第八章光纤通信网络PPT课件
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_光纤通信基础(PPT)
短画线后的第1个数字表示不同的线路速率： 1：表示STM-1; 4：表示STM-4; 16:表示STM-16
16
第十六页，共三十五页。
光接口(jiē kǒu)应用分类代码的含义：〔如L-4.1〕
紧接点号后的数字(shùzì)表示使用的光纤类别及工作波长：
1和空白：1310nm波长，使用G.652光纤 2：1550nm波长，使用G.652和G.654光纤 3：1550nm波长，使用G.653光纤 5：1550nm波长，使用G.655光纤
光纤通信 概论 (ɡuānɡ xiān tōnɡ xìn)
携带信息的光波： 数字信号为"1"时，光源器件(qìjiàn)发送一个"传号"光脉冲； 当数字信号为"0"时，光源器件发送一个"空号"〔不发光〕。
5
第五页，共三十五页。
光纤通信 优点 (ɡuānɡ xiān tōnɡ xìn)
通信容量大 一根光纤同时传输24万个话路，比传统(chuántǒng)的明线、同轴 电缆、微波等要高出几十乃至上千倍。 波分复用技术的采用，把一根光纤当作几根、几十根光纤使用， 通信容量近乎无限。
短距通信。 APD光二极管： 特性参数：倍增因子G〔平均增益〕，倍增噪声因子 APD光二极管的最大优点是倍增效应，即输入同样大小的光功
率信号(xìnhào)能获得比PIN光二极管多几十倍的光电流，大大提 高了光接收机的灵敏度〔比PIN光接收机提高约10dB以上〕。
27
第二十七页，共三十五页。
光接收机各功能(gōngnéng)框介绍
光纤与光缆(ɡuānɡ lǎn)
光纤的类型
G.652光纤：在1310nm波长窗口色散(sèsàn)性能最正确，是 目前应用最广泛的光纤。
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光接口(jiē kǒu)应用分类代码的含义：〔如L-4.1〕
紧接点号后的数字(shùzì)表示使用的光纤类别及工作波长：
1和空白：1310nm波长，使用G.652光纤 2：1550nm波长，使用G.652和G.654光纤 3：1550nm波长，使用G.653光纤 5：1550nm波长，使用G.655光纤
光纤通信 概论 (ɡuānɡ xiān tōnɡ xìn)
携带信息的光波： 数字信号为"1"时，光源器件(qìjiàn)发送一个"传号"光脉冲； 当数字信号为"0"时，光源器件发送一个"空号"〔不发光〕。
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光纤通信 优点 (ɡuānɡ xiān tōnɡ xìn)
通信容量大 一根光纤同时传输24万个话路，比传统(chuántǒng)的明线、同轴 电缆、微波等要高出几十乃至上千倍。 波分复用技术的采用，把一根光纤当作几根、几十根光纤使用， 通信容量近乎无限。
短距通信。 APD光二极管： 特性参数：倍增因子G〔平均增益〕，倍增噪声因子 APD光二极管的最大优点是倍增效应，即输入同样大小的光功
率信号(xìnhào)能获得比PIN光二极管多几十倍的光电流，大大提 高了光接收机的灵敏度〔比PIN光接收机提高约10dB以上〕。
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第二十七页，共三十五页。
光接收机各功能(gōngnéng)框介绍
光纤与光缆(ɡuānɡ lǎn)
光纤的类型
G.652光纤：在1310nm波长窗口色散(sèsàn)性能最正确，是 目前应用最广泛的光纤。
光纤通信基础知识ppt课件
应用场景
光检测器广泛应用于光纤通信、光传 感、激光雷达等领域，特别是在高速、 长距离的光纤通信系统中，光检测器 的作用尤为关键。
光放大器
光放大器是光纤通信系统中的关键器件之一，主要分 为掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼光纤放大器（RA）
两类。
输入 标题
作用
光放大器的作用是对光信号进行放大，补偿光纤传输 过程中的光信号损耗，提高光纤通信系统的传输距离 和稳定性。
光检测器
分类
光检测器是光纤通信系统中的另一重 要器件，主要分为光电二极管（PIN） 和雪崩光电二极管（APD）两类。
性能参数
光检测器的性能参数包括响应度、带 宽、噪声等，这些参数直接影响着光 纤通信系统的接收灵敏度和动态范围。
作用
光检测器的作用是将光信号转换为电 信号，从而实现光信号的接收和检测。
模拟光纤通信系统的应用
03
在音频广播、视频传输等领域得到广泛应用。
光纤通信系统设计
01
光纤通信系统设计的基本原则
确保系统的传输性能、稳定性、可靠性和经济性。
02
光纤通信系统设计的主要内容
包括光源、光检测器、光纤、中继器和放大器等器件的选择和配置。
03
光纤通信系统设计的优化
通过采用先进的调制技术、编码技术等手段，提高系统的传输性能和容
性能参数
光源的性能参数包括波长、光谱宽度、输出功率、阈值电 流等，这些参数对光纤通信系统的性能和稳定性有着重要 影响。
