第五章 数字光纤通信设备
第五章数字光纤通信设备
第一节数字复接的基本原理
一、数字复接的概念
为了扩大通信容量和提高传输线路的使用效率，在数字通信中常常需要将多个低速数字信号合并为一个高速数字信号，再通过高速信道来传输。
数字信号的复接（简称数字复接）可以定义为：利用时发复用（TDM）原理将若干个低速支路信号组合成一个高速合路信号的过程。
二、数字复接方式分类
1、数字支路信号的类型
（1）异步支路数字信号。是指各支路数字信号之间不同步而且与本机定时信号异步的支路数字信号。
（2）准同步支路数字信号。是指各支路数字信号之间准同步（具有相同的标称速率，但允许各支路数字信号速率在一定的范围变化）且与本机定时信号异步的支路数字信号。
（3）同步支路数字信号。所谓同步支路数字信号是指各支路数字信号之间同步且与本机定时信号同步的支路数字信号。
2、数字复接方式分类
（1）按数字信号的分型分类
异步复接方式：是指将若干个异步低速支路信号组合成一个高速全路信号的数字复接方式。
准同步复接方式：准同步复接方式是指将若干个准同步低速支路信号组合成一个高速合路信号的数字复接方式。
同步复接方式：同步复接方式是指将若干个同步低速支路信号组合成一个高速合路信号的数字复接方式。
（2）按每次复接的比特数分类。一般来说，按每次复接的比特数对复接方式进行分类是针对步复接而言的。
逐比特复接方式：是指每次复接的比特数为1比特（或1位码元）的一种同步数字复接方式。
逐码字复接方式：是指每次复接的比特数为一个码字长度比特（1个码字长度通常为8个比特）的一种同步数字复接方式。
逐帧复接方式：是指每次复接的比特数为一个帧长度比特的一种同步数字复接方式。逐帧复接方式的优点是不破坏原来各个支路数字信号的帧结构。
由于逐帧复接方式需要更大的缓存器的容量，因此在实际应用中很少使用。
第二节PDH复接设备
一、复接设备的构成及各部分作用
数字复接设备主要由数字复接器和数字分接器两部分组成。数字复接器的作用是将若干个支路数字信号按照时分复用的原理组合成一个合路数字信号；数字分接器的作用是将一个合路数字信号分解（或还原）成若干个支路数字信号。
三、码速调整方式
码速调整方式。准同步数字信号具有相同的标称速率，但允许有一定的偏差。如果将准同步数字信号直接复接起来，会产生一定的复接误差。为了避免复接误差，在同步复接之前必须进行码速调整。
第三节光线路终端设备
一、光线路终端设备的构成
1、光线路终端设备的构成。它包括主信道电路和辅助电路两部分。主信道电路包括输入输出接口电路、线路编译码电路以及光收发送机电路；辅助电路主要包括监控电路、告警电路、输入分配电路、倒换电路、公务电路、区间通信电路、电源电路等。
2、光线路终端设备各部分作用
（1）输入和输出接口电路：主要完成电接口代码的编、译码。
（2）线路编译码电路：主要完成线路码的编、译码。
（3）光收、发送机电路：主要完成光电和电光变换（即调制和解调）。
（4）输入分配电路：主要是将来自电接口的数字信号分配给主用部分和备用部分。
（5）倒换电路：在控制信号的作用下，完成主备、用部分的倒换。
（6）监控电路：根据监测到的告警信号性质，发出不同的控制信号。当监测到的告警信号性质为及时告警时，一方面发生告警指令，另一方面发出倒换指令。当监测到的告警信号性质为延时告警时，仅发出告警信号。
（7）告警电路：在控制信号的作用下，完成可见、可闻的告警信
号。
（8）分务电路：主要完成公务联络。
（9）区间通信电路：主要完成区间通信（非主干业务通信）。
（10）电源电路：为电路提供电能。
二、光发送机构成和各部分作用
1、光发送机的构成。主要由驱动电路、辅助电路及光源组成。
驱动电路有两种形式：一种是单管驱动电路，另一种是射极耦合的双管驱动电路，目前常采用射极耦合的双管驱动电路。一般地，对驱动电路有如下要求：
（1）能够提供足够的驱动电流。
（2）应具有极高的驱动速度（要求大于光源的响应速度）。
（3）应能够使光源具有稳定的输出特性。
辅助电路包括自动功率控制（APC）电路、自动温度控制（ATC）电路、光源保护电路、告警电路及LD自动关断（ATO）电路等。自动功率控制电路的作用是稳定LD光源的输出，引起LD光源输出变化的主要原因是器件的老化和温度的变化。最常用的自动功率控制电路是具有连“0”自动功率控制电路。它不但可起到稳定LD光源输出的作用，还能防止由输入信号变化引起的误操作（在输入信号为连“0”时还可以起到保护光源的作用）。自动温度控制电路的作用是稳定光源的工作温度，同时还可以起到保护光源的目的。光源保护电路主要作用是保护光源，主要包括浪涌电流保护电路、反向冲击保护电路等。告警电路的主要作用是在出现故障时发出告警信号，光发送机
电路的告警项目有输入中断告警、发无光告警、LD寿命告警等。LD 自动关断电路主要作用是在线路中断等故障出现时为保证设备和人身安全而自动关断LD。
这里有一个重要的问题，即有了APC电路后为什么还需要ATC 电路呢？这是因为：随着工作时间的增加，LD工作温度会随时增加，导致LD的发光效率降低，从而使LD的平均发送光功率减小。APC 电路通过增大LD的偏置电流，使LD的平均发送光功率增大。LD 的偏置电流的增大，又会引起LD工作温度的增加……，如此形成恶性循环，最终烧坏LD。因此，为了LD的安全，除了APC电路之外还必须引入ATC电路。
光纤通信用的光源有激光二极管（LD）和发光二极管。在使用LD的光发送机中，通常LD、制冷器（TBC，帕尔贴元件）、尾纤、发光二极管（常采用PIN光电二极管）及热敏电阻（R r）集成在一起，称为“五组件”。
光源是电光变换的关键器件，电光变换实际上完成的是信号的调制。根据有无专门的调制器，可以将调制方式分为直接调制方式和间接调制方式。根据传输的信号性质，又可以将调制方式分为数字调制方式和模拟调制方式。
2、光发送机的各部分作用
（1）驱动电路：为光源提供驱动电流。
（2）辅助电路：主要完成各种辅助功能。
（3）光源：主要完成光电变换。
3、光发送机的主要参数指标。对光发送机有许多技术要求，其中最主要的是平均发送光功率及稳定度、消光比、光脉冲响应时间及可靠性等。
（1）平均发送光功率及稳定度。平均发送光功率是指光源尾纤输出的平均光功率，其值一般在0.01——5mW之间。
平均发送光功率稳定度是指在环境温度变化或器件老化过程中平均发送光功率的相对变化量，其相对值一般在5%以内。
（2）消光比。消光比定义为最大平均发送光功率与最小平均发送光功率之比，用符号EX表示：
EX=最大平均发送光功率/最小平均发送光功率
（3）光脉冲响应时间。主要用上升时间t r、下降时间t r以及开通延迟时间t d表示。
（4）可靠性。可靠性实际上要求光发送机在将电信号变换成光信号时不出现恶劣的特性。恶劣特性包括张驰振荡、自脉动以及啁啾效应等。
三、光接收机构的构成和各部分作用
1、光接收机的构成。主要由光电检测器、前置放大器、主放大器、均衡器、AGC电路、偏压控制电路以及再生器组成。
在光纤通信中，使用的光电检测器有PIN光电检测器和APD（雪崩光电二极管）。前置放大器有低阻抗前置放大器、高阻抗前置放大器以及互阻抗前置放大器等三种形式，使用较多的是互阻抗前置放大器。均衡滤波器包括有源均衡滤波器和无源均衡滤波器两种。AGC
电路有两种：电子AGC电路（控制主放大器的增益）和光学AGC 电路（控制APD的倍增因子）。再生器主要由定时判决电路（有时还需要幅度判决电路）和定时提取电路组成。定时判断电路也叫相位判断电路，通常用D触发器来完成。定时提取电路由窄带滤波器实现，使用的窄带滤波器主要包括LC滤波器、锁相环、声表面滤波器、掠面体滤波器以及螺旋谐振器。
光电检测器是光接收机的一个关键器材，光电变换实际上完成的是信号的解调。根据有、无混频器，可以将解调（即检测）方式分为非相干检测方式和相干检测方式。直接功率检测方式（即平方率检测方式）是实际使用的一种非相干检测方式，它要求输入到光接收机的平均光功率要比量子极限大10——20dB。相当于检测方式主要包括外差检测方式、零差检测量方式、相位合成检测方式及偏检测方式等。由于混频器引入了混频增益，从而使相干检测方式的光接收机灵敏度要比直接功率检测方式大10——20dB。
