1、11 光纖通信發(fā)展(fzhn)的歷史和現(xiàn)狀 1.1.1 探索時期的光通信 1.1.2 現(xiàn)代光纖通信 1.1.3 國內(nèi)外光纖通信發(fā)展的現(xiàn)狀1 2 光纖通信的優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用 1.2.1 光通信與電通信 1.2.2 光纖通信的優(yōu)點(diǎn) 1.2.3 光纖通信的應(yīng)用1 3 光纖通信系統(tǒng)的基本組成 1.3.1 發(fā)射和接收 1.3.2 基本光纖傳輸系統(tǒng) 1.3.3 數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng)第 1 章 概 論返回(fnhu)主目錄共一百零六頁1.1 光纖通信(un xin tn xn)發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀 1.1.1 探索時期的光通信 在這個(zh ge)時期，美國麻省理工學(xué)院利用He - Ne激光器和CO2激光器進(jìn)行

2、了大氣激光通信試驗(yàn)。由于沒有找到穩(wěn)定可靠和低損耗的傳輸介質(zhì)， 對光通信的研究曾一度走入了低潮。 1960年，美國人梅曼(Maiman)發(fā)明了第一臺紅寶石激光器， 給光通信帶來了新的希望。激光器的發(fā)明和應(yīng)用， 使沉睡了80年的光通信進(jìn)入一個嶄新的階段。 1880年，美國人貝爾(Bell)發(fā)明了用光波作載波傳送話音的“光電話”。貝爾光電話是現(xiàn)代光通信的雛型。 原始形式的光通信:中國古代用“烽火臺”報(bào)警，歐洲人用旗語傳送信息。 共一百零六頁 1.1.2 現(xiàn)代光纖通信 1966年，英籍華裔學(xué)者高錕(C.K.Kao)和霍克哈姆(C.A.Hockham)發(fā)表(fbio)了關(guān)于傳輸介質(zhì)新概念的論文，指出了利

3、用光纖(Optical Fiber)進(jìn)行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g(shù)途徑，奠定了現(xiàn)代光通信光纖通信的基礎(chǔ)。 指明通過(tnggu)“原材料的提純制造出適合于長距離通信使用的低損耗光纖”這一發(fā)展方向共一百零六頁光纖通信(un xin tn xn)發(fā)明家高錕(左)1998年在英國接受IEE授予的獎?wù)鹿惨话倭懔?1970年，光纖研制取得了重大突破 1970年，美國康寧(Corning)公司研制成功損耗20dB/km的石英光纖。把光纖通信的研究開發(fā)推向一個新階段。 1972年，康寧公司高純石英多模光纖損耗降低到4 dB/km。 1973 年，美國貝爾(Bell)實(shí)驗(yàn)室的光纖損耗降低到2.5dB/km。19

4、74 年降低到1.1dB/km。 1976 年，日本(r bn)電報(bào)電話(NTT)公司將光纖損耗降低到0.47 dB/km(波長1.2m)。 在以后的 10 年中，波長為1.55 m的光纖損耗： 1979 年是0.20 dB/km，1984年是0.157 dB/km，1986 年是0.154 dB/km， 接近了光纖最低損耗的理論極限。 共一百零六頁 1970 年，光纖通信用光源取得了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展 1970年，美國貝爾實(shí)驗(yàn)室、日本電氣公司(NEC)和前蘇聯(lián)先后，研制成功室溫下連續(xù)振蕩的鎵鋁砷(GaAlAs)雙異質(zhì)結(jié)半導(dǎo)體激光器(短波長)。雖然壽命只有幾個小時，但它為半導(dǎo)體激光器的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)

5、。 1973 年，半導(dǎo)體激光器壽命達(dá)到7000小時。 1976年，日本電報(bào)電話公司研制成功發(fā)射(fsh)波長為1.3 m的銦鎵砷磷(InGaAsP)激光器。 1977 年，貝爾實(shí)驗(yàn)室研制的半導(dǎo)體激光器壽命達(dá)到10萬小時。 1979年美國電報(bào)電話(AT&T)公司和日本電報(bào)電話公司研制成功發(fā)射波長為1.55 m的連續(xù)振蕩半導(dǎo)體激光器。 由于光纖和半導(dǎo)體激光器的技術(shù)進(jìn)步，使 1970 年成為光纖通信(un xin tn xn)發(fā)展的一個重要里程碑共一百零六頁 實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的發(fā)展 1976 年，美國在亞特蘭大(Atlanta)進(jìn)行了世界上第一個實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗(yàn)。 1980 年，美國標(biāo)準(zhǔn)化

6、FT - 3光纖通信系統(tǒng)投入商業(yè)應(yīng)用。 1976 年和 1978 年，日本先后進(jìn)行了速率為34 Mb/s的突變型多模光纖通信系統(tǒng)， 以及速率為100 Mb/s的漸變型多模光纖通信系統(tǒng)的試驗(yàn)。 1983年敷設(shè)了縱貫日本南北的光纜長途干線。 隨后，由美、日、 英、法發(fā)起的第一條橫跨大西洋 TAT-8海底光纜通信系統(tǒng)于1988年建成。 第一條橫跨太平洋 TPC-3/HAW-4 海底光纜通信系統(tǒng)于1989年建成。從此(cngc)，海底光纜通信系統(tǒng)的建設(shè)得到了全面展開，促進(jìn)了全球通信網(wǎng)的發(fā)展。共一百零六頁光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為三個階段： 第一階段(19661976年)，這是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)(shn

7、gy)應(yīng)用的開發(fā)時期。 第二階段(19761986年)，這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標(biāo)和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時期。 第三階段(19861996年)，這是以超大容量超長距離為目標(biāo)、全面深入開展新技術(shù)研究的時期。共一百零六頁 1.1.3 國內(nèi)外光纖通信發(fā)展的現(xiàn)狀 1976年美國在亞特蘭大進(jìn)行的現(xiàn)場試驗(yàn)，標(biāo)志著光纖通信從基礎(chǔ)研究發(fā)展到了商業(yè)應(yīng)用的新階段。 此后，光纖通信技術(shù)不斷創(chuàng)新：光纖從多模發(fā)展到單模，工作波長從0.85 m發(fā)展到1.31 m和1.55 m(短波長向長波長），傳輸速率從幾十Mb/s發(fā)展到幾十Gb/s。 隨著技術(shù)的進(jìn)步(jnb)和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)的形成，光纖價格不斷下降，應(yīng)用范

8、圍不斷擴(kuò)大。 目前光纖已成為信息寬帶傳輸?shù)闹饕劫|(zhì)，光纖通信系統(tǒng)將成為未來國家信息基礎(chǔ)設(shè)施的支柱。 在許多發(fā)達(dá)國家，生產(chǎn)光纖通信產(chǎn)品的行業(yè)已在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位。共一百零六頁光纖通信(un xin tn xn)整體發(fā)展時間表1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 100000 10000 1000 100 10 1 0.1 0.8m多模1.3m單模1.55m直接檢測光孤子光放大器1.55m相干檢測系統(tǒng)性能(Gb/sKm）共一百零六頁1.2 光纖通信的優(yōu)點(diǎn)(yudin)和應(yīng)用 1.2.1 光通信與電通信 通信系統(tǒng)的傳輸容量取決于對載波

