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1、光纤通信基本知识光纤通信发展简史光是电磁波载波频率=带宽=传播信息1960年新光源-激光器光通信开端70年贝尔lab-持续震荡半导体激光器发展 美国康宁-20dB/km衰减-光纤突破79年-衰耗0.5dB/km89年-今-掺铒光纤放大器（EDFA） 镓铝砷，铟镓砷磷半导体激光器主流展望-全光时代-光放大，光集成，光分插复用，光交叉连接和光互换。光纤通信特点1 巨大的传播容量10141015Hz数量级微波104105倍梯度多模-数 吉Hz/公里单 模-数百太Hz/公里2 极底的传播衰耗传播中继距离长得多单 模-1310m-0.35dB/km 1550m-0.2dB/km回轴电缆-60MHz -1
2、9 dB/km 市 话-4MHz -20 dB/km3 抗电磁干扰介电材料=电力输配，电气化铁路，雷击多发区，核实验等特殊环境。4 信道串扰小，保密性好少汇漏-无串扰-保密性高5 光缆尺寸小，重量轻，可挠性好外径-125m 套塑1mm24芯（18mm）质量=1/31/10电缆弯曲直径数毫米=易敷设=公用，军用-导弹，舰船，飞机，潜艇通信控制系统资源丰富，成本低廉不锈蚀，耐高温，光纤接头不会产生电火花放电=合用于易燃易爆，有锈蚀环境。合适化工厂，矿井及水下通信控制系统。 光器件寿命-百万小时光纤通信应用类型通信系统的基本构成 信源-发送机-传播通道-接受机-信宿光纤传播方式图光纤传播方式1 传播
3、信号类型光线模拟通信系统 =广播，TV(color)，工业监视，交通监控光纤数字通信系统 PCM数字信号 =广泛2 光调制的方式强度调制直接检测系统 用电信号强度调制光源，接受端用光检器直接检测IM-DD系统光纤模拟/数字通信系统均为此类型通信容量受限外差光纤通信系统=无线通信的外差接受技术 在发送端用电信号调制广源发出的单频光载波 单模光纤传播 在接受端与接受机内部产生的本振光源混频 光检测器检出光载波和本振光之差频的中频电信号 解调出信号3 光纤的传播特性多模光纤通信系统 传播媒质-石英多模梯度光纤 带宽受限140Mbit/s =数据网络，专用网络单模光纤通信系统 传播媒质-石英单模光纤
4、传播容量大，无中继传播距离长 =长途干线网及本地网光纤通信系统4 光波长短波长光纤通信系统 800900nm 中继距离短 =计算机局域网，顾客接入网长波长光纤通信系统 10001600nm 1310nm-石英多模/单模光纤 1550nm-石英单模光纤 -中继距离较长（衰耗最低）超长波长光纤通信系统 非石英系光纤，卤化物 nm-衰耗10-210-5dB/km 1000km无中继传播5 应用范畴公用=电信，广电 光纤市话中继通信系统，光纤长途传播系统，光纤顾客环路系统以及有线电视系统专用=电力，铁道，石油，公路交通，大型厂矿公司，军事6 传播信道数目单信道系统 一根光纤传送一种光波长，采用时分复用
5、（TDM）提高系统传播容量粗波分复用系统（CWDM） 一根光纤传送少量不同光波长(信道间隔20nm) =业务类型繁杂，传播容量多变的城域网密集波分复用系统(DWDM) 一根光纤传送多种不同波长光信号（信道间隔8nm），采用时分复用提高每一波长的传播速率，百倍提高系统容量。光通信技术波及的产品1 光传播设备光端机，光中继机，波分复用终端（10Gbit/s SDH设备，3210Gbit/s 波分复用）功能：电信号转换与调制，光信号的发送与接受，多波长系统的分波与合波2 光纤光缆及附件光纤：多纤集合，加上保护元件构成光缆使用附件：接头盒，终端盒，光配线架，热缩护套产业链：金属，非金属，化工原材料，光
6、纤预制棒，拉丝，成缆。产品：单模光纤非零色散位移光纤（NZ-DSF）（支持DWDM传播）多波长复用低水峰全波光纤（宽带城域网）色散补偿光纤（DCF）（高速率传播色散调节）掺铒光纤（光纤放大器）3 光器件光有源-光源（激光器，发光管）,探测器（光电管，雪崩管）,光信号放大器 分布反馈式激光器，多量子阱激光器，垂直腔面发射激光器（宽带多模光纤系统） 光源+探测器=收发模块光无源-功能：光路活动连接，光信号分路，光功率分派，光的衰减与隔离，光信号的分波和合波 产品：光路由选择器，光纤光栅，陈列波导光栅。 特点：不需电源工作，不进行光电互换。4 测试仪器与专用工具设备测试-误码分析仪，光谱分析仪，光功
