户与网资源、用户与交换中心间完成通信或服务所必须遵循的规则和约定的共同“语言”。这种语言能使通信网合理运行，正确控制。,2.传输信道,3.交换设备,4.收信终端设备,5.噪声,1.发信终端设备,6.信令,7.协议,8.标准,1.1.2现代通信网概念,标准是由权威机构建议的协议，是通信网应遵守的条款。,2.传输信道,3.交换设备,4.收信终端设备,5.噪声,1.发信终端设备,6.信令,7.协议,8.标准,图1-
7、4 目前我国的电话网结构,1.1.3现代通信传输技术,图1-5 现代通信传输方式,现有的传输线有架空明线、对称电缆、同轴电缆、金属波导管和光纤等。各类结构，如图1-6所示,无线电传播的传输介质是对流层、平流层或电离层，传播方式有直射波，反射波，地波，散射波等，如图1-7所示,1.2光纤通信的发展,1.2.1光纤通信简史 一光纤通信简史 1.光器件的发展 1960年，美国人梅曼（Maiman）发明了第一台红宝石激光器 1962年半导体激光器出现，材料为GaAS。 1970年，首次研制出在室温下连续工作的双异质结半导体激光器.,2.光纤发展 1966年，英籍华人学者高锟和霍克哈姆 发表关于传输介质
8、新概念的论文,指出利用光纤进行信息传输的可能性和技术途径.根据介质波导理论共同提出光纤通信的概念。 1970年，美国康宁公司首次研制出阶跃多模光纤，其在波长为630nm处的衰减系数小于20dBkm. 1972年，康宁公司将梯度多模光纤的衰减系数降至4dB/km。,3.光纤系统发展 第一阶段（19661976年），在这个时期，短波长= 0.85m,低速率= 45或34 Mbs多模光纤通信系统，无中继传输距离约10km. 第二阶段（19761986年），在这个时期，光纤从多模发展到单模，工作波长从短波长= 0.8 5m发展到长波长= 1.31 m(和1.55m),传输速率=140565Mbs的单模
9、光纤通信系统中继传输距离为10050 km。,第三阶段（19861996年），在这个时期，实现了1.55m 色散移位单模光纤通信系统。传输速率=2.510Gb/s，无中继传输距离=150100km。 光纤通信发展现状 目前，正在开展研究的光纤通信新技术，例如，超大容量的波分复用（ Wavelength Division MultiPlexing，WDM）光纤通信系统和超长距离的光孤子(Soliton)通信系统，,4光纤通信发展趋势,1系统高速化、网络化 2新一代光纤的开发 3光缆纤芯的高密化（空分复用）,122 光纤线路传输特点 与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优缺点如下： 1优点：
10、（1）传输频带极宽，通信容量很大。 （2）传输衰减小，距离远。 （3）信号串扰小，传输质量高。 （4）抗电磁干扰，保密性好。 （5）光纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设。 （6）耐化学侵蚀，适用于特殊环境。,（6）耐化学侵蚀，适用于特殊环境。 （7）原料资源丰富。 （8）节约有色金属。 2缺点： （1）光纤性质脆，需要适当地涂敷加以保护 （2）光纤弯曲半径不宜过小。 （3）对切断和连接光纤时，操作技术娴熟 （4）分路、耦合不方便。,1.2.3光纤（光缆）线路传输方式,一光缆传输系统构成 由发送设备、传输线路、接收设备三大部分构成,图1-8 光缆传输系统示意图,光缆传输系统各部分作用,电发射端机的
11、作用是对来自信息源的信号将行模数转换并做多路复用处理。光发射机（如激光器或发光二极管）的作用是实现电/光转换，即把电信号调制成光信号，送入光纤传输至远方。 光接收机（如光电二极管）的作用是实现光/电转换，即把来自光纤的光信号还原成电信号，经放大、整形、再生恢复原形后，送至电接收机，完成数字信号的分接以及数/模转换。 光纤的作用是实现光信号传输.,二.光缆传输系统的应用,1. 光纤通信在通信骨干网、本地网传输系统中的应用 2光纤通信在用户接入网中的应用 3光纤在电视、数据传输中的应用,124 通信光纤光缆的应用,1. 光纤在通信骨干网、本地网传输系统中的应用 2光纤在用户接入网中的应用 3光纤在
12、电视、数据传输中的应用 4.光纤在计算机校园网络的应用 5.光纤在桥梁工程结构健康监测中的应用,1.3电缆通信的发展,表1-1 各种传输线型和敷设方式,表1-2不同传输线型及各自的占用频带,1.3.2全塑电缆线路的传输特点,1全塑电缆电特性好，传输质量优良 2便于机械化、自动化施工 3.维护方便、故障少、使用寿命长 4.投资经济,1.3.3 电缆线路传输方式,1.3.3 电缆线路传输方式 1二线制与四线制,图1-12 二线制频分传输方式,利用一对金属传输线完成来、去两个方向的信号传输，称为二线制通信。在本地网中的用户线路，,1-13,四线制（来、去各是一对线）,1.14,二线,二线 线路,2单
13、电缆制和双电缆制 .单电缆制,1,.双电缆制,1-,1.3.4通信电缆的应用,1.架空明线及应用 架空明线是将金属裸导线架设在电线杆上的一种常用通信线路。它主要由导线（金属裸导）、电杆、线担、隔电子和拉线等组成，如图1-6(a)所示 。 2、全塑对称电缆的应用 目前全塑对称电缆在用户接入网中应用最广泛，它是用多股芯线按一定规则扭绞而成。典型的用户接入方式，如图1-15所示。,图1-15 用户接入网结构,3、同轴电缆的应用,图1-16 CATV系统结构,复习题和思考题 1简述通信系统的基本组成及各部分的功能。 2.简述光缆传输系统结构及各部分的功能 3为什么要发展光纤作为传输线？ 4二线制与四线制的传输方式含义是什么？。 5简述通信电缆，光纤光缆具有哪些特点？ 6光纤通信应用领域及发展趋势？ 7.通信电缆的应用领域。 8通信电缆的传输方式有那些？目前主要采用哪种方式？ 9光缆是否代替金属电缆？ 10.架空明线的传输方式是否还可以在当今开发应用？,