9、調(diào)制的頻帶寬度，載波頻率越高，頻帶寬度越寬。光通信的主要特點(diǎn) 載波頻率高；頻帶寬度寬（圖 1.1 ） 光通信利用的傳輸媒質(zhì)-光纖，可以在寬波長范圍(fnwi)內(nèi)獲得很小的損耗。 （圖 1.2 ）共一百零六頁圖 1.1 部分(b fen)電磁波頻譜共一百零六頁圖 1.2 各種傳輸(chun sh)線路的損耗特性 共一百零六頁 1.2.2 光纖通信的優(yōu)點(diǎn) 容許頻帶很寬，傳輸容量很大 損耗很小， 中繼距離很長且誤碼率很小 重量輕、 體積小 抗電磁干擾性能好 泄漏(xilu)小， 保密性能好 節(jié)約金屬材料， 有利于資源合理使用共一百零六頁 1.2.3 光纖通信的應(yīng)用 光纖可以傳輸數(shù)字信號，也可以傳輸模

10、擬信號。光纖在通信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)，以及在其它數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(xtng)中， 都得到了廣泛應(yīng)用。光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速， 是當(dāng)前研究開發(fā)應(yīng)用的主要目標(biāo)。 光纖通信的各種應(yīng)用可概括如下： 通信網(wǎng) 構(gòu)成(guchng)因特網(wǎng)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng) 有線電視網(wǎng)的干線和分配網(wǎng) 綜合業(yè)務(wù)光纖接入網(wǎng)共一百零六頁 ATMInternet骨干網(wǎng)DDN/ FRPSTN/ISDNTV業(yè)務(wù)(yw)分配節(jié)點(diǎn)(COT)業(yè)務(wù)(yw)接入節(jié)點(diǎn)（RT）網(wǎng)管SNMP與電信網(wǎng)管中心相連Q3100/1000ME1/BRA/PRA155M622M SDH典型應(yīng)用之一：寬帶綜合業(yè)務(wù)光纖接入系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)共一百零六頁典型

11、應(yīng)用(yngyng)之二：作為校園網(wǎng)的骨干傳輸網(wǎng)共一百零六頁1.3 光纖通信(un xin tn xn)系統(tǒng)的基本組成 下圖示出單向傳輸?shù)墓饫w通信系統(tǒng)，包括發(fā)射(fsh)、接收和作為廣義信道的基本光纖傳輸系統(tǒng)。共一百零六頁 基本光纖傳輸(chun sh)系統(tǒng)的三個組成部分1、光發(fā)送機(jī)組成(z chn)框圖： 光 源調(diào)制器通道耦合器電信號輸入光輸出驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)參數(shù)：發(fā)送功率，dbm概念光源光譜特性：輸出光功率足夠大，調(diào)制頻率足夠高，譜線寬度和光束發(fā)散角盡可能小，輸出功率和波長穩(wěn)定， 器件壽命長共一百零六頁 2. 光纖線路 功能：是把來自光發(fā)射機(jī)的光信號，以盡可能小的畸變(失真)和衰減傳輸?shù)焦饨邮?/p>

12、機(jī) 組成:光纖、光纖接頭和光纖連接器 低損耗 “窗口”：普通石英光纖在近紅外波段，除雜質(zhì)吸收(xshu)峰外，其損耗隨波長的增加而減小，在0.85 m、1.31 m和1.55 m有三個損耗很小的波長“窗口”，見后圖。 光源激光器的發(fā)射波長和光檢測器光電二極管的波長響應(yīng)，都要和光纖這三個波長窗口相一致。 目前在實(shí)驗(yàn)室條件下，1.55 m的損耗已達(dá)到0.154 dB/km， 接近石英光纖損耗的理論極限。共一百零六頁0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5衰減(shui jin)（dB/km）第一窗口第二窗口波長(bchng)（m）普通單模光纖的衰減隨波長變化示意圖6

13、5 4 3 2 10。40。2第三窗口 C 波段15251565nm 1.57 1.62 L波段共一百零六頁3、光接收機(jī)功能：是把從光纖線路輸出、產(chǎn)生畸變和衰減的微弱(wiru)光信號轉(zhuǎn)換為電信號，并經(jīng)放大和處理后恢復(fù)成發(fā)射前的電信號組成部分：耦合器，光電檢測器，解調(diào)器組成框圖：電子電路光輸入耦合器光電檢測器解調(diào)器電信號輸出結(jié)構(gòu)參數(shù)：接收機(jī)靈敏度，定為BER10-9條件(tiojin)下，所要 求的最小平無接收功率。檢測方式：直接檢測和外差檢測共一百零六頁 1.3.3 數(shù)字通信系統(tǒng)和模擬通信系統(tǒng) 數(shù)字通信系統(tǒng)用參數(shù)取值離散的信號(如脈沖的有和無、電 平的高和低等)代表信息(xnx)，強(qiáng)調(diào)的是信

14、號和信息(xnx)之間的一一對應(yīng)關(guān)系； 模擬通信系統(tǒng)則用參數(shù)取值連續(xù)的信號代表信息，強(qiáng)調(diào)的是變換過程中信號和信息之間的線性關(guān)系。 這種基本特征決定著兩種通信方式的優(yōu)缺點(diǎn)和不同時期的發(fā)展趨勢。共一百零六頁 數(shù)字通信系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)如下： 抗干擾能力強(qiáng)，傳輸質(zhì)量好。 可以用再生中繼，傳輸距離長。 適用各種業(yè)務(wù)(yw)的傳輸，靈活性大。 容易實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度的保密通信。 數(shù)字通信系統(tǒng)大量采用數(shù)字電路，易于集成，從而實(shí)現(xiàn)小型化、微型化，增強(qiáng)設(shè)備可靠性，有利于降低成本。 模擬通信系統(tǒng)(xtng)的優(yōu)點(diǎn) 占用帶寬較窄外，電路簡單易于實(shí)現(xiàn)、價格便宜等。共一百零六頁2.1 光纖結(jié)構(gòu)和類型 2.1.1 光纖結(jié)構(gòu) 2.1.2

15、 光纖類型2.2 光纖傳輸原理 2.2.1 幾何光學(xué)方法 2.2.2 光纖傳輸?shù)牟▌永碚?lln)2.3 光纖傳輸特性 2.3.1 光纖色散 2.3.2 光纖損耗 2.3.3 光纖標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用2.4 光纜 2.4.1 光纜基本要求 2.4.2 光纜結(jié)構(gòu)和類型 2.4.3 光纜特性2.5 光纖特性測量方法 2.5.1 損耗測量 2.5.2 帶寬測量 2.5.3 色散測量 2.5.4 截止波長測量第 2 章 光纖和光纜(un ln)返回主目錄共一百零六頁2.1 光纖結(jié)構(gòu)和類型 2.1.1 光纖結(jié)構(gòu) 光纖（Optical Fiber）是由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細(xì)絲。 纖芯的折射率比包層

16、稍高，損耗比包層更低，光能量(nngling)主要在纖芯內(nèi)傳輸。 包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起一定的機(jī)械保護(hù)作用。 設(shè)纖芯和包層的折射率分別為n1和n2，光能量在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件是n1n2。共一百零六頁圖2.1 光纖的外形共一百零六頁 2.1.2 光纖類型(lixng) 光纖種類很多，這里只討論作為信息傳輸波導(dǎo)用的由高純度石英（SiO2）制成的光纖。實(shí)用光纖主要有三種基本類型， 突變型多模光纖（Step-Index Fiber, SIF） 漸變型多模光纖（Graded-Index Fiber, GIF） 單模光纖（Single-Mode Fiber, SMF） 相對于單模光纖而言