7、率计，光多用表。线路工程施工-光时域反射仪(DTDR)，光纤熔接机，剥缆刀具，米勒钳，光纤切割器光传播线路指标1 光缆（光纤）的衰减系数（dB/km）系数规定：单模光纤-1310m-0.30.45dB/km 1550m-0.20.28dB/km多模光纤A1.a-1310(850)mm-0.81.5dB/km A1.b-1310(850)mm-0.82.0dB/km2 光缆（光纤）的色散系统=线路设计（10Gbit/s以上高速率系统需检测）多模光纤无色散指标规定=带宽传播距离（MHzkm）单模光线色散系数指标：12851330nm-3.5ps/nmkm12701340nm- 6ps/nmkm15
8、301565nm-20ps/nmkm非零色散单模光纤（G.655）：G.655A: 0.16ps/nmkmG.655B: 110ps/nmkm 色散系数-传播的光脉冲的展宽和畸变-系统的误码率=误码率-色散特性3 再生段的线路总衰减=再生段内全程光衰减+所有光缆固定连接损耗+活接头的插入 损耗 工程考核线路质量的最重要指标 线路的总衰减规定按再生段全程监测和评价。光纤活动连接器1 活动连接器的基本构造与类型 光纤连接对中方式：套筒式，圆锥式，V型槽式。 类型：FC型金属螺纹丝扣锁紧型 插针与套筒材料：氧化锆陶瓷 插拔次数1000，无磨损，不变形，精确对准。 构造：插头转接器插头 FC/PC连接
9、器插针端面为球面，减少了对灰尘，污染物的敏感性特点：外径2.5mm的圆柱型对中套管，M8螺纹式锁紧机构 FC/UPC,FC/APC连接特点：非常低的反射。（多模光纤也可以制成） 原则：IEC（国际电工委员会） SC型塑料矩形插拔型 材料：高强度工程塑料压制 特点：工艺简朴，生产成本低，插拔操作简便，占用空间位置小。 缺陷：易变形，连接可靠性较差 =非重要光线路连接或，光路测量连接 构造：插头转接器插头 设计特点：PBT材料塑压成型，氧化锆陶瓷作插针体 推挽方式连接和分开=高密度安装场合 多模光纤可制作SPC型和APC型，具有低的回损光 =光接入网，数字通信系统，高密安装配线架。 ST型金属圆柱
10、卡口型 单芯光缆连接器 特性：一种卡口锁紧机构和一种直径2.5mm圆柱形套筒对中机构 构造：插头转接器插头/插座 设计特点：卡口旋转锁紧连接耦合方式，合用现场装配。 特点：良好的反复性，体积小，重量轻。 =通信网和本地网 D型插针体2mm。其她同FC型 LC,MU微型连接器2 活动连接器插针端面 插针和套筒是活动连接器的核心元件，采用氧化锆陶瓷材料 FC端面 PC端面 SPC APC3 光纤跳线类型与连接性能指标 光纤光缆跳线光缆两端面都装上连接器插头，光路的跳线式连接； 桥 接 线 两端连接器插头不同类型或不同端面的跳线 尾 纤 一端装插头，另一端直接连接光器件或设备。 光纤类型单模，多模，
11、数据 插头FC，SC，ST 端面PC，SPC，APC 特点：插入损耗低，回波损耗高；反复性好，互换性好 =长途干线网，城域网，接入网；光纤CATV网，光纤数据网光耦合器用于光功率的合路和分路，多路间的耦合。分路合路数目：Y型耦合器2根光纤 X型或星型耦合器两光纤或多光纤在火焰烧灼下扭转熔融成锥体区重要指标：接口数目，插入衰耗，分光比，隔离度。光衰减器使用条件：接受机输入光功率超过某一范畴或在测量光纤接受机警捷度时原理：调节光衰减片旋转角度，变化反射光与透射光比例来变化光衰减大小类型：衰耗固定，步进式，能持续变化衰减值衰耗器的指标：插入衰耗 ，工作波长，衰耗精度，衰耗变化范畴，步进量衰耗片状在构造如活动连接器的插件中材料：蒸镀金属膜的玻璃片镀膜材料性能及膜厚度-衰耗大小光器件应用前景展望-高速率，大容量，全光解决-小型化，集成化，多功能，低成本化1活动连接器的材料与构造变化 体积变小，材料变换，连接性能提高，连接纤数更多2集成光器件：光分路器，光隔离器，波分复用器，光放大器 =OEIC(光电集成回路)与PIC（光集成器件）4 OEIC微电和光电结合 有源器件（光源