2、光接收机的各部分作用
（1）光电检测器：主要完成光电变换。
（2）前置放大器：主要完成低噪声接收。
（3）主放大器：将接收的微弱信号放大到便于再生的幅度。
（4）均衡滤波器：将接收的信号波形变换成无码间干扰的信号波形。
（5）再生器：将均衡滤波器输出的信号变换成标准的数字信号。
（6）AGC电路：通过调整主放大器的增益（和或APD光电检测
器的倍增因子），以稳定判决点上的信号幅度。
（7）偏压控制电路：为APD提供合适的偏置电压（光学AGC 正是通过偏压控制来完成的）。
3、光接收机的主要参数指标
光接收机的主要参数指标包括光接收机灵敏度和光接收机动态范围。
（1）光接收机灵敏度
光接收机灵敏度定义为：在一定误码率（或信噪比）条件下光接收机允许的最小平均接收光功率，通常用P r3表示。
影响光接收机灵敏度的主要因素有：
输入和输出信号波形、非理想均衡滤波、直流光和背景光、判断阈值、光电检测器参数、放大器噪声。
（2）光接收机的动态范围。光接收机的动态范围定义为：在一定误码率（或信噪比）条件下光接收机允许接收的平均光功率范围，通常用符号D来表示。
四、光线路终端设备的主要告警
为了方便维护工作，我们在下表中列出了PDH光线路终端设备主要告警项目及其意义。
第四节SDH传输设备
一、SDH引入
1、PDH体制的弱点。80年代中期以来，光纤通信在电信网中获得了大规模的应用。应用的场合也已逐步从局间中继通信、长途干线通信转向用户接入网。由于光纤通信的诸多优点，使之已成为电信网的主要传输手段。但是，随着电信网的发展和用户要求的不断提高，目前基于点对点的准同步（PDH）系统已经暴露出一些固有的弱点：（1）没有统一的数字信号速率和帧结构，造成国际互通的困难。
（2）没有统一的光接口规范，限制了联网应用的灵活性，也增加
了网络的复杂性和运营成本。
（3）准同步复接方式难以从高速信号中识别和提取低速支路信号，造成上、下话路困难，数字交叉连接（DXC）功能的实现也非常复杂。
（4）在帧结构中安排的网络运行、管理及维护（OAM）比特较少，使传统的PDH系统无法适应电信网的发展要求，更难以支持出现的新一代电信网络。
（5）PDH系统的复用结构缺乏灵活性，使数字传输设备的利用率较低。
（6）不通讯速和经济地为用户提供电路和业务。
2、SDH引入。要想在PDH体制和技术框架内解决这些问题是事倍功半和得不偿失的，唯一的出路是从体制和技术上进行根本的变革。在这种情况下，一种结合了高速光纤传输技术和智能网络技术的新体制（即光同步传输网）应运而生。
作为一种全新的传输体制，光同步传输数字网的主要优点可归纳如下：
（1）使1.5MB/s和2MB/s两大数字体系（三种地区性标准）在STM-1等级以上获得统一。
（2）采用了同步复用方式和灵活的复用映射结构，使上、下业务非常容易，数字交叉连接（DXC）功能的实现也大为简化。
（3）在SDH帧结构中安排了丰富的开销比特（大约占信号5%），使网络的OAM能力大大加强。这些OAM能力包括故障检测、区段
定位、端到端性能监视及单端维护能力等等。
（4）将标准光接口综合进各种不同的网络单元，从而简化了硬件结构。
（5）SDH具有信息净负荷的透明性，从而简化了网络管理。
（6）SDH具有前向和后向兼容性。
二、速率等级和帧结构
1、同步传送模块及速率等级。同步传送模块（STM）是一种由信息净负荷、段开销（SOH）及管理单元指针（APTR）构成的特定信息结构。同步传送模块包括基本模块STM-1和高阶模块STM-N。
2、帧结构
（1）STM-1帧结构。是由270列和9列字节（8比特）组成的矩形块状结构。
（2）STM-N的帧结构。是由270×N列和9行字节（8比特）组成的矩形块状结构。
（3）开销。是帧结构中和于保证STM信号正确传送的运行、管理和维护的一些附加字节。在SDH中，开销包括两大类：段开销和通道开销。
三、复用和映射
同步复用与映射是SDH最有特色的内容之一，它使数字复用从PDH僵硬的大量配件配置转变为灵活的软件配置。
1、基本复用映射结构。一个完整的SDH复用映射结构要能保证可以将目前的绝大多数PDH数字信号装入其净负荷区，也要容纳来
自B-ISDN的ATM信元或其它新业务信号。为了将各种信号装入SDH 帧结构中，需要经过映射、定位校准及复用等三个步骤。
2、同步复用法。就是指字节间插（或逐字节复接）的方法。
3、维护信号。SDH为不同的功能层提供了不同的维护信号。按照功能层，可将维护信号划分为段维护信号和通道维护信号。按照信号性质，可将维护信号划分为告警指示信号（AIS）和未装载的VC-n 信号。
4、指针。是指用于灵活和动态调整VC-n在AU或TU帧中位置的字节。
5、映射方法。映射的定义：将支路信号经码速调整装入相应容器，并加上通道开销形成虚容器的过程称为映身。
四、SDH网元设备
1、SDH网元设备功能。一般地，采用“功能参考模型”的方法来描述的SDH网元设备，即把SDH设备按照逻辑功能划分成许多基本功能块，每一个基本功能块完成一种简单的功能，几个功能块组合在一起构成较复杂的复合功能。全部基本功能块构成一个功能最完善的SDH设备。
2、SDH网元设备类型。按照应用的不同，可将SDH网元设备分成终端复用器（TM），分插复用器（ADM）、再生器（REG）以及同步数字交叉连接设备（SDXC）。
五、网络的物理拓朴和自愈环网
1、网络的物理拓朴。是指网络节点与传输线路的几何排列，反映
了物理上的连接性。网络的交通可靠性和经济性与网络的物理拓扑结构有关。除了最简单的点对点拓扑外，还有五种基本的物理拓扑：线形、星形、树形、环形以及网孔形。
2、自愈环网。为了提高网络的安全性，要求网络有较高的生存能力，从而产生了自愈网的概念。自愈网能够在网络出现意外故障时自动恢复业务。环形网保护就是实现自愈网的一种常用方法。
根据自愈环的结构，可以将自愈环分为通道倒换环和复用段倒换环。一般地，通道倒换环适应于专用保护，而复用段倒换环适用于共享保护。在共享保护中，正常情况下保护段是空闲的，保护时隙是由每对节点共享的。
根据保护环中节点之间通信信息的传输方向，可以将自愈环分为单向环和双向环。通常，双向环工作于复用段倒换环中。单向环则可工作于复用段倒换环和通道倒换环中。
根据保护环中节点之间的光纤数量，可以将自愈环分为2纤环和4纤环。复用段倒换环既可以使用2纤环又可以使用4纤环，通道倒环只能使用2纤环。
目前常使用的自愈环有四种：2纤单向通道倒换环、2纤单向复用段倒换环、4纤双向复用段倒换环和2纤双向复用段倒换环。
六、网络的同步技术
网络同步是数字网所特有的问题，实现网络同步的目的是使网络中所有交换节点的时钟频率和相位都控制在预选规定的容差范围内，以便使网络内各交换节点的全部数字流实现正确有效的交换。否则，
数字交换机缓存器会产生信息比特溢出和取空，导致数字流的滑动损伤，造成数据错误。由于时钟频率不一致产生的滑动在所有使用同一时钟的系统中都会出现，影响很大，因此必须进行有效的控制。
1、同步方式。在公用网中，交换节点时钟的同步方式有两种：主从同步方式和相互同步方式。
（1）主从同步方式。主从同步方式使用一系列分组的时钟，每一级时钟都与其上一级时钟同步，最高一级时钟称为基准参考时钟（PRC）。PRC经同步分配网络在系列时钟的各等级之间进行分配。目前，ITU-T将系列时钟分为四个等级：
基准参考时钟PRC，即G.812时钟；转接局从时钟，即G.812时钟；端局从时钟；SDH网络单元时钟。
在主从同步方式中，节点从时钟的工作模式有三种：正常工作模式、保持工作模式及自由运行工作模式。
（2）相互同步方式。相互同步方式不在网络中设置主时钟，由网络内各交换节点的时钟相互控制，最后都调整到一个稳定的、统一的系统频率上，从而实现全网的同步工作。由于各个时钟频率是各交换节点时钟频率的加权平均值，这样各个时钟频率的变化可能相互抵消，网络频率的稳定性比各个时钟频率稳定性更高。相互同步方式适用于网孔形网络，它对节点时钟要求不高，实现设备简单。但是，相互同步方式的网络稳定性不如主从同步方式。
2、SDH网络同步分配结构