17、，突變型光纖和漸變型光纖的纖芯直徑都很大，可以容納數(shù)百個模式，所以稱為多模光纖共一百零六頁 圖 2.2三種基本(jbn)類型的光纖(a) 突變型多模光纖； (b) 漸變型多模光纖； （c） 單模光纖 共一百零六頁 圖 2.3典型特種單模光纖 (a) 雙包層； (b) 三角芯； (c) 橢圓芯 特種單模光纖 最有用的若干典型特種單模光纖的橫截面結(jié)構(gòu)和折射率分布(fnb)示于圖2.3，這些光纖的特征如下。 雙包層光纖 色散平坦光纖（DispersionFlattened Fiber, DFF） 色散移位光纖（DispersionShifted Fiber, DSF） 三角芯光纖 橢圓芯光纖 雙折射

18、光纖或偏振保持光纖。 共一百零六頁主要用途： 突變型多模光纖只能用于小容量短距離系統(tǒng)。 漸變型多模光纖適用(shyng)于中等容量中等距離系統(tǒng)。 單模光纖用在大容量長距離的系統(tǒng)。 特種單模光纖大幅度提高光纖通信系統(tǒng)的水平 1.55m色散移位光纖實(shí)現(xiàn)了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超長距離系統(tǒng)。 色散平坦光纖適用于波分復(fù)用系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以把傳輸容量提高幾倍到幾十倍。 三角芯光纖有效面積較大，有利于提高輸入光纖的光功率，增加傳輸距離。 偏振保持光纖用在外差接收方式的相干光系統(tǒng)， 這種系統(tǒng)最大優(yōu)點(diǎn)是提高接收靈敏度，增加傳輸距離。 共一百零六頁2.2 光纖傳輸(chun sh)原理分析光

19、纖傳輸原理的常用方法： 幾何(j h)光學(xué)法 麥克斯韋波動方程法共一百零六頁 2.2.1 幾何光學(xué)方法 幾何光學(xué)法分析問題的兩個出發(fā)點(diǎn) 數(shù)值孔徑 時間延遲 通過分析光束在光纖中傳播的空間分布和時間(shjin)分布 幾何光學(xué)法分析問題的兩個角度 突變型多模光纖 漸變型多模光纖共一百零六頁 圖 2.4 突變型多模光纖的光線傳播原理1. 突變型多模光纖 數(shù)值孔徑 為簡便起見，以突變型多模光纖的交軸(子午)光線為例，進(jìn)一步討論光纖的傳輸條件。 設(shè)纖芯和包層折射率分別(fnbi)為n1和n2，空氣的折射率n0=1， 纖芯中心軸線與z軸一致， 如圖2.4。 光線在光纖端面以小角度從空氣入射到纖芯(n0n

20、2)。 共一百零六頁 改變角度，不同相應(yīng)的光線將在纖芯與包層交界面發(fā)生反射或折射。 根據(jù)全反射原理， 存在一個臨界角c。 當(dāng)c時，相應(yīng)的光線將在交界面折射進(jìn)入包層并逐漸消失，如光線3。 由此可見，只有在半錐角為c的圓錐內(nèi)入射的光束才能在光纖中傳播。 共一百零六頁 根據(jù)這個傳播條件(tiojin)，定義臨界角c的正弦為數(shù)值孔徑(Numerical Aperture, NA)。根據(jù)定義和斯奈爾定律 NA=n0sinc=n1cosc ， n1sinc =n2sin90 (2.2)n0=1，由式（2.2）經(jīng)簡單計(jì)算得到 式中=(n1-n2)/n1為纖芯與包層相對折射率差。 NA表示光纖接收和傳輸光的能

21、力，NA(或c)越大，光纖接收光的能力越強(qiáng)，從光源到光纖的耦合效率越高。 對于無損耗光纖，在c內(nèi)的入射光都能在光纖中傳輸。 NA越大， 纖芯對光能量的束縛越強(qiáng)，光纖抗彎曲性能越好; 但NA越大，經(jīng)光纖傳輸后產(chǎn)生的信號畸變越大，因而限制了信息傳輸容量。 所以要根據(jù)實(shí)際使用場合(chng h)，選擇適當(dāng)?shù)腘A。 (2.3)共一百零六頁時間延遲 根據(jù)圖2.4，入射角為的光線在長度為L(ox)的光纖中傳輸，所經(jīng)歷的路程為l(oy)， 在不大(b d)的條件下，其傳播時間即時間延遲為 式中c為真空中的光速(un s)。由式(2.4)得到最大入射角(=c)和最小入射角(=0)的光線之間時間延遲差近似為 (

22、2.4)(2.5) 這種時間延遲差在時域產(chǎn)生脈沖展寬，或稱為信號畸變。 由此可見，突變型多模光纖的信號畸變是由于不同入射角的光線經(jīng)光纖傳輸后，其時間延遲不同而產(chǎn)生的。共一百零六頁2.3 光纖傳輸(chun sh)特性 產(chǎn)生信號畸變的主要(zhyo)原因是光纖中存在色散，損耗和色散是光纖最重要的傳輸特性： 損耗限制系統(tǒng)的傳輸距離 色散則限制系統(tǒng)的傳輸容量共一百零六頁 2.3.1 光纖色散 1. 色散、 帶寬和脈沖展寬 色散(Dispersion)是在光纖中傳輸?shù)墓庑盘枺捎诓煌煞?chng fn)的光的時間延遲不同而產(chǎn)生的一種物理效應(yīng)。 色散的種類： 模式色散 材料色散 波導(dǎo)色散共一百零六頁

23、1. 損耗(snho)的機(jī)理 圖2.15是單模光纖的損耗譜，圖中示出各種機(jī)理產(chǎn)生的損耗與波長的關(guān)系，這些機(jī)理包括吸收損耗和散射損耗兩部分。 吸收損耗 是由SiO2材料引起的固有吸收和由雜質(zhì)引起的吸收產(chǎn)生的。 散射損耗 主要由材料微觀密度不均勻引起的瑞利(Rayleigh )散射和由光纖結(jié)構(gòu)缺陷(如氣泡)引起的散射產(chǎn)生的。 瑞利散射損耗是光纖的固有損耗，它決定著光纖損耗的最低理論極限。 共一百零六頁圖 2.15 單模光纖損耗譜， 示出各種( zhn)損耗機(jī)理 共一百零六頁 由圖2.16看到：從多模突變型(SIF)、漸變型(GIF)光纖到單模(SMF)光纖，損耗依次減小。 從色散的討論中看到：從多

24、模SIF、 GIF光纖到SMF光纖，色散依次減小(帶寬依次增大)。 單模石英光纖的零色散波長(bchng)在1.31 m，還可以把零色散波長從1.31 m移到1.55m，實(shí)現(xiàn)帶寬最大損耗最小的傳輸。 正因?yàn)檫@些特性， 使光纖通信從SIF、GIF光纖發(fā)展到SMF光纖，從短波長(0.85 m)“窗口”發(fā)展到長波長(1.31 m和1.55 m)“窗口”，使系統(tǒng)技術(shù)水平不斷提高。 共一百零六頁 圖 2.16光纖損耗譜(a) 三種實(shí)用(shyng)光纖； (b) 優(yōu)質(zhì)單模光纖 共一百零六頁2.3.3 光纖標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用 G.651多模漸變型(GIF)光纖 應(yīng)用于中小容量、中短距離的通信系統(tǒng)。 G.652常規(guī)

