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1、光纤通信光纤通信发展简史光是电磁波载波频率=带宽=传输信息I960年新光源-激光器一一光通信开端70年贝尔lab-连续震荡半导体激光器一一发展 美国康宁-20dB/km 衰减-光纤一一突破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一一主流展望-全光时代-光放大，光集成，光分插复用，光交叉连接和光交换。 光纤通信特点1. 巨大的传输容量101410 15Hz 数量级微波 10410 5 倍梯度多模 数 吉Hz/公里单 模数百太Hz/公里2. 极底的传输衰耗传输中继距离长得多单 模-1310 m0.35dB/km1550 (im0.2dB/km
2、回轴电缆-60MHz 19 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，核试验等特殊环境。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-125呵套塑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=适用于易燃易爆，有锈蚀环境。适宜化工厂，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组成信源-发送机-传输通道-接收机-信宿光纤传输
3、方式图光纤传输方式1 .传输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，接收端用光检器直接检测一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输在接收端与接收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. 光纤的传输特性多模光纤通信系统传输媒质-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输媒质-石英单
4、模光纤传输容量大，无中继传输距离长=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，用户接入网长波长光纤通信系统10001600nm1310nm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 2000nm衰耗 10-210-5dB/km1000km 无中继传输5. 应用范围公用= 电信，广电光纤市话中继通信系统，光纤长途传输系统，光纤用户环路系统以及 有线电视系统专用= 电力，铁道，石油，公路交通，大型厂矿企业，军事6. 传输信道数目单信道系统一根光纤传送一个光波长，采用时分
5、复用（TDM ）提高系统传输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，传输容量多变的城域网密集波分复用系统（DWDM）一根光纤传送多个不同波长光信号（信道间隔8nm），采用时分复用提高每一波长的传输速率，百倍提高系统容量。光通信技术涉及的产品1. 光传输设备光端机，光中继机，波分复用终端（10Gbit/s SDH 设备，32 OOGbit/s 波分复用）功能：电信号转换与调制，光信号的发送与接收，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
6、材料，光纤预制棒，拉丝，成缆。产品：单模光纤非零色散位移光纤（NZ-DSF ）（支持DWDM 传输）多波长复用低水峰全波光纤（宽带城域网）色散补偿光纤（DCF ）（高速率传输色散调节）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，光功率分配，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，不进行光电交换。4. 测试仪器与专用工具设备测试-误码分析仪，光谱
7、分析仪，光功率计，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，光纤切割器光传输线路指标1. 光缆（光纤）的衰减系数（dB/km ）系数要求：单模光纤-1310 呵0.30.45dB/km1550 （im0.20.28dB/km多模光纤一 A1.a-1310（850）mm-0.81.5dB/kmA1.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要求 =带宽X传输距离（MHz *m ）单模光线色散系数指标：12851330nm-W3.5ps/nm?km12701
8、340nm- 6ps/nm*m15301565nm- 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，探测器）+电子元件=功能全面，功耗低，安装使用方面。光缆类型，结构与材料1. 光缆的分类方式缆芯结构：中心管式一光纤，光纤束或光纤带无绞合直接放到光缆中心位置层绞式一几根，几十根或更多光纤或光纤带子单元围绕中心加强件螺旋绞合（S绞或SZ绞）成一层或几层的光缆骨架式一光纤或光纤带螺旋绞合后置于塑料骨架槽中成缆线路敷设：架空 管道直埋 隧道水底缆中光纤状态：松套一有一定自由移动空间，有利于减小外界机械应力对图覆光纤影响紧套一直径小，重量轻，易剥离，敷设和
9、连接，高拉伸应力会直接影响光纤的衰减等性能。半松半紧使用环境和场合：室外一足够的机械强度，防渗水能力，良好的温度特性室内一结构紧凑，轻便柔软，阻燃性能网络层次：长途一省际一级干线，省内二级干线市内一长途端局与市话局以及市话局之间的中继线路接入网一市话端局到用户间的线路特殊用途：电力光缆，阻燃光缆，防蚁光缆2. 光缆的结构类型室外光缆层绞式一由多根二次被覆光纤松套管（或部分填充绳）绕中心金属加强件绞合成圆整的缆芯，缆芯外先纵包复合铝带并挤上聚乙烯内护套，纵包阻水带和双面覆膜皱纹钢（铝）带加上一层聚乙烯外护层组成。-分离光纤层绞式和光纤带层绞式结构特点：容纳的光纤数多，光缆中光纤余长易控制，光缆的
10、机械，环 境性能好，适宜直埋，管道敷设，也可以架空敷设。结构缺点：结构工艺设备较复杂，生产工艺环节较繁琐，材料消耗多。中心管式一由一根二次光纤松套管或螺旋形光纤松套管无绞合直接放在缆中心，纵包阻水带和双面覆塑钢（铝）带，两根平行加强圆磷化碳钢丝或玻璃钢圆棒位于聚乙烯护层中组成。-分离光纤中心管式光缆或光纤带中心管式光缆优点：结构简单，制造工艺简捷，光缆截面小，重量轻=架空敷设，管道，直埋缺点：缆中管线芯数受限（分离 -12 ;光纤束-36 ;光纤带-216 ）;松套 管挤塑工艺中松套管冷却不够，成品光缆中松套管会出现后缩， 光缆中光纤余长不易控制骨架式一干式光纤带光缆=将光纤带以矩阵形式置于 U型螺旋骨架槽或SZ螺旋骨架槽中，阻水带以绕包方式缠绕在骨架上，使