在主从同步方式中，采用的同步结构要求所有网元时钟频率都跟
踪PRC。SDH网络同步分配结构划分为局内同步分配结构和局间同步分配结构两种。
3、SDH网络同步模式。SDH网络同步模式有四种：同步模式、伪同步模式、准同步模式以及异步模式。
七、SDH设备监控系统
1、SDH管理网、SDH管理子网和电信管理网之间的关系。SDH 管理网（SMN）是电信管理网（TMN）的子集，负责管理SDH网元（SDH NE）。SMN由若干个SDH管理子网（SMS）组成。
一个SMS是以数据通信通路（DCC）为物理层的嵌入控制通路（ECC）互边的若干个网元（NE），其中至少应有一个网元具有Q接口，并可以通过此接口与上一级管理层互通。这个可以与上一级管理层互通的网元称为网关（GNE）。SDHNE可以经由下列接口连接TMN 的其它部分：
工作站；协调设备（如Q接口）；非SDH网元或与信息有关的部位（其接口待定）。
2、SMN的分层结构。SDH的网络管理可以分为五层：从下至上为网元层（NEL）、网元管理层（EML）、网络管理层（NML，又称为网络控制层）、业务管理层（SML）和商务管理层（BML）。
3、SMN的管理功能。SDH网络管理功能包括一般性管理功能及配置管理、故障管理、性能管理、安全管理功能和记费管理等功能。
4、操作运行接口。与SDH网络管理有关的主要操作运行接口包括Q3接口和F接口。为适应网络管理的现实和发展要求，除了Q3
接口和F接口之外还可选设f接口和Qx接口作为过渡性接口。
第五节典型设备介绍
一、意达太尔OPTIMUX-H设备介绍
1、一般描述。OPTIMUX-H设备是重庆——意达太尔通信设备有限公司的产品，是140MB/s光电合一系统。这种系统采用正码速调整方案和逐比特复接方式。
将2/8MB/s、8/34MB/s、2/34MB/s、34/140 MB/s的各种复接功能以及34 MB/s、140 MB/s光线路终端功能分别单独制造在1个盘上，因此称它们为功能盘，一个子架可以装8个功能盘。这些功能盘既可以是相同的，也可以是不同的。根据需要，可以将它们配置成2 MB/s 到140 MB/s等多种组合的完整传输链路。
2、功能广框组成及子架机盘安排
（1）功能广框组成。将各种功能盘进行不同的组合，使系统具有多种图态：
2/8MB/s复接设备。
2/34MB/s复接设备。
34/140MB/s复接设备。
带2/34MB/s复接功能的34MB/s光线路终端设备。
带1+1保护（34MB/s层上）2/34MB/s复接功能的34MB/s光线路终端设备。
带1+1保护（140MB/s层上）34/140MB/s复接功能的140MB/s 光线路终端设备等。
带1+1保护（140MB/s层上）34/140MB/s复接功能的140MB/s 光线路终端设备等。
（2）子架机盘安排
二、深圳华为SBS光纤传输设备介绍
SBS光纤传输设备是深圳华为公司的产品，包括SBS155/622SDH 光纤传输设备和SBS2500SDH光纤传输设备，对应速率为155520kb/s、622080kb/s和2488320kb/s。
练习题
1、什么是数字复接？
2、有哪些类型的数字支路信号？它们的含义是什么？
3、按照数字信号的类型，如何分类数字复接方式？
4、按照每次复接的比特数，如何分类数字复接方式？
5、简述数字复接的基本原理。
6、在PCM基群的TSO时隙中，帧定位信息有哪两种不同的组合？它们的内容是如何安排的？
7、CRC复帧定位形式什么？
8、当PCM基群系统用于传输数据信号时，CRC具有哪些功能？
9、PDH帧结构包括哪些内容？它们的作用是什么？
10、什么是“择多判决”原则？为什么要采用该原则？
11、数字复接器由哪几部分组成？各部分作用是什么？
12、数字分接器由哪几部分组成？各部分作用是什么？
13、有哪些类型的码速调整方式？
14、试述34M复接设备的正码速调整原理。
15、常用的接口码型有哪些？
16、SDH光线路终端设备采用什么线路码型？
17、在发送机中，设置自动功率控制电路、自动温度控制电路的目的是什么？
18、在发送机中，为什么有了APC电路后还要设置ATC电路？
数字光纤通信设备的应用与维护探讨
数字光纤通信设备的应用与维护探讨 发表时间：2019-11-15T10:32:29.157Z 来源：《城镇建设》2019年2卷16期作者：杨洲 [导读] 当今时代，数字光纤通信技术对社会和经济的发展愈加重要，数字时代和智能时代的到来更加离不开数字光纤通信技术的支持。 摘要：当今时代，数字光纤通信技术对社会和经济的发展愈加重要，数字时代和智能时代的到来更加离不开数字光纤通信技术的支持，数字通信技术在社会生产和生活中支持着社会进步，发挥着其独特的作用。数字光纤通信技术因为其容量大、干扰少、传输远、保密性强等优点代替了旧有通信技术在市场的地位，已经成为通信行业支柱型和基础型技术。数字光纤通信设备因其科学性、专业性等特点被得到广泛应用，因此对其有效、合理的维护必须得到重视，制定相关机制实现对数字光纤通信设备的良好维护，以提高其性能，完善我国的通信工作，建立良好的通信环境。 关键词：数字光纤；通信设备；应用；维护分析 一、数字光纤通信设备的主要特点以及重要性 （1）数字光纤通信设备的科学性 数字光纤通信设备在近几年被研发后，逐步走向成熟并被广泛应用。数字光纤通信设备是高科技的产物，具有极高的科技含量和科学性。PCM设备、光发送端设备、光中继器、光接收端设备、光纤等通信设备都是增强了数字光纤通信设备的科学性，提高了其运行效率。 （2）数字光纤通信设备的安全性 数字光纤通信设备相较于传统的通信设备具有更高的安全性，而这也是被广泛使用的原因之一。随着科技的发展，在进行通信设备研发过程中，通信设备的科研工作愈加先进和完善，数字光纤设备运用更加科学的加密设计和光纤技术，提高了通信设备的安全性能。数字光纤通信的主要功能就是实现信息的传输，所以在通信过程中必须要做到信息传递的流畅性和快速性。而这就要求数字光纤通信设备必须具备极高的安全性，所以在进行数字光纤通信设备研发时以此为基本方向，保证数字光纤通信设备安全性的基本功能。 （3）数字光纤通信设备的专业性 通信技术的发展历程并不长，而数字光纤通信技术的研发到使用的时间更加短暂，因此这就决定了数字光纤通信设备在研发过程中必须具备极高的专业性，才能满足现实的需要。当前阶段数字光纤通信设备在生产过程中主要运用的是表面安装工艺技术，这种生产工艺可以极大程度的提高数字光纤通信设备的功效。但是也正是因为数字光纤通信设备的专业性和科学性的提高，对其的维护工作也更加复杂，难度也更大，所以数字光纤通信设备的维护工作对设备维护人员提出了更高的要求，通信行业为做好通信设备的维护工作必须提高重视，加大维护管理力度。 二、数字光纤通信设备的日常管理 （一）形成有效的数字光纤通信设备监督、管理结构 在数字光纤通信设备运行中，要做好设备中的硬件监督、管理和控制，利用科学设备做好监管工作，这样才能实时监控光纤通信系统与设备。当系统与设备出现问题后及时作出反应，选出最佳方案处理好问题。因此，在日常维护中，要做好专业人才的培养工作，从各方面提高问题处理能力与综合素养；同时形成健全的服务体系与管理网络，这样才能让通讯系统与通信设备更加规范、制度化。在规范管理制度、健全光纤通信设备的同时，对光纤通信设备进行全方位、全面系统的监控与管理，同时由专人做好信号监控与各种记录工作，一旦出现故障问题，利用历史数据就能及时排查故障，了解故障原因，这样才能提高维修效率。在优化监管框架的同时，为今后光纤通信设备的日常工作夯实基础。 （二）定期进行设备维护 在数字光纤通信设备维护与管理中，必须结合相关原则进行。在维护管理中，工作人员需要结合设备性能、参数、故障率、操作规范等各种问题进行把握，在了解技术指标、通信原理、故障排除方式的过程中，做好技术更新，并且结合容易出现的问题进行预防，这样才能有针对性的做好整修与管理工作。在开展维护工作前，要有针对性的结合各类仪器设备做好维护与规划工作，结合维护方案与规划对数字光纤设备进行有效评估，这样才能落实光纤通信设备的管理与维护工作。 （三）细化工作步骤，规范设备管理 在日常的光纤通信设备管理中，要统计好实际应用的光纤通信设备性能与参数，利用编号的形式进行标记。通过这种模式，一旦出现问题，能快速提出解决方法。为了落实该目标，维护单位必须设置良好的管理制度，在实践中不断归纳、管理、总结存在的问题，然后再细化工作步骤，利用标序管理、档案管理等方法，及时排除故障，细化管理，提高维护效率。 （四）优化人才管理 数字光纤通信设备是当代盛行的通讯设备，它在科学性、专业性等方面有很多要求，所以要求配备专业素养过硬、设备管理良好的专业人才。就当前市场反馈的信息来看：在数字光纤通信设备维护中，需要建成一支专业认真、完整的设备维护团队，个人能力有限，所以需要借助团队的模式，让设备维护与管理更加规范、科学、高效。 三、光纤数字通信设备维护工作具体内容 （一）光纤通信系统中的主要设备分析 光纤通信系统中的主要设备有：PCM设备、光发送端设备、光中继器、光接收端设备、光纤等。PCM设备的应用：光纤中传输的信号是二进制光脉冲码，该码是利用数字信号对光源进行通断调制而产生的。PCM设备主要用于将数字信号转变为可在光信道中传输的光脉冲。光发送端设备的应用：光发送机将接收到的电信号进行码型转换，变换为适合光路传输的mBnB码或者插入码，然后送入光发送电路，利用该电路将电信号转变为光信号。光中继器的应用：光信号在传输过程中会产生衰落，若不对信号进行放大、整型、再定，则会因为信号的失真产生误码等，影响信号的后续使用。光接收端设备的应用：光接收端的设备与光发送端的设备作用相反，主要用于光信号向电信号的还原。光纤设备的应用：光纤是光通信网络中的最基本设备。根据应用环境不同光纤设备具有多种类型，在进行光纤选取时，要根据实际应用环境进行具体分析而确定，如光纤的机械性、电能性、抗雷保护性能、易维护性等。 （二）光纤通信系统中的光纤设备 基本的光纤通信系统包括数据源、光发送端、光学信道、光接收机几部分。数据源用来将所需传输的信号进行数字化处理，以便于信号在光网络中传输。光发送机和调制器组成光发射端，将数字信号转变为光信号，以便于在光学信道中进行传输。
数字光纤通信系统及其设计教学文案
数字光纤通信系统及 其设计
数字光纤通信系统及其设计 摘要 当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。进入1993年以后，我国光纤通信已处于持续大发展时期。其特征是大量新技术，特别是网络技术、高速介质接入网(HMAV)、光时分复用接入(OTMMA)和波分复用接入(WDMA)、光孤子(soliton)、掺铒光纤放大器(EDFA)、SDH产品等开始实用化并开展大量、深入的研究工作。面对光纤通信技术的普遍应用，了解光纤通信系统组成及其系统参数的测量技术现状，无论是对光纤通信的业主、经销商，还是对光纤通信的广大用户都是重要的。 本论文主要介绍数字光纤通信系统基本组成，含义及其特点，阐述数字光信通信系统的设计方法。针对WDM+EPFA数字光纤链路系统进行具体设计。关键字; 数字光纤通信系统掺铒光纤放大器(EDFA) 波分复用（WDM）Digital optical communications system and its design Abstrac In today's world, the combination of computer and communication technology, the height of optical fiber communication with rapid development. In today's main technology of telecommunications, optical fiber and light changes greatly improves the information transmission capacity. Since 1993, China into a continuous fiber communication has great development period. Its characteristic is a new technology, in particular network technology, high-speed medium access (HMAV), light time multiplex access (OTMMA) and WDM access (WDMA), optical solitons (soliton), erbium doped fiber amplifier (EDFA), SDH products began to practical and large,
外调制光纤通信系统设计
课程设计题目：外调制光纤通信系统设计 学院：信息科学与工程学院 年级专业：09级光电子1班 学号：xxxxxxxx 学生姓名：xxxxx 指导教师：xxx
一、设计要求 设计10Gpb速率的外调制光纤链路，保证链路能正常通信，误码率BER小于10-12，对应的品质因数Q大于7 二、设计技术参数 1）DFB-LD（SLM），光源中心波长λ0=1552.5nm（193.1Thz），谱线宽度Δλ=0.1 nm(12.5GHz) 2)光纤传输距离120km 3)光发射机发射光功率范围：10dBm～13dBm，可取10dBm 4)APD光接收机灵敏度范围：-25dBm～-9dBm ，可取-18dBm 5) G.652标准单模光纤，光纤的衰减系数α=0.2dB/km，色散系数D=17ps/nm/km 6) 色散补偿光纤衰减系数α=0.5dB/km, 色散系数D=-100ps/(nm.km) 7) 线路编码为NRZ 8) 连接器损耗α=1dB/个 二、设计要点 链路采用外调制的模式，系统通过电信号（NRZ码）控制光调制器产生光信号。产生的光信号通过光纤传输至信号接收端，经光电探测器转换为电信号，完成链路的传输。 衰减：在实际工作中，光纤有一个衰减系数，光信号会随着传输而衰减。为了使光信号传输到探测器时，信号的功率在光电探测器的灵敏度范围之内，链路设计放大模块将信号放大。 色散：不同频率的光波在光纤中传播的速度不同，频率较小的光传播速度快，频率较大的光传播速度慢。由于链路采用的光源激光器存在一定的带宽，因而光信号在传输过程中会产生色散，传输距离越长，色散现象越严重。针对色散问题，链路设计了色散补偿光纤来消除色散。 因此，设计链路所需要解决的主要问题是色散和衰减。通过改变色散光纤的长度和放大器的放大方法来消除传输中带来的色散问题和衰减问题。另外，在设计时，系统的噪声因素也应考虑在内。 三、链路设计 1.根据要求设计链路 通信链路由信号源、线路编码器、光源、连接器、光纤、必要补偿单元、连接器、光接收机组成。设计时，使用伪随机码发生器充当信号源，用连续波激光器和M-Z调制器组成外调制型光源，用1dB衰减器充当连接器，使用不同参数的光纤分别充当传输光纤和色散补偿光纤，使用7dB衰减器充当系统衰减富余量，使用眼图分析仪来观察链路传输的眼图、分析链路的误码率和品质因数。设计链路，初始时不添加色散光纤（色散光纤长度为0）和增益，检测系统的眼图和品质因数。如下图所示：
南邮光纤通信系统第4章3节作业
第4章第3节作业 1、图示光接收机的噪声及其分布，并说明各自噪声的概念。 答： ⊿量子噪声 量子噪声(或散弹噪声)来自单位时间内到达光检测器上信号光子数的随机性，因此它与信号电平有关。在采用APD作光检测器时，倍增过程的统计特征产生附加的散弹噪声，它随倍增增益而增加。 ⊿暗电流噪声 当没有光信号照射光检测器时，外界的一些杂散光或热运动亦会产生一些电子—空穴对，光检测器还会产生一些电流，这种残留电流称为暗电流Id，暗电流也要产生散粒噪声。 ⊿漏电流噪声 光检测器表面物理状态不完善和加有偏置电压，也会引起很小的漏电流噪声，但这种噪声并非本征性噪声，可通过光检测器的合理设计，良好的结构和严格的工艺降低。 ⊿热噪声 热噪声是在有限温度下，导电媒质内自由电子和振动离子间热相互作用