25、單模光纖 是第一代單模光纖，其特點(diǎn)是在波長1.31 m色散為零，系統(tǒng)的傳輸距離只受損耗的限制。 G.653色散移位(y wi)光纖 是第二代單模光纖，其特點(diǎn)是在波長1.55 m色散為零，損耗又最小。這種光纖適用于大容量長距離通信系統(tǒng)。 G.654 1.55 m損耗最小的單模光纖 其特點(diǎn)是在波長1.31 m色散為零，在1.55 m色散為1720 ps/(nmkm)，和常規(guī)單模光纖相同，但損耗更低，可達(dá)0.20 dB/km以下。 色散補(bǔ)償光纖 其特點(diǎn)是在波長1.55 m具有大的負(fù)色散。 G.655非零色散光纖 是一種改進(jìn)的色散移位光纖。共一百零六頁表2.3 光纖特性(txng)的標(biāo)準(zhǔn)共一百零六頁共

26、一百零六頁2.4 光纜(un ln) 2.4.1 光纜基本要求 保護(hù)光纖固有(gyu)機(jī)械強(qiáng)度的方法，通常是采用塑料被覆和應(yīng)力篩選。 光纖從高溫拉制出來后，要立即用軟塑料進(jìn)行一次被覆和應(yīng)力篩選，除去斷裂光纖，并對成品光纖用硬塑料進(jìn)行二次被覆。 二次被覆光纖有緊套、松套、大套管和帶狀線光纖四種，見圖2.18。 應(yīng)力篩選條件直接影響光纖的使用壽命。 設(shè)對光纖進(jìn)行拉伸應(yīng)力篩選時，施加的應(yīng)力為p，作用時間為tp(設(shè)為1s)； 長期使用時，容許施加的應(yīng)力為r，作用時間為tr，斷裂概率為106km一個斷裂點(diǎn)。理論推算得到的容許作用時間(光纖使用壽命)tr 和應(yīng)力比r/p的關(guān)系示于圖2.17。 共一百零六頁

27、圖 2.17 光纖使用壽命和應(yīng)力(yngl)比的關(guān)系共一百零六頁 圖 2.18二次被覆(bif)光纖(芯線)簡圖 (a) 緊套； (b) 松套； (c) 大套管； (d) 帶狀線 共一百零六頁 2.4.2 光纜結(jié)構(gòu)和類型 光纜一般由纜芯和護(hù)套兩部分組成，有時在護(hù)套外面加有鎧裝(ki zhun)。 1. 纜芯 纜芯通常包括被覆光纖(或稱芯線)和加強(qiáng)件兩部分。 被覆光纖是光纜的核心，決定著光纜的傳輸特性。 加強(qiáng)件起著承受光纜拉力的作用，通常處在纜芯中心，有時配置在護(hù)套中。 共一百零六頁圖 2.20光纜(un ln)類型的典型實(shí)例 (a) 6芯緊套層絞式光纜(架空、管道)；(b) 12芯松套層絞式光

28、纜(直埋防蟻)；(c) 12芯骨架式光纜(直埋)；(d) 648芯束管式光纜(直埋)；(e) 108芯帶狀光纜；(f) LXE束管式光纜(架空、管道、直埋)；(g) 淺海光纜；(h) 架空地線復(fù)合光纜(OPGW)共一百零六頁光纜 的基本型式層絞式 把松套光纖繞在中心加強(qiáng)件周圍絞合而構(gòu)成。 骨架式 把緊套光纖或一次被覆光纖放入中心加強(qiáng)件周圍的螺旋形塑料骨架凹槽內(nèi)而構(gòu)成。 中心束管式 把一次被覆光纖或光纖束放入大套管中， 加強(qiáng)件配置在套管周圍而構(gòu)成。帶狀式 把帶狀光纖單元放入大套管內(nèi)， 形成(xngchng)中心束管式結(jié)構(gòu)，也可以把帶狀光纖單元放入骨架凹槽內(nèi)或松套管內(nèi)， 形成(xngchng)骨架

29、式或?qū)咏g式結(jié)構(gòu)。共一百零六頁 2. 護(hù)套 護(hù)套起著對纜芯的機(jī)械保護(hù)和環(huán)境保護(hù)作用，要求具有良好的抗側(cè)壓力性能及密封防潮和耐腐蝕的能力。 護(hù)套通常由聚乙烯或聚氯乙烯(PE或PVC)和鋁帶或鋼帶構(gòu)成。 根據(jù)使用條件光纜可以分為： 室內(nèi)(sh ni)光纜、架空光纜、埋地光纜和管道光纜等。 特種光纜常見的有：電力網(wǎng)使用的架空地線復(fù)合光纜(OPGW)， 跨越海洋的海底光纜，易燃易爆環(huán)境使用的阻燃光纜以及各種不同條件下使用的軍用光纜等。 共一百零六頁 2.4.3 光纜特性(txng) 拉力特性 壓力特性 彎曲特性 溫度特性共一百零六頁2.5 光纖特性(txng)測量方法 光纖的特性(txng)參數(shù)很多，基

30、本上可分為幾何特性、光學(xué)特性和傳輸特性三類。 幾何特性包括纖芯與包層的直徑、偏心度和不圓度； 光學(xué)特性主要有折射率分布、數(shù)值孔徑、模場直徑和截止波長； 傳輸特性主要有損耗、帶寬和色散。 共一百零六頁 損耗測量 光纖損耗測量有兩種基本方法：一種是測量通過光纖的傳輸光功率，稱剪斷(jin dun)法和插入法；另一種是測量光纖的后向散射光功率，稱后向散射法。 帶寬測量 光纖帶寬測量有時域和頻域兩種基本方法。 時域法是測量通過光纖的光脈沖產(chǎn)生(chnshng)的脈沖展寬，又稱脈沖法； 頻域法是測量通過光纖的頻率響應(yīng)，又稱掃頻法。 色散測量 光纖色散測量有相移法、脈沖時延法和干涉法等。共一百零六頁第3章

31、 光波(gungb)分復(fù)用技術(shù) 隨著人類社會信息時代的到來，對通信的需求呈現(xiàn)加速增長的趨勢。 發(fā)展迅速的各種新型業(yè)務(wù)(特別是高速數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù))對通信網(wǎng)的帶寬(或容量)提出了更高的要求。 為了適應(yīng)通信網(wǎng)傳輸容量的不斷增長和滿足網(wǎng)絡(luò)交互性、靈活性的要求，產(chǎn)生了各種復(fù)用技術(shù)。 在光纖通信系統(tǒng)中除了大家(dji)熟知的時分復(fù)用(TDM)技術(shù)外， 還出現(xiàn)了其他的復(fù)用技術(shù)，例如光時分復(fù)用(OTDM)、光波分復(fù)用(WDM)、 光頻分復(fù)用(OFDM)以及副載波復(fù)用(SCM)技術(shù)。共一百零六頁 3.1 光波分復(fù)用原理 1. WDM的概念 光波分復(fù)用(WDM： Wavelength Division Multi

32、plexing)技術(shù)是在一根光纖中同時傳輸多個波長光信號的一項(xiàng)技術(shù)。 光波分復(fù)用（WDM）的基本原理是：在發(fā)送端將不同波長的光信號組合起來(復(fù)用)，并耦合到光纜線路上的同一根光纖中進(jìn)行傳輸，在接收端又將組合波長的光信號分開(解復(fù)用)，并作進(jìn)一步處理，恢復(fù)出原信號后送入不同的終端，因此將此項(xiàng)技術(shù)稱為(chn wi)光波長分割復(fù)用， 簡稱光波分復(fù)用技術(shù)。共一百零六頁 圖7.6 中心波長在1.3 m和1.55 m的硅光纖低損耗傳輸窗口 (插圖表示1.55 m傳輸窗口的多信道復(fù)用)共一百零六頁 光纖的帶寬有多寬？ 如圖7.6所示，在光纖的兩個低損耗傳輸窗口： 波長為1.31 m(1.251.35m)的

