光纤知识及相关设备教材课件

光纤通信基础知识光纤通信基础知识 (Fiber Handbook Technology Data)光纤通信的优点v通信容量大v中继距离长80KM120KMv不受电磁干扰v资源丰富(原材料二氧化硅)v光纤重量轻、体积小光通信发展简史2000多年前烽火台灯光、旗语1880年贝尔光电话无线光通信1970年光纤通信光纤通信发展史v1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。2009年诺贝尔物理学奖 v1970年贝尔研究所在室温下可连续工作的半导体激光器。v1970年康宁公司的卡普隆(Kapron)之作出损耗为20dB/km光纤。v1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。电磁波谱1cm 1mm 100um 10um 1um 100nm 10nm 1nm 波長波長10G 100G 1T 10T 100T 1015 1016 1017 f(Hz)1.6um 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0um 900 800 700 600nm光通信使用范围光通信使用范围红外线红外线紫外线紫外线光的基本知识v光是一种电磁波v可见光350nm750nmv光纤通信所用的波长8001600nmv光的反射、折射v全反射光的基本知识n1n2n1 n2n1n2临界角临界角900临界角临界角n1n2全反射全反射入射角入射角=反射角反射角12光纤的结构纤芯纤芯包层包层保护套保护套光纤的结构v纤芯core：折射率较高，用来传送光；v包层coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；v保护套jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。从颜色上区分橘色MM（多模）黄色SM（单模）外径外径一般为一般为125um(一根一根头发平均头发平均100um)内径：单模内径：单模9um 多模多模50/62.5um12595012562.5125光纤的尺寸v按照光纤的模式分类单模（Single-Mode）中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10m)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，其色散传输距离主要瓶颈，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好多模（Multi-Mode）中心玻璃芯较粗(50或62.5m)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几百米-几公里。光纤的分类光纤的损耗1310nm:0.350.5dB/Km1550nm:0.20.3dB/Km850nm:2.33.4dB/Km光纤熔接点损耗：0.2-0.5dB/点光纤熔接点距离间隔1点/2km常见光纤名词v衰减：光在光纤中传输时的能量损耗单模光纤1310nm0.40.6dB/km1550nm0.20.3dB/km光纤的衰减光纤的衰减图光纤的衰减图0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 nm OH-OH-OH-第一窗口第二窗口第三窗口衰减(dB/km)水峰值6 54321v色散(Dispersion)：光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。模间色散：只发生在多模光纤，因为不同模式的光沿着不同的路径传输。材料色散：不同波长的光行进速度不同。波导色散：发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时，会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中，通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。常见光纤名词光缆的类型vG.652零色散点在1300nm左右最常用的vG.653零色散点在1550nm左右vG.654负色散光纤vG.655色散位移光纤（密波设备，色散较低）v全波光纤光纤系统基础知识一、基本光纤系统的构架及其功能介绍：1.发送单元：把电信号转换成光信号；2.传输单元：载送光信号的介质；3.接收单元：接收光信号并转换成电信号；4.连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。光纤系统基础知识二、基本光纤系统方框图：信号光发射机光源中继器检测器光接收机信号电E/光O转换光纤光O/电E转换发送单元传输单元接收单元连接器件无源器件v波分复用器WDMWavelengthDivisionMultiplexer在一条光纤中传输多个光信号，这些光信号频率不同，颜色不同。波分复用器就是要把多个光信号耦合进同一根光纤中；解波分复用器就是从一根光纤中把多个光信号区分出来。无源器件v波分复用器（图例）1传送器传送器 2传送器传送器 1+2 1+2 1接收器接收器 2接收器接收器发送单元驱动器驱动器光源光源接收单元检测器检测器放大器放大器 输出电路输出电路光放大器 0 1输入输入（信号弱）（信号弱）1输出输出（信号强）（信号强）光放大器波分复用器耦合器 1光源监测v光纤通信中常用单位的定义：1.dB=10log10(Pout/Pin)Pout:输出功率;Pin:输入功率2.dBm=10log10(P/1mw)是通信工程中广泛使用的单位；通常表示以1毫瓦为参考的光功率；example:10dBm表示光功率等于100uw。3.dBu=10log10(P/1uw)光纤数字通信工作中使用的设备v常见的法兰连接器v常用的跳线接口类型v光功率计vOTDRv光缆熔接机常用法兰盘类型FCSCSTLC常见跳线接口类型常用跳线接头类型vST接口：一般监控系统使用的光端机采用ST光接口，为圆头，卡口。vSC接口：用于传输网络信号的光收发器采用SC光接口，为方头，卡口。(路由器、交换机的GBIC模块、光纤收发器上)vFC接口：用于有线电视或电信网络的光发射机和接收机，为圆头，螺丝口。一般在ODF侧采用(配线架上用的最多)vLC型光纤连接器：连接SFP模块的连接器，它采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。（路由器，交换机SFP模块）光功率计光功率计使用方法v开机v选择合适的光跳(接口类型)、设置好波长，多测几次取个稳定值v记录数据v关机光功率范围：-17DB6DB原则上光功率越强越好，但是太强的光也会影响光模块及网络设备的稳定，两台设备距离非常近比如同一个机房设备可以选择多模模块和多模光纤跳线进行连接。(有些网络故障，业务时断时续的测一下光功率很有必要)OTDR(OpticalTimeDomainDeftectometer)光时域反射仪OTDR(OpticalTimeDomainDeftectometer)光时域反射仪v工作原理OTDR测试是通过发射光脉冲到光纤内，然后在OTDR端口接收返回的信息来进行的。当光脉冲在光纤内传输时，会由于光纤本身的性质、连接器、接合点、弯曲或其它类似的事件而产生散射、反射。其中一部分的散射和反射就会返回到OTDR中。返回的有用信息由OTDR的探测器来测量，它们就作为光纤内不同位置上的时间或曲线片断。光缆熔接机谢谢观看（请鼓掌）