引起的一种随机脉动。 一个电阻中的这种随机脉动，即使没有外加电压也表现为一种电流波动。在光接收机中，前端负载电阻中产生的这种电流波动将叠加到光检测器产生的光电流中。 ⊿ 放大器噪声 前端的前置放大器要增加噪声，而且其影响远远超过后级元器件产生的噪声。 2、写出PIN 光接收机与APD 光接收机的信噪比表达式，分析在何种条件下何种光接收机信噪比占优势。 解：（1）PIN 信噪比与噪声的关系 ()2 42p PIN n e P d e L I S R kTF B e I I B R =++2 2 0042n e e L R P kTF B eR PB R =+ 散粒噪声限制下： 2 22 000222P PIN P e e e R P I S R eI B eR PB R P eB == = （SNR 随入射功率线性增加，且只与量子效率、光子能量和接收机带宽有关） 热噪声限制下： 2 2 220044L PIN n e n e L R P R P R S R kTF B kTF B R == （显示SNR 随入射功率平方倍变化，增加负载电阻可以提高信噪比） （2）APD 信噪比与噪声的关系
光纤通信系统总体设计的一些考虑
光纤通信系统总体设计的一些考虑 内蒙古铁通通信工程公司 师林 摘 要：当设计一个光纤通信系统（例如一个数字段）时，首先要弄清所设计系统的整体情况，它所处的地理位置，当前和未来3～5年内对容量的要求，ITU—T的各项建议及系统的各项性能指标，以及当前设备和技术的成熟程度等。在弄清楚情况的基础上，对下述问题进行具体的考虑和设计。 关键词：光纤通信系统，总体设计。 一、选择路由，设置局站 对于一个需要设计的系统，首先要在两个终端站之间选择最合理的路由、设置中继站（或转接站和分路站）。选择路由一般以直、近为依据，同时应考虑不同级别线路（例如一级干线和二级干线）的配合，以达到最高的线路利用效率和覆盖面积。 中间站的设置（中继站、转接站和分路站）既要考虑上下话路的需要，又要考虑信号放大再生的需要。由于光纤通道的衰减和色散使传输距离受限，需要在适当的距离上设置光再生器以恢复信号的幅度和波形，从而实现长距离传输的目的。 传统的O/E/O实再生器具有所谓的3R功能，即再整形（Reshaping）、再定时（Retiming）和再生（Regenerating）功能。这种再生器相当于光接收机和光发射机的组合，设备较复杂，成本很高，耗电也大。目前，在1.55μm波段运行的系统，已普遍采用掺铒光纤放大器（EDFA）代替传统的O/E/O再生器。虽然国际上也在研究具备3R功能的EDFA，但目前实用的EDFA只具备光放大的功能。因此，对高速率、长距离光纤通信系统，当使用级联EDFA时，须考虑对色散的补偿和对放大的自发辐射（ASE）噪声的抑制。 二、确定系统的制式、速率 20世纪90年代中期，SDH设备已经成熟并在通信网中大量使用，考虑到SDH设备良好的兼容性和组网的灵活性，新建设的长途干线和大城市的市话通信一般都应选择SDH设备，长途干线已采用STM－16、多路波分复用的2.5Gbit/s系统、甚至10Gbit/s系统。 对于农话线路，为了节省投资，也可采用速率为34Mbit/s，140 Mbit/s的PDH系统。 三、光纤选型 目前可选择的光纤类型有G.652光纤、G.653光纤、G.654光纤、G.655光纤及大有效面积光纤。G.652光纤是目前已大量敷设。在1.3μm波段性能最佳的单模光纤，该光纤设计简单、工艺成熟、成本底。但这种光纤工作在1.55μm波段时，有＋17ps/km﹒nm左右的色散， 109
南邮通达光纤通信与数字传输实验报告模板
南京邮电大学通达学院 实验报告 光纤通信与数字传输 专业： 学生姓名： 班级学号： 指导教师：成建平 指导单位：通信技术实验教学中心 日期：二○一二年六月
实验一：光纤通信传输设备认知（2课时） 实验目的：对照理论课的教学内容，熟悉SDH光纤传输设备的结构、功能和配置原理，熟悉SDH信号复接的流程。 实验内容：了解光纤通信传输设备构成和工作原理；熟悉实际的光纤通信网络构成。 实验项目一：中兴通讯S385高速率光纤通信传输设备认知 1．观察和了解中兴通讯S385设备机架结构。 2．观察和了解中兴通讯S385设备子架结构。 3．观察和了解中兴通讯S385设备组网配置。 实验结果和分析： （1）实验中的S385系统配置成何种网络结构？ （2）S385系统中风扇插箱的主要功能是什么？ 实验项目二：中兴通讯S385高速率光纤通信传输设备单板认知 1．观察和了解S385子架槽位及单板配置。 2．观察和了解光线路板配置及插槽位置。 3．观察和了解电接口板/支路单元配置及插槽位置。 实验结果和分析： （1）OL64单板工作状态如何，单板上有哪些指示灯？ （2）说明如图所示的子框中OW、NCP、QXI和SCI单板的名称。
实验项目三：S385业务实现 1．观察和了解节点配置类型。 2．观察和了解时钟单板工作状态。 3．观察和了解E1业务实现过程。 实验结果和分析： （1）时钟单板面板上NOM、ALM1和ALM2状态指示灯分别代表什么含义？（2）SDH复用映射中采用C12复用路径涉及S385设备中哪些功能单板？
实验二：SDH传输设备网络管理操作（2学时） 实验目的：掌握网络管理系统中告警管理、性能管理和用户管理等管理操作实现过程，熟悉和理解网管操作相关性能参数的意义。 实验内容：了解掌握SDH传输设备网络管理系统的构成及、使用和操作。 实验项目一：中兴通讯S385传输系统网管基本操作 1．观察E300网管系统组成。 2．使用用户名“ny”和口令“ny”登录客户端GUI。 3．了解E300网管视图及主要菜单。 实验结果和分析： （1）客户端PC与网管服务器是什么关系？ （2）下图给出了中兴通讯传输设备网管产品架构，试说明S385采用的网管系统定位和功能特点。 实验项目二：中兴通讯E300网管告警管理 1．使用告警统计和查看，检查当前系统告警状况。 2．观察告警确认前后网管及单板告警颜色变化。 3．观察历史告警统计。
第五章数字光纤通信系统的设计
第五章数字光纤通信系统的设计 （2学时） 一、教学目的及要求： 使学生了解整个数字光纤通信系统在整体进行设计时应考虑的因素和设计时使用的主要方法。 二、教学重点及难点： 本章重点：掌握损耗限制系统和色散限制系统中再生中继距离的设计方法。 本章难点：中继距离与系统传输速率的关系。 三、教学手段： 板书与多媒体课件演示相结合 四、教学方法： 课堂讲解、提问 五、作业： 课外作业： 5-1 5-2 5-5 六、参考资料： 《光纤通信》刘增基第五章。 《光纤通信》杨祥林第八章 七、教学内容与教学设计：
第五章数字光纤通信系统的设计 对数字光纤通信系统而言，系统设计的主要任 务是，根据用户对传输距离和传输容量(话路数或 比特率)及其分布的要求，按照国家相关的技术标准 和当前设备的技术水平，经过综合考虑和反复计算， 选择最佳路由和局站设置、传输体制和传输速率以 及光纤光缆和光端机的基本参数和性能指标，以使 系统的实施达到最佳的性能价格比。 在技术上，系统设计的主要问题是确定中继距 离，尤其对长途光纤通信系统，中继距离设计是否 合理，对系统的性能和经济效益影响很大。 中继距离的设计有三种方法：最坏情况法(参数 完全已知)、统计法(所有参数都是统计定义)和半 统计法(只有某些参数是统计定义)。 5.1 中继距离受损耗的限制 下图示出了无中继器和中间有一个中继器的数 字光纤线路系统的示意图。 数字光纤线路系统 (a)无中继器； (b) 一个中继器 如果系统传输速率较低，光纤损耗系数较大， 中继距离主要受光纤线路损耗的限制。在这种情况 下，要求S和R两点之间光纤线路总损耗必须不超 过系统的总功率衰减，即 [板书] [板书] [板书] [多媒体课件] 96分钟
光纤通信系统设计实例