33、窗口，相應(yīng)的帶寬(|f|=|-c/2|, 和分別為中心波長和相應(yīng)的波段寬度， c為真空中光速)為17700 GHz； 波長為1.55 m(1.501.60 m)的窗口， 相應(yīng)的帶寬為12500 GHz。 兩個窗口合在一起，總帶寬超過30THz。如果信道頻率間隔為10 GHz， 在理想情況下， 一根光纖可以容納3000個信道。 由于目前一些光器件與技術(shù)還不十分成熟，因此(ync)要實(shí)現(xiàn)光信道十分密集的光頻分復(fù)用(OFDM)還較為困難。在這種情況下，人們把在同一窗口中信道間隔較小的波分復(fù)用稱為密集波分復(fù)用(DWDM：Dense Wavelength Division Multiplexing)。

34、共一百零六頁 目前(mqin)該系統(tǒng)是在1550 nm波長區(qū)段內(nèi)，同時用8，16或更多個波長在一對光纖上(也可采用單光纖)構(gòu)成的光通信系統(tǒng)，其中各個波長之間的間隔為1.6 nm、 0.8 nm或更低，約對應(yīng)于200 GHz, 100 GHz或更窄的帶寬。 WDM、 DWDM和OFDM在本質(zhì)上沒有多大區(qū)別 以往技術(shù)人員習(xí)慣采用WDM 和DWDM來區(qū)分是1310/1550 nm 簡單復(fù)用還是在1550 nm波長區(qū)段內(nèi)密集復(fù)用，但目前在電信界應(yīng)用時，都采用DWDM技術(shù)。 由于1310/1550 nm的復(fù)用超出了EDFA的增益范圍，只在一些專門場合應(yīng)用，所以經(jīng)常用WDM這個更廣義的名稱來代替DWDM。

35、共一百零六頁 WDM技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)升級、發(fā)展寬帶業(yè)務(wù)(如CATV， HDTV 和IP over WDM等)、充分挖掘光纖帶寬潛力(qinl)、實(shí)現(xiàn)超高速光纖通信等具有十分重要意義，尤其是WDM加上EDFA更是對現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)具有強(qiáng)大的吸引力。 目前，“摻鉺光纖放大器(EDFA)+密集波分復(fù)用(WDM)+非零色散光纖(NZDSF，即G.655光纖)+光子集成(PIC)”正成為國際上長途高速光纖通信線路的主要技術(shù)方向。共一百零六頁 如果一個區(qū)域內(nèi)所有(suyu)的光纖傳輸鏈路都升級為WDM傳輸， 我們就可以在這些WDM鏈路的交叉(結(jié)點(diǎn))處設(shè)置以波長為單位對光信號進(jìn)行交叉連接的光交叉連接設(shè)備(OXC)，或

36、進(jìn)行光上下路的光分插復(fù)用器(OADM)，則在原來由光纖鏈路組成的物理層上面就會形成一個新的光層。 在這個光層中，相鄰光纖鏈路中的波長通道可以連接起來，形成一個跨越多個OXC和OADM的光通路，完成端到端的信息傳送，并且這種光通路可以根據(jù)需要靈活、動態(tài)地建立和釋放，這就是目前引人注目的、 新一代的WDM全光網(wǎng)絡(luò)。共一百零六頁 2. WDM系統(tǒng)的基本形式 光波分復(fù)用器和解復(fù)用器是WDM技術(shù)中的關(guān)鍵部件，將不同波長的信號結(jié)合在一起經(jīng)一根光纖輸出的器件稱為復(fù)用器(也叫合波器)。 反之，經(jīng)同一傳輸光纖送來的多波長信號分解為各個波長分別輸出的器件稱為解復(fù)用器(也叫分波器)。 從原理上講， 這種器件是互易的

37、(雙向可逆)，即只要將解復(fù)用器的輸出端和輸入端反過來使用， 就是復(fù)用器。 因此復(fù)用器和解復(fù)用器是相同的(除非(chfi)有特殊的要求)。 共一百零六頁 WDM系統(tǒng)的基本構(gòu)成主要有以下兩種形式：雙纖單向傳輸和單纖雙向傳輸。 (1) 雙纖單向傳輸。 單向WDM傳輸是指所有光通路同時在一根光纖上沿同一方向傳送。 如圖7.7所示，在發(fā)送端將載有各種信息的、具有不同(b tn)波長的已調(diào)光信號1,2,n通過光復(fù)用器組合在一起，并在一根光纖中單向傳輸。 由于各信號是通過不同光波長攜帶的，因而彼此之間不會混淆。 在接收端通過光解復(fù)用器將不同波長的信號分開， 完成多路光信號傳輸?shù)娜蝿?wù)。 反方向通過另一根光纖傳

38、輸?shù)脑砼c此相同。 共一百零六頁 圖7.7 雙纖單向WDM傳輸共一百零六頁 (2) 單纖雙向傳輸。 雙向WDM傳輸是指光通路在一根光纖上同時向兩個不同的方向傳輸。如圖7.8所示，所用(su yn)波長相互分開， 以實(shí)現(xiàn)雙向全雙工的通信。 圖7.8 單纖雙向WDM傳輸共一百零六頁4.1 通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢4.2 光接入網(wǎng)第 4 章 光纖通信(un xin tn xn)網(wǎng)絡(luò)返回(fnhu)主目錄共一百零六頁4.1 通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢 通信網(wǎng)總的發(fā)展趨勢是數(shù)字化、綜合化和寬帶化。與光纖通信關(guān)系最為密切的是寬帶化，這是人類社會發(fā)展到信息時代的迫切需求， 也是科技進(jìn)步的必然產(chǎn)物(chnw)。 數(shù)字化就是在通

39、信網(wǎng)的各個部分(核心網(wǎng)和接入網(wǎng))及各個環(huán)節(jié)(傳輸、交換、接入、終端等)全面采用數(shù)字技術(shù)。 目前核心網(wǎng)(或稱骨干網(wǎng))已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化，采用了數(shù)字傳輸和數(shù)字交換技術(shù)，其優(yōu)越性已十分明顯。 共一百零六頁 接入網(wǎng)的情況比較復(fù)雜，模擬的東西還大量(dling)存在，如電話網(wǎng)從核心網(wǎng)邊緣的端局交換機(jī)到用戶終端的用戶環(huán)路，大量(dling)使用的還是模擬二線；有線電視系統(tǒng)也基本上是模擬的；非對稱數(shù)字用戶線(ADSL)實(shí)際上是模數(shù)混合體制。 綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(包括窄帶和寬帶)的主要目的是：要實(shí)現(xiàn)接入部分的數(shù)字化，提供端到端數(shù)字連接，從而支持綜合業(yè)務(wù)， 但由于種種原因，并沒有普遍推廣應(yīng)用。所以現(xiàn)在只能說接入網(wǎng)正處于