光纤通信系统设计 1 概述 图 1.1 标准光纤通信系统架构 2 模拟系统设计 光纤系统中，各组件的累加损耗应足够低以符合探测器的阈值要求。模拟系统中，充足的功率意味着高SNR，另外，组件的组合应该提供足够的带宽以通过较高的调制频率，因此，应对单个器件的损耗和带宽进行分析，并计算整个系统的功率分配和带宽预算。 2.1 系统规格 2.1.1 初始方案 以设计简单的点对点视频系统为例，电视广播信号的带宽为6MHz，要求SNR为50dB。 表2.1 系统方案一：窄带宽和低功率 Carrier Source LED0.8-0.9um Information Channel MMF (SI or GRIN) Detector PIN-PD 表2.2 系统方案二：高带宽和高功率 Carrier Source LD 1.3um Information Channel SMF Detector APD 2.1.2 负载电阻计算 已知PIN-PD的电容和传输带宽，根据方程 求得负载电阻
取近似值，计算得为6.24MHz。 2.2 功率预算 2.2.1 平均光功率计算 标准的SNR方程是 由于使用PIN-PD作为光电探测器，假设系统是热噪声限系统，调制系数m为100%，SNR方程简化为 由于放大器噪声的存在，将实际温度T替换为等效噪声温度，假设环境温度T为300K，放大器噪声系数F为2，则，又已知PD响应率为，计算平均光功率P为 取P近似值为。 2.2.2 平均光电流计算 根据平均光功率P为，计算得PIN-PD的平均光电流，远大于暗电流（几个纳安），因此系统中暗电流的影响可以忽略，计算热噪声电流均方值 散粒噪声电流均方值 可以得到，热噪声功率是散粒噪声功率的近7倍，符合最开始采用热噪声限模型的假设。 预测平均光电流为时，并没有驱动探测器进入非线性区，最大饱和电流等于偏置电压与负载电阻的比值，使用5V偏压时，最大允许电流为（或），远远大于，系统不存在饱和问题。 2.2.3 详细方案 光源SE LED SI MMF
光通信技术课后答案-第三章
第三章 光通信信道 专业通信103班 代高凯 201027209 3-2.什么是阶跃光纤？什么是渐变光纤？ 答：光纤按照折射率的分布分类，可分为阶跃光纤和渐变光纤。 (1).阶跃光纤是指在纤芯和包层区域内，其折射率分布分别是均匀的，其值分别是n1与n2，但在纤芯与包层的分界处，其折射率的变化是阶跃的，折射率分布的表达式为 ?????≤<≤=2 1)2()1()1()(a r a n a r n n r ，， 阶跃光纤是早起光纤的结构方式，后来在多模光纤中逐渐被渐变光纤取代，但是它用来解释光波在光纤中的传播还是比较形象的。 (2).渐变光纤是指光纤轴心处的折射率n1最大，而随沿剖面径向的增加而逐渐减小，其变化规律一般符合抛物线规律，到了纤芯与包层的分界处，正好降到与包层区域的折射率n2相等的数值；在包层区域中其折射率的分布是均匀的，即为n2 ?????≤<≤?-=212 1211)()(21a r a n a r a r n n r ，， 式中，n1为光纤轴心处的折射率；n2包层区域的折射率；a1为纤芯半径；121n n n -= ?称为相对折射率差。 3-4.什么是单模光纤？什么是多模光纤？ 答：光纤按照传播的模式分类，可分为多模光纤和单模光纤。 (1).当光纤的几何尺寸（主要是纤径直径d1）远远大于光波波长（约1μm ）时，光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。不同的传播模式会有不同的传播速度与相位，因此经过长距离的传输之后会产生时延，导致光脉冲变宽。这种现象叫做光纤的模式色散（又叫模间色散）。计算多模光纤中除传播模式数量的经典公式为4/2V N =，其中V 为归一化频率。模式色散会使许多多模光纤的带宽变窄，降低其传输容量，因此多模光纤仅适用于较小容量的光纤通信。多模光纤的折射率分布大都为抛物线分布，即渐变折射率分布，其纤芯直径d1大约为50μm 。 (2)根据电磁场理论与求解麦克斯韦方程组发现，当光纤的几何尺寸（主要是芯径）可以与波长相比拟时，如芯径d1在5~10μm 范围，光纤只允许一种模式（基模HE11）在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤叫做单模光纤，由于它只允许一种模式在其中传播，从而避免了模式色散的问题，故单模光纤具有极宽的带宽，特别适用于大容量的光纤通信，但是必须满足 归一化频率4048.221 ≤=NA a V λπ
光纤通信 期末复习
第 1 章 概述 1.光纤通信主要优点：传输容量大；传输损耗小，中继距离长；泄漏小，保密性好；节省有色金属；抗电磁干扰性能好；重量轻，可挠性好，敷设方便。 2.光纤通信系统的组成结构：光发送机；光纤线路；光接收机；数字复用设备；光中继器。 第 2 章 光纤传输理论及传输特性 1.光纤基本结构：折射率较高的纤芯、折射率较低的包层及表面涂覆层。 2.光纤折射率分布及分类方法：()()2 12210???????? ??? ???-=a r n r n ；按光纤纤芯折射率分布可分为阶跃折射率光纤（SI ）和渐变折射率光纤（GI ）；按光纤的二次涂覆层可分为紧套光纤和松套光纤；按光纤主要材料可分为石英光纤、塑料光纤、氟化物光纤；按光纤中传导模式可分为多模光纤和单模光纤。 3.模式截止条件：对每一个传播模来说，在包层中它应该是衰减很大，不能传输。如果一个传播模，在包层中不衰减，也就是表明该模是穿过包层而变成了辐射模，则就认为该传播模被截止了。所以一个传播模在包层中的横向衰减常数W=0时，表示导模截止。单模传输的条件：405.222221<-=n n a V λπ ①。 光纤中传播的唯一的模式为LP 01模（即HE 11模），光纤为单模传输。①式为单模传输的条件。 4.归一化频率和截止波长的意义和计算：只有归一化频率V 小于LP 11模的截止频率（4048.2=c V ）时，才能保证光纤中只传输基模（LP 01模或HE 11模），所 以单模光纤理论截止波长λC 为4048.222221n n a c -=πλ 如果λ＞λC ，则为单模 光纤。目前工程上有四种截止波长：①理论截止波长λC1 ②2m 长光纤截止波长λC2 ③光缆制造长度的截止波长λC3 ④一个中继段的截止波长λC4。四种截止波长满足λC1＞λC2＞λC3＞λC4的关系。 5.基模的表示方法：精确矢量模 HE 11 和线性极化模01LP 。 6.全反射原理，临界角和最大可接收角的计算:最大可接收角：?≈-≈-=---2sin sin sin 1122211022211n n n n n n a θ（121/n n n -=?）。数值 孔径:?≈-= =2sin 122210n n n n NA a θ物理意义：NA 表示光纤接收和传输光的能力，NA （或a θ）越大，表示光纤接收光的能力越强，光源与光纤之间的耦合效率越高。 7.损耗特性定义、物理意义及计算，引起损耗的原因：L 公里长光纤的损耗公式：()0 lg 10P P A i =λ dB （i P ：光纤的输入功率（W ）；0P ：光纤的输出功率（W ）），光纤每公里损耗系数:()0lg 10P P L i = λα dB/km ；引起损耗的原因是吸收、散射
光纤通信课后答案
第一章基本理论 1、阶跃型折射率光纤的单模传输原理是什么答：当归一化频率V小于二阶模LP11归一化截止频率，即0＜V＜时，此时管线中只有一种传输模式，即单模传输。 2、管线的损耗和色散对光纤通信系统有哪些影响答：在光纤通信系统中，光纤损耗是限制无中继通信距离的重要因素之一，在很大程度上决定着传输系统的中继距离；光纤的色散引起传输信号的畸变，使通信质量下降，从而限制了通信容量和通信距离。 3、光纤中有哪几种色散解释其含义。答：（1）模式色散：在多模光纤中存在许多传输模式，不同模式沿光纤轴向的传输速度也不同，到达接收端所用的时间不同，而产生了模式色散。（2）材料色散：由于光纤材料的折射率是波长的非线性函数，从而使光的传输速度随波长的变化而变化，由此引起的色散称为材料色散。（3）波导色散：统一模式的相位常数随波长而变化，即群速度随波长而变化，由此引起的色散称为波导色散。 5、光纤非线性效应对光纤通信系统有什么影响答：光纤中的非线性效应对于光纤通信系统有正反两方面的作用，一方面可引起传输信号的附加损耗，波分复用系统中信道之间的串话以及信号载波的移动等，另一方面又可以被利用来开发如放大器、调制器等新型器件。 6、单模光纤有哪几类答：单模光纤分为四类：非色散位移单模光纤、色散位移单模光纤、截止波长位移单模光纤、非零色散位移单模光纤。 12、光缆由哪几部分组成答：加强件、缆芯、外护层。 *、光纤优点：巨大带宽（200THz）、传输损耗小、体积小重量轻、抗电磁干扰、节约金属。*、光纤损耗：光纤对光波产生的衰减作用。 引起光纤损耗的因素：本征损耗、制造损耗、附加损耗。 *、光纤色散：由于光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带的，不同频率成分和不同模式成分的传输速度不同，导致信号的畸变。 引起光纤色散的因素：光信号不是单色光、光纤对于光信号的色散作用。 色散种类：模式色散（同波长不同模式）、材料色散（折射率）、波导色散（同模式，相位常数）。 *、单模光纤：指在给定的工作波长上只传输单一基模的光纤。
数字光纤通信系统及其设计
` 数字光纤通信系统及其设计 摘要 当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。进入1993年以后，我国光纤通信已处于持续大发展时期。其特征是大量新技术，特别是网络技术、高速介质接入网(HMAV)、光时分复用接入(OTMMA)和波分复用接入(WDMA)、光孤子(soliton)、掺铒光纤放大器(EDFA)、 SDH产品等开始实用化并开展大量、深入的研究工作。面对光纤通信技术的普遍应用，了解光纤通信系统组成及其系统参数的测量技术现状，无论是对光纤通信的业主、经销商，还是对光纤通信的广大用户都是重要的。 本论文主要介绍数字光纤通信系统基本组成，含义及其特点，阐述数字光信通信系统的设计方法。针对WDM+EPFA数字光纤链路系统进行具体设计。 关键字; 数字光纤通信系统掺铒光纤放大器(EDFA) 波分复用（WDM） Digital optical communications system and its design ] Abstrac In today's world, the combination of computer and communication technology, the height of optical fiber communication with rapid development. In today's main technology of telecommunications, optical fiber and light changes greatly improves the information transmission capacity. Since 1993, China into a continuous fiber communication has great development period. Its characteristic is a new technology, in particular network technology, high-speed medium access (HMAV), light time multiplex access (OTMMA) and WDM access (WDMA), optical solitons (soliton), erbium doped fiber amplifier (EDFA), SDH products began to
通达光纤通信与数字传输简答
一、填空题 1. 光纤的主要损耗包括：__________ 损耗，_______ 损耗，_________ 损耗。 2. 光纤的非线性效应主要有：_________ , ______ , ________ , ________ 等。 3. 光纤的________ 定义为NA，其值越大，表明光纤对光的捕获能力越强，对应地 光信号的最大入射角也越大。 4. 构成激光器的三要素是__________ 、________ 禾口 _______ 。 5. 光纤接入可以分位有线接入网和无线接入网两类。光纤 ____________ 简称FTTC，光 纤到________ 简称FTTB，光纤到 ______ 简称FTTH。 6. 按照纤芯折射率分布可以将光纤分为________________________ 光纤和 ______________ 光纤。 7. 多模光纤中占主导的是__________ 色散。 8. 只有入射光信号的波长________ 于光检测器的截止波长时才能被光检测器接收。 9. 光接收机动态范围表示了接收机________________ 的能力。 10. 按照光纤中损耗形成的机理，可将光纤损耗分为__________ 损耗、____________ 损耗 和____________ 损耗三种。 11. 混合同步网方式是指在同步区（网内）采用 _______________ 同步方式，同步区之间 采用_______ 同步方式。我国SDH网络采用_____________ 方式。 12. 射线光学理论是基于_______ 定理和_________ 定理，其假设波长为______ 。 13. 我国的SDH 网采用 __________________ 同步方式，分为__________________ 时钟、 时钟、___________ 时钟和设备时钟四类。 14. 光发送机的消光比定义为__________________________________________________ 。 15. 光接入网的主要由_______ 、_______ 和________ 组成部分。无源光网络简称（缩 写）为________ ，有源光网络简称（缩写）为____________ 。 16. ITU-T G.826建议规范的误码性能参数包括____________ 、 ______________ 和____________ 。 仃.WDM系统的基本构成形式包括 __________________ 、_________________ 和光分路插入传输等三种。 18. 通信中使用的光纤基本结构包括折射率较高的 __________________ 部分、折射率较低的______________ 部分和表面涂覆层。 19. 半导体激光器的温度特性是指激光器的 _______________ 和 ____________ 随温度变化
数字光纤通信设备的应用与维护分析 李娇
数字光纤通信设备的应用与维护分析李娇 发表时间：2018-07-18T13:25:45.980Z 来源：《基层建设》2018年第17期作者：李娇[导读] 摘要：近几年，高新科技发展迅速，数字光钎通信就是在这个时期被研究开发出来的。 身份证号：13102819841205xxxx 摘要：近几年，高新科技发展迅速，数字光钎通信就是在这个时期被研究开发出来的。随着数字光钎通信设备的逐渐完善，各个领域已经都在使用。相比以前的通信技术，数字光纤通信设备传输数据量大、抗干扰能力强。利用该技术，人们可以在生活和工作中更方便的完成通信功能。本文就数字光纤通信设备的特点、应用和维护进行了分析和研究。 关键词：数字光纤特点通信设备应用维护 数字光纤通信设备是数字光纤通信技术的主要组成部分，它?c光纤通信系统共同作用才能更有效的完成光纤通信技术上各方面的通信功能。因此它在保证通信流畅上起着重要的作用，对于数字光纤通信设备的应用与维护我们有必要进行深入的了解和分析。 一、数字光纤通信设备的主要特点 要想熟练的使用数字光纤通信技术，就需要掌握各种数字光纤通信设备的使用；想要熟练地使用光纤通信设备，就要对它进行全面的了解。它的特点是我们必须要了解的内容，以下就是对数字光钎通信设备特点的分析和论述。 1.1数字光纤通信设备的科学性 数字光纤通信设备是高新科技的产物，是最近几年才被研究开发出来的，并逐渐成熟然后投入使用。不可否认的是，它是人类伟大的科技产物之一，它的高的科技含量决定了它具有较强的科学性。 