40、數(shù)字化的過程中，還不能說已實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化。共一百零六頁 綜合化，主要指業(yè)務(wù)的綜合，即通信網(wǎng)要由原來的單一業(yè)務(wù)網(wǎng)(如電話網(wǎng)、 分組數(shù)據(jù)網(wǎng))發(fā)展為能同時提供多種業(yè)務(wù)(包括話音、 數(shù)據(jù)、 圖像等)， 特別是多媒體業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。 數(shù)字化是綜合化的前提。當(dāng)各種類型的消息都用統(tǒng)一的數(shù)字符號表示時，通過端到端的數(shù)字傳輸，便能實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)。長期以來， 通信網(wǎng)的主要業(yè)務(wù)是話音，所以電信網(wǎng)基本上等同于電話網(wǎng)； 電信網(wǎng)中還有一種業(yè)務(wù)是電報(bào)， 相當(dāng)于原始(yunsh)的低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。 共一百零六頁 隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和發(fā)展，特別是因特網(wǎng)(Internet)擴(kuò)展到全世界，對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量的需求不斷增長，近十年來，幾乎每半年翻

41、一番。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)量猛增的主要推動力是因特網(wǎng)的WWW業(yè)務(wù)和高速多媒體業(yè)務(wù)。因此，用不了多少時間， 數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的總量將超過電話業(yè)務(wù)。 此外(cwi)，電視會議、遠(yuǎn)程教育、 電子商務(wù)等應(yīng)用都要求通信網(wǎng)提供高速數(shù)據(jù)和視頻業(yè)務(wù)，而這些業(yè)務(wù)所需的帶寬都遠(yuǎn)大于電話業(yè)務(wù)。因此業(yè)務(wù)綜合化必將導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的寬帶化。 通信網(wǎng)絡(luò)從電話業(yè)務(wù)為主演進(jìn)到多媒體業(yè)務(wù)為主，每個用戶占用的帶寬由64 kb/s要提高到6 Mb/s左右，由此估計(jì)總業(yè)務(wù)量約增加100倍。 共一百零六頁 如果考慮到今后要支持高清晰度電視等更寬帶寬的業(yè)務(wù)， 則總業(yè)務(wù)量還會不斷增加。所以網(wǎng)絡(luò)寬帶化首先是人們的迫切需求。另一方面，由于光纖通信技術(shù)的成就，特別是密集波

42、分復(fù)用(DWDM)技術(shù)的發(fā)展，使得網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬大大增加。 如果雙絞銅線的傳輸帶寬按2 Mb/s估計(jì)，一根(y n)光纖采用DWDM技術(shù)，傳輸容量可達(dá)到20200 Gb/s，也就是說，光纖的傳輸容量是銅線的一萬至十萬倍。因此寬帶化意味著光纖將成為主要的傳輸媒質(zhì)。 今天， 在核心網(wǎng)內(nèi)以光纖為傳輸媒質(zhì)，采用DWDM技術(shù)實(shí)現(xiàn)寬帶傳輸，同時采用光交換技術(shù)構(gòu)成全光通信網(wǎng)，已成為現(xiàn)實(shí)。共一百零六頁 在接入網(wǎng)中，光纖正在伸向用戶(yngh)，從光纖到路邊(FTTC)、光纖到大樓(FTTB)發(fā)展到光纖到交接箱(FTTCab)，最后將實(shí)現(xiàn)光纖到家(FTTH)。 當(dāng)然，從帶寬需求和經(jīng)濟(jì)性考慮，接入網(wǎng)采用光纖沒有必

43、要也不可能如同核心網(wǎng)那樣采用DWDM技術(shù)，而是采用比較簡單和廉價的光纖通信設(shè)備。 因此接入網(wǎng)和核心網(wǎng)實(shí)現(xiàn)寬帶化的技術(shù)途徑是不同的。本章將分別予以介紹。共一百零六頁4.2 光接入網(wǎng) 4.2.1 光接入網(wǎng)概述 1. 接入網(wǎng)的概念 電信網(wǎng)包含了為在不同地方的用戶提供各種電信業(yè)務(wù)的所有傳輸及復(fù)用設(shè)備、交換設(shè)備及各種線路設(shè)施等。接入網(wǎng)是電信網(wǎng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)將電信業(yè)務(wù)透明地傳送到用戶。 ITUT的G.902建議(參看圖8.23)對接入網(wǎng)給出如下定義： 接入網(wǎng)由業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)接口(SNI)和用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)之間的一系列傳送實(shí)體(如線路設(shè)施和傳輸設(shè)施)組成，為供給電信業(yè)務(wù)而提供所需的傳送承載能力，可經(jīng)由

44、網(wǎng)絡(luò)管理接口(Q3)配置和管理。原則上對接入網(wǎng)可以實(shí)現(xiàn)的UNI和SNI的類型(lixng)和數(shù)目沒有限制。接入網(wǎng)不解釋信令。 共一百零六頁圖 8.23 接入網(wǎng)的界定電信管理網(wǎng)(TMN)接入網(wǎng)(AN)業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)接口(SNI)業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)(SN)Q3接口Q3接口用戶網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)共一百零六頁2. 光接入網(wǎng)的參考配置 光接入網(wǎng)(OAN)為共享相同網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口并由光傳輸系統(tǒng)所支持的接入鏈路群，有時(yush)稱之為光纖環(huán)路系統(tǒng)(FITL)。從系統(tǒng)配置上可以分為無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)和有源光網(wǎng)絡(luò)(AON)，如圖8.24所示。 ODN: 光分配網(wǎng)絡(luò)，是OLT和ONU之間的光傳輸媒質(zhì)，由無源光器件組成。 OLT：

45、 光線路(xinl)終端，提供OAN網(wǎng)絡(luò)側(cè)接口，并且連接一個或多個ODN。 ODT： 光遠(yuǎn)程終端，由光有源設(shè)備組成。 ONU： 光網(wǎng)絡(luò)單元，提供OAN用戶側(cè)接口，并且連接到一個ODN或ODT。 共一百零六頁圖 8.24 光接入網(wǎng)的參考配置ONUONUODNOLTAFaS/RR/ST業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)功能ONUONUODTOLTAF業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)功能(AON)UNI(PON)SNI接入網(wǎng)系統(tǒng)管理功能Q3用戶側(cè)接入鏈路群網(wǎng)絡(luò)側(cè)V共一百零六頁 ONU： 光網(wǎng)絡(luò)單元， 提供OAN用戶側(cè)接口， 并且連接(linji)到一個ODN或ODT。 UNI： 用戶網(wǎng)絡(luò)接口。 SNI： 業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)接口。 S： 光發(fā)送參考點(diǎn)。 R：

46、光接收參考點(diǎn)。 AF： 適配功能。 V： 與業(yè)務(wù)結(jié)點(diǎn)間的參考點(diǎn)。 T： 與用戶終端間的參考點(diǎn)。 a: AF與ONU之間的參考點(diǎn)。共一百零六頁 在OLT和ONU之間沒有任何有源電子設(shè)備的光接入網(wǎng)稱為無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)。 PON對各種業(yè)務(wù)是透明的，易于升級(shng j)擴(kuò)容，便于維護(hù)管理，缺點(diǎn)是OLT和ONU之間的距離和容量受到限制。 用有源設(shè)備或有源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)(如SDH環(huán)網(wǎng))的ODT代替無源光網(wǎng)絡(luò)中的ODN，便構(gòu)成有源光網(wǎng)絡(luò)(AON)。 AON的傳輸距離和容量大大增加，易于擴(kuò)展帶寬，運(yùn)行和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃的靈活性大，不足之處是有源設(shè)備需要供電、機(jī)房等。如果綜合使用兩種網(wǎng)絡(luò)，優(yōu)勢互補(bǔ)，就能接入不同容量的