1.2数字光纤通信设备的安全性 光纤通信就是进行信息传递，信息传递的流畅和快速是通信的必备的要求。这就决定了数字光纤通信设备的研究方向和基本功能，故其要具有更高的安全性能。 1.3数字光纤通信设备的专业性 通信技术只有短短几十年的发展历程，光纤技术的开发时间更短，这就决定了光纤技术的高度专业性。许多的经济不发达或是偏远地区都还没有听说过光纤技术，更别说开发应用了。 二、数字光纤通信设备的应用 数字光纤通信设备在通信技术的应用中是必不可少的部分，也贯穿整个通信过程。因为数字光纤通信技术是近几年才被开发出来研究使用的，所以数字光纤通信设备就是高端的科技技术产品，这就决定了它拥有自身所特有的使用和功能特点。光纤通信系统中的主要设备有PCM设备、光发送端设备、光中继器、光接收端设备、光纤等。PCM设备主要用于将数字信号转变为可在光信道中传输的光脉冲。数据源用来将所要传输的信号进行数字化处理，以便于信号在光纤网络中传输。光发送机的功能是将接收到的电信号进行码型转换，变换为适合光路传输的mBnB码或者插入码，然后送入光发送电路，利用该电路将电信号转变为光信号。应用环境的不同决定了光纤设备具有多种类型，所以在进行光纤选取时，要根据实际应用环境进行具体分析然后再确定。 三、数字光纤通讯设备的维护 光纤通信设备与光纤通信系统是互相关联的，因此，对数字光纤通信设备的维护不光只是简单的对光纤设备自身的维护，光纤通信设备的稳定、正常工作的维护也非常重要。要根据这些反应作出进一步的处理和维修。[2]根据以上对于光纤通信设备所作出的一些分析，应当对光纤通信设备的特点和应用有了一些基础性的认识。而光纤通信设备的维护应当根据光纤的工作内容和功能特点做出维护要求。 3.1对于设备维护工作人员的基本要求 光纤通信设备的工作人员应该是专业的通信技术人员。而且光纤通信设备的维护工作人员应该对光纤通信设备的基本功能、工作原理有足够的了解与认识，应该基本的了解设备的构成甚至能做简单的维修。因为光纤通信设备在通信技术工作上占有重要地位，所以工作人员专业素质的培养和选择性购买设备至关重要，这也就决定了我们应该认真的对待通信设备的维护工作。但是光纤通信设备都是些高科技的产品，具有很强的专业性，所以要有专业人员来弥补国内通信科技上专业性能的缺口。 3.2对整个光纤通信系统的网络全面监控 光纤通信设备的使用贯穿了光纤通信的全过程。要想对光纤通信设备进行全面有效的维护就应该对整个光纤通信系统的网络进行全面监控。光纤的通信系统与光纤通信是不可分割的，想要监控光纤通信系统的工作正常与否，可以直接判断出光纤通信设备的正常工作与否。光纤通信系统和光纤通信是息息相关的，光纤通信系统通常能够直观的反应问题，可以直接反应出是哪个设备，并且还能知道是哪里出了故障。 四、结语 随着信息技术的发展，数字光纤通信技术已经在越来越多的领域所运用，所产生的效率也有明显显著。为增强设备的使用效率，维护好通信设备是不可或缺的环节，所以说，数字光纤通信设备的应用与维护要我们共同努力，通过系统的了解各设备的功能并且熟练的对各光纤通信设备进行管理和应用。 参考文献： [1]蔚斌冀巍.数字光纤通信设备的应用与维护[J].科技传播.2014：180 [2]刘辉.数据光纤通信设备的应用和维护[J].信息与科技.2015：66 [3]李艳娟.数字光纤通信设备的应用研究.新技术：76
数字光纤通信系统简介
浅谈数字光纤通信系统 摘要 当今世界，计算机与通信技术高度结合，光纤通信有了长足发展。纵观当今电信的主要技术，光纤和光波的变革极大的提高着信息的传输容量。因而传统的模拟信号的传输的信息容量已经远远不能满足当前生产生活的实际技术需求，从上世纪开始数字信号传输已经逐步取代模拟信号，成为当前电视、电话、网络中信息传输的主要方式。 本文就光纤通信网络中的数字光纤通信部分进行了简要的介绍以及分析，涉及数字光纤通信系统基本概念特点的解析，系统的组成结构，主要传输体制以及线路的编码方式。 关键字数字光纤通信系统准同步数字系列（PDH）同步数字系列（SDH）线路编码 内容 一．数字光纤通信系统概况 光纤是数字通信的理想的传输信道。与模拟通信相比，数字通信有许多优点，最主要的是数字系统可以恢复因传输损失导致的信号畸变，因而传输质量高。大容量长距离的光纤通信系统几乎都是采用数字传输方式。 在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。 二．数字光纤通信系统组成 数字光纤通信系统如图1所示，与模拟系统主要区别在于数字系统中有模数转换设备和数字复接设备，即为PCM端机。 1.模数转换设备。它将来自用户的模拟信号转换为对应的数字信号。数字 复接设备则将多路低速数字信号按待定的方式复接成一路高速数字信 号，以便在单根光纤中传输。 2.输入接口将来自PCM端机的数字基带信号适配成适合在光纤信道中传 输的形态。
光纤通信设备概述
光纤通信设备概述 1.走进通信机房 通信机房，无论大小，走进去看到的是： 一排排的机柜，里面装有各种各样的设备，大部分机柜是19英寸宽，有2米高，也有2.2米高的. 地板,下面往往是走线槽, 上面也许有走线槽(地槽和顶槽2选1). 网管系统:用计算机管理通信设备. 电源系统
2.从电话机到机房的线路 家里的电话机通过双绞线连接到楼道里的电话分线盒,然后用50对或100对的音频电缆, 连到了小区附近的电缆交接箱,再用更大对数的电缆接到电话局里的音频配线架,也叫总配线架,就是112机房,在音频配线架上,每个电话机都对应有1对电话线接点,并且一般都配有防雷击的音频保安器,电话线在电话局内部还用电缆连到了交换机.或PCM30设备。 3.112机房的总配线架，也叫MDF，还叫VDF 4.电话交换机 交换机可以分为3部分,一是用户电路,负责为用户馈电,发铃流,发送忙音,拨号音,记录用户话机所拨的号码,同时将模拟的电话语音变成数字信号；二叫绳路,也就是交换系统,负责电话的交换接续；三是中继器,分入局中继器和出局中继器,中继器的接口是数字信号是2.048Mb/s的速率,叫E1口。 5.PCM30设备 电话机到电话局,如果距离近(2公里),可以用电缆直接连接,如果距离远,就必须用光纤 连接光纤通信中传输的信号是数字信号,而电话机使用的是模拟信号,因此必须要变换
PCM30设备就是将模拟信号变成数字信号的设备,它将30路电话,变成1路E1接口的数字信号。 6.同轴电缆与同轴头 7.数字配线架DDF 无论是交换机的中继器接口,还是PCM30的数字口,都是E1口,要用同轴电缆接到光端机,为了方便电缆的检修,和调换电路,就要使用数字配线架(DDF)设备.DDF就是一块装有同轴 头的面板,同轴电缆上的同轴头,接到DDF的同轴头上。 8.光传输设备（光端机） 将多路E1接口的数字信号变成1路光信号的设备叫光端机，来自交换机，或PCM30设备的数字信号E1信号，靠同轴电缆经过DDF接到光端机。光端机的输出就是激光了光端机的光接口有2根光纤，1根是发光的，另1个是收光的。 9.光缆线路器材 光缆每2公里就要有1个接头，2根光缆的接续是在光纤接续盒里完成。1条完整的光缆的两个终端是通信机房里的光缆终端盒，它将光缆里的很细的光纤与尾纤相连，尾纤是单根的，有外套，有牙签那样粗，一般是黄色的，尾纤带有1个光接头，可以通过法兰盘跟另1根尾纤相连，尾纤线束，是多根尾纤做在一起的，但是比单根尾纤细一点。 10.其他设备1 电源和电池：通信机房为了保证供电，一直采用电池作为停电后的供电，电池是直流的，所以电源设备就是将交流220V的交流电，变成-48V的直流电。电源列头柜：通信机房里有很多设备，光通信的，交换机，载波机，微波等，这些设备都要用到-48V的电源，列头柜就是将总电源通过保险然后再分配到各个通信机柜的设备。 11.其他设备2 接口变换器，传输设备的接口是E1口，在通信领域是标准的但是计算机领域的标准跟通信不同，随着计算机通信的发展，两者的接口越来越多，计算机通常采用以太网接口，和V35接口，因此他们跟E1口的变换器，就经常要用到。以太网光纤收发器，计算机的局域网已经趋向于以太网，而用光纤组网是越来越多，这就要用到光纤收发器。