47、用戶 共一百零六頁目前，用戶網(wǎng)光纖化的途徑主要有兩個： 在現(xiàn)有電話銅纜用戶網(wǎng)的基礎(chǔ)上，引入光纖傳輸技術(shù)改造成光(chn un)接入網(wǎng) 在現(xiàn)有有線電視(CATV)同軸電纜網(wǎng)的基礎(chǔ)上，引入光纖傳輸技術(shù)使之成為光纖/同軸混合網(wǎng)(HFC)。 共一百零六頁3. 光接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 光接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)一般有4種： 單星形、 雙星(shungxng)形、 總線形和環(huán)形，如圖8.25所示。 OLTONUONUONU單星形網(wǎng)OLTODNONUONUONU雙星形網(wǎng)OLTONUONUONUONUONU總線形網(wǎng)OLTONUONUONUONUONUONU環(huán)形網(wǎng)圖 8.25 光接入網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)共一百零六頁4. 光接入網(wǎng)的

48、應(yīng)用類型(lixng) 根據(jù)ONU的位置不同，光接入網(wǎng)有4種基本應(yīng)用類型： 光纖到路邊(FTTC) 光纖到大樓(FTTB) 光纖到辦公室(FTTO) 光纖到家(FTTH)。 在FTTC結(jié)構(gòu)中，ONU設(shè)置在路邊的人孔或電線桿上的分線盒處，有時也可以設(shè)置在交接箱處。FTTC一般采用雙星形結(jié)構(gòu)，從ONU到用戶之間采用雙絞線銅纜，若要傳送寬帶業(yè)務(wù)(yw)則要用高頻電纜或同軸電纜。共一百零六頁 FTTB是將ONU直接放在大樓內(nèi)(如企業(yè)、事業(yè)單位辦公樓或居民住宅公寓內(nèi))，再由銅纜將業(yè)務(wù)分配到各個用戶。 FTTB比FTTC的光纖化程度更進(jìn)一步，更適合高密度用戶區(qū)，也更容易滿足未來寬帶業(yè)務(wù)傳輸?shù)男枰?如果將

49、FTTC結(jié)構(gòu)中設(shè)置在路邊的ONU換成無源光分路器， 將ONU移到大企業(yè)事業(yè)單位(如公司(n s)、政府機(jī)關(guān)、大學(xué)或研究所)的辦公室內(nèi)就成了FTTO。將ONU移到用戶家里就成了FTTH。 FTTH是一種全透明全光纖的光接入網(wǎng)，適于引入新業(yè)務(wù)， 對傳輸制式、帶寬和波長等基本上沒有限制，并且ONU安裝在用戶處， 供電、安裝維護(hù)等都比較方便。 共一百零六頁 4.1.2 無源光網(wǎng)絡(luò) 1. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 無源光網(wǎng)絡(luò)的信號由端局和電視節(jié)目中心通過光纖和光分路器直接分送到用戶，其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖8.26所示。 其下行業(yè)務(wù)由光功率分配器以廣播方式發(fā)送給用戶，在靠近用戶接口處的過濾器讓每個用戶接收發(fā)給它的信號。在上行方向

50、，用戶業(yè)務(wù)是在預(yù)定的時間發(fā)送，目的是讓它們分時地發(fā)送光信號，因此要定期測定端局與每個用戶的延時，以便上行傳輸同步，這是PON技術(shù)的難點(diǎn)。由于光信號經(jīng)過分路器分路后，損耗較大(jio d)， 因而傳輸距離不能很遠(yuǎn)。 共一百零六頁 PON的一個重要應(yīng)用是來傳送寬帶圖像(t xin)業(yè)務(wù)(特別是廣播電視)。 這方面尚無任何國際標(biāo)準(zhǔn)可用，但已形成一種趨勢， 即使用1310 nm波長區(qū)傳送窄帶業(yè)務(wù)，而使用1550 nm波長區(qū)傳送寬帶圖像(t xin)業(yè)務(wù)(主要是廣播電視業(yè)務(wù))。 原因是1310/1550 nm波分復(fù)用(WDM)器件已很便宜，而目前1310 nm波長區(qū)的激光器也很成熟，價格便宜，適于經(jīng)濟(jì)地

51、傳送急需的窄帶業(yè)務(wù)； 另一方面，1550 nm波長區(qū)的光纖損耗低，又能結(jié)合使用光纖放大器，因而適于傳送帶寬要求較高的寬帶圖像業(yè)務(wù)。共一百零六頁 具體的傳輸技術(shù)主要(zhyo)是： 頻分復(fù)用(FDM)、 時分復(fù)用(TDM)和 密集波分復(fù)用(DWDM) 圖8.26(a)使用1310/1550兩波長WDM器件來分離寬帶和窄帶業(yè)務(wù)， 其中1310 nm波長區(qū)傳送(chun sn)TDM方式的窄帶業(yè)務(wù)信號， 1550 nm波長區(qū)傳送(chun sn)FDM方式的圖像業(yè)務(wù)信號(主要是CATV信號)。共一百零六頁圖 8.26 (a) PON結(jié)構(gòu)：采用TDM+FDM+WDM的PON；TV1TV2TVnFDMO

52、LT(B)1550 nm(電視)交換機(jī)G.703或G.708或V.5OLT(N)1310 nm光纖電視1:2分路電話1:8分路端局1:16分路WDM1310 nmONU(N)ONU(B)電話電視用戶電話1:128分路(數(shù)字)電視1:32分路(數(shù)字)電視節(jié)目中心(a)(0.42.5) GHz1550 nm共一百零六頁圖 8.26 (b) PON結(jié)構(gòu)：采用TDM+WDM的PONTV1編碼TV2編碼TVn編碼TDMOLT(B)1550 nm(電視)交換機(jī)G.703或G.708或V.5OLT(N)1310 nm光纖電視1:2分路電話1:8分路端局1:16分路WDM1310 nmONU(N)ONU(B)

53、解碼電話電視用戶電話1:128分路(數(shù)字)電視1:32分路(數(shù)字)電視節(jié)目中心(b)2.5 Gb/s1550 nm 圖8.26(b)也使用1310/1550 兩波長WDM器件來分離寬帶和窄帶(zhi di)業(yè)務(wù)，與圖8.26(a)不同之處在于先將電視信號編碼為數(shù)字信號，再用TDM方式傳輸。共一百零六頁EPON技術(shù)(jsh)簡介 隨著Internet的迅速普及，網(wǎng)上內(nèi)容的爆炸性擴(kuò)充，一個巨大的網(wǎng)絡(luò)社會已然形成，人們的生活、學(xué)習(xí)和工作越來越離不開網(wǎng)絡(luò)。正如在現(xiàn)實(shí)生活中美好生活離不開高速暢捷的交通一樣，人們對網(wǎng)絡(luò)帶寬的需求也在不斷(bdun)提高。毫無疑問，光纖在傳輸帶寬方面具有無與倫比的優(yōu)勢。經(jīng)過

54、多年的發(fā)展，長途干線光纖通信網(wǎng)絡(luò)幾乎已經(jīng)鋪滿全球。此時，接入網(wǎng)帶寬成為整個傳輸網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，并開始迎接光通信時代的到來。無源光網(wǎng)絡(luò)（PON）的概念由來已久，它具有節(jié)省光纖資源、對網(wǎng)絡(luò)協(xié)議透明的的特點(diǎn)，在光接入網(wǎng)中扮演著越來越重要的角色。共一百零六頁同時，以太網(wǎng)（Ethernet）技術(shù)經(jīng)過二十年的發(fā)展，以其簡便實(shí)用，價格低廉的特性，幾乎已經(jīng)完全統(tǒng)治了局域網(wǎng)，并在事實(shí)上被證明是承載IP數(shù)據(jù)包的最佳載體。隨著IP業(yè)務(wù)在城域和干線傳輸中所占的比例不斷攀升，以太網(wǎng)也在通過傳輸速率、可管理性等方面的改進(jìn)，逐漸(zhjin)向接入、城域甚至骨干網(wǎng)上滲透。而以太網(wǎng)與PON的結(jié)合，便產(chǎn)生了以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)（EPO

55、N）。它同時具備了以太網(wǎng)和PON的優(yōu)點(diǎn)，正成為光接入網(wǎng)領(lǐng)域中的熱門技術(shù)。 共一百零六頁EPON接入系統(tǒng)(xtng)具有如下特點(diǎn)： 局端（OLT）與用戶（ONU）之間僅有光纖、光分路器等光無源器件，無需租用機(jī)房、無需配備電源、無需有源設(shè)備維護(hù)人員，因此，可有效節(jié)省建設(shè)和運(yùn)營維護(hù)成本； EPON采用以太網(wǎng)的傳輸格式同時也是用戶局域網(wǎng)/駐地網(wǎng)的主流技術(shù)，二者具有天然的融合性，消除了復(fù)雜的傳輸協(xié)議轉(zhuǎn)換帶來的成本因素； 采用單纖波分復(fù)用技術(shù)（下行1490nm，上行1310nm），僅需一根(y n)主干光纖和一個OLT，傳輸距離可達(dá)20公里。在ONU側(cè)通過光分路器分送給最多32個用戶，因此可大大降低OLT

56、和主干光纖的成本壓力；共一百零六頁上下行均為千兆速率，下行采用針對不同用戶加密廣播傳輸?shù)姆绞焦蚕韼?，上行利用時分復(fù)用（TDMA）共享帶寬。高速寬帶，充分滿足接入網(wǎng)客戶的帶寬需求，并可方便靈活的根據(jù)(gnj)用戶需求的變化動態(tài)分配帶寬； 點(diǎn)對多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)，只需增加ONU數(shù)量和少量用戶側(cè)光纖即可方便地對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容升級，充分保護(hù)運(yùn)營商的投資；EPON具有同時傳輸TDM、IP數(shù)據(jù)和視頻廣播的能力，其中TDM和IP數(shù)據(jù)采用IEEE 802.3以太網(wǎng)的格式進(jìn)行傳輸，輔以電信級的網(wǎng)管系統(tǒng)，足以保證傳輸質(zhì)量。通過擴(kuò)展第三個波長（通常為1550nm）即可實(shí)現(xiàn)視頻業(yè)務(wù)廣播傳輸。 共一百零六頁第 5 章 光纜線路

57、(xinl)施工技術(shù)5.1 光纜線路路由復(fù)測5.1.1 光纜線路路由復(fù)測的主要任務(wù)5.1.2 路由復(fù)測的原則5.1.3 路由復(fù)測的工作內(nèi)容5.2 光纜的單盤檢驗(yàn)與配盤5.2.1 光纜的單盤檢驗(yàn)5.2.2 光纜配盤5.3 光纜接續(xù)、測試(csh)5.3.1 光纜的接續(xù)5.3.2 光纜測試5.4 直埋線路工程施工技術(shù)5.4.1 挖填光纜溝5.4.2 直埋光纜敷設(shè)安裝及保護(hù)5.4.3 光纜線路標(biāo)石的埋設(shè)5.4.4 光纜線路對地絕緣共一百零六頁5.1 光纜(un ln)線路路由復(fù)測5.1.1 光纜線路路由復(fù)測的主要任務(wù) 根據(jù)設(shè)計(jì)核定光纜路由走向及敷設(shè)方式、敷設(shè)位置、環(huán)境條件及配套設(shè)施（包括中繼站站址）

58、的安裝地點(diǎn)； 核定丈量各種敷設(shè)方式的地面距離，核定光纜穿越鐵路、公路、河流、湖泊(h p)及大型水渠、地下管線以及其他障礙物的具體位置及技術(shù)措施； 核定三防（防機(jī)械損傷、防雷、防白蟻）地段的長度、措施及實(shí)施的可能性； 核定溝坎保護(hù)的地點(diǎn)和數(shù)量； 核定管道光纜占用管孔位置； 根據(jù)環(huán)境條件，初步確定接頭位置；為光纜的配盤、光纜分屯及敷設(shè)提供必要的數(shù)據(jù)資料； 修改、補(bǔ)充施工圖。 共一百零六頁5.1.2 路由復(fù)測的原則 復(fù)測時應(yīng)嚴(yán)格按照經(jīng)批準(zhǔn)的施工圖設(shè)計(jì)進(jìn)行；如遇特殊情況或由于現(xiàn)場條件發(fā)生變化等其他原因，必須變更施工圖設(shè)計(jì)選定的路由方案或需要進(jìn)行較大范圍變動時應(yīng)與設(shè)計(jì)、建設(shè)（或監(jiān)理）單位協(xié)商確定并按建

59、設(shè)程序辦理變更手續(xù)。5.1.3 路由復(fù)測的工作內(nèi)容 路由復(fù)測由施工單位組織，監(jiān)理、建設(shè)（維護(hù)）和設(shè)計(jì)單位人員參加。實(shí)施過程中完成定線、測距、打標(biāo)樁、劃線。繪圖、登記(dngj)等工作。 繪圖時應(yīng)核實(shí)復(fù)測的路由與設(shè)計(jì)施工圖有無差異，路由變動部分應(yīng)按施工圖的比例繪出路由位置及路由兩側(cè)50M以內(nèi)的地形和主要建筑物。繪出“三防”設(shè)施位置、保護(hù)措施、具體長度等。穿越較大的障礙物時，如位置變更應(yīng)測繪出新的斷面圖。 登記工作主要包括沿路由統(tǒng)計(jì)各測量點(diǎn)累計(jì)長度、局站位置、沿線土質(zhì)、河流、渠塘、公路、鐵路、樹林、經(jīng)濟(jì)作物、通信設(shè)施和溝坎加固等范圍、長度和累計(jì)數(shù)量。同時記錄光纜運(yùn)輸、施工車輛進(jìn)入通路的資料。共一百

60、零六頁5.2 光纜(un ln)的單盤檢驗(yàn)與配盤5.2.1 光纜的單盤檢驗(yàn) 單盤光纜檢驗(yàn)應(yīng)在光纜運(yùn)達(dá)現(xiàn)場分屯點(diǎn)后進(jìn)行。主要進(jìn)行外觀檢查和光特性測試。 1、外觀檢查：檢查光纜盤有無變形，護(hù)板有無損傷，請供應(yīng)單位(dnwi)一起開盤檢查。開盤后應(yīng)先檢查光纜外表有無損傷；對經(jīng)過檢驗(yàn)的光纜應(yīng)做記錄，并在纜盤上做好標(biāo)識。 2、光纜的光電性能檢驗(yàn)：光纜的光電特性檢驗(yàn)包括光纜長度的復(fù)測、光纜單盤損耗測量、光纖后向散射信號曲線觀察和光纜護(hù)層的絕緣檢查等內(nèi)容。 （1）光纜長度復(fù)測100%抽樣，一般規(guī)定廠家出廠長度只允許正偏差，當(dāng)發(fā)現(xiàn)負(fù)偏差時應(yīng)重點(diǎn)測量，以得出光纜的實(shí)際長度。 （2）光纜單盤損耗用后向散射法（OT