作用
光源的作用是将电能转换为光能，为光纤通信系统提供光 信号。
应用场景
光源广泛应用于光纤通信、光传感、光谱分析等领域，特 别是在长距离、大容量的光纤通信系统中，光源的作用尤 为重要。
光纤通信发展历程
光检测器广泛应用于光纤通信、光传 感、激光雷达等领域，特别是在高速、 长距离的光纤通信系统中，光检测器 的作用尤为关键。
光放大器
光放大器是光纤通信系统中的关键器件之一，主要分 为掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼光纤放大器（RA）
两类。
输入 标题
作用
光放大器的作用是对光信号进行放大，补偿光纤传输 过程中的光信号损耗，提高光纤通信系统的传输距离 和稳定性。
光检测器
分类
光检测器是光纤通信系统中的另一重 要器件，主要分为光电二极管（PIN） 和雪崩光电二极管（APD）两类。
性能参数
光检测器的性能参数包括响应度、带 宽、噪声等，这些参数直接影响着光 纤通信系统的接收灵敏度和动态范围。
作用
光检测器的作用是将光信号转换为电 信号，从而实现光信号的接收和检测。
模拟光纤通信系统的应用
03
在音频广播、视频传输等领域得到广泛应用。
光纤通信系统设计
01
光纤通信系统设计的基本原则
确保系统的传输性能、稳定性、可靠性和经济性。
02
光纤通信系统设计的主要内容
包括光源、光检测器、光纤、中继器和放大器等器件的选择和配置。
03
光纤通信系统设计的优化
通过采用先进的调制技术、编码技术等手段，提高系统的传输性能和容
性能参数
光源的性能参数包括波长、光谱宽度、输出功率、阈值电 流等，这些参数对光纤通信系统的性能和稳定性有着重要 影响。
作用
光源的作用是将电能转换为光能，为光纤通信系统提供光 信号。
应用场景
光源广泛应用于光纤通信、光传感、光谱分析等领域，特 别是在长距离、大容量的光纤通信系统中，光源的作用尤 为重要。
光纤通信发展历程
光纤通信课件第八章
在物联网中，光纤通信技术被广泛应用于传感器网络、智能交通、智能 家居等领域。
光纤传感器具有精度高、稳定性好、耐腐蚀等优点，适用于各种环境下 的监测和检测。同时，光纤通信技术还能够提供高带宽、低延迟和可靠 的通信链路，支持物联网设备的远程管理和控制。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
求。
低损耗
光纤的传输损耗极低， 可以延长传输距离，减 少中继站的数量，降低
通信成本。
抗电磁干扰
光纤不受电磁干扰的影 响，能够保证信号传输
的稳定性和可靠性。
安全性高
光纤通信技术可以加密 传输数据，保护信息安
全。
光纤通信系统的基本组成
光发信机
将电信号转换为光信号，通过 光纤传输。
光收信机
将光信号转换为电信号，还原 为原始信号。
折射率与温度关系
折射率还受到温度的影响， 温度升高会导致折射率减 小。
光的全反射
全反射定义
当光线从一种介质射入另一种介质时， 如果入射角大于某一临界角，光将在 界面上发生全反射，即没有光线能够 进入另一种介质。
全反射的条件
全反射的应用
全反射现象在光纤通信中有着广泛的 应用，如光纤的传光原理就是基于光 的全反射。
传输速率
传输速率是指光纤通信系统每秒传输的数据量，通常以比特率（bit rate）表示。光纤通信系统的传输速率已经 达到Tbps级别，远高于传统的电通信系统。
损耗与传输距离
损耗
损耗是指信号在传输过程中的能量损失，是影响光纤通信系统性能的重要因素之一。光纤的损耗主要 来源于自身的吸收和散射，以及弯曲、挤压等外部因素。为了减小损耗，需要选择低损耗的光纤材料 和制造工艺。
实现长距离传输。
光纤通信第五版-第8章-耦合器与连接器
插入损耗是各输出端口的输出功率状况，不仅与固有损耗有关，而且 与分光比有很大的关系。
描述光耦合器特性的一些技术参数
3．分光比(Coupling Ration)
CRi
Pouti 100％ Pouti
(3.6)
它是光耦合器特有的技术指标。
4．方向性(Directivity)
方向性是光耦合器特有的技术指标, 是衡量器件定 向传输特性的参数。以X形耦合器为例，方向性 定义为耦合器正常工作时，输入一侧非注入光的
衡量器件对于传输光信号的偏振态的敏感程度的参量，也称为偏振灵 敏度。
描述光耦合器特性的一些技术参数
当传输光信号的偏振态变化 360 时，器件各输出
端输出功率的最大变化量：
PDL
10
lg
Min(Pouti ) Max(Pouti )
(dB)
(3.9)
7．隔离度(Isolation)
对于要求均匀分光的光耦合器（主要是星形和树 形），由于工艺局限，往往不可能做到绝对的均 匀，用均匀性来衡量其不均匀程度：
FL
10
lg
Min(Pouti ) Max(Pouti )
(dB)
(3.8)
6．偏振相关损耗(Polarization Dependent
Loss)
I
10
lg
P 式中，Pouti为在第i个光路输出端测到的其他输出端
光信号的功率； 为Pin输i 入的光功率。
光耦合器的制作方法
光耦合器大致可分为分立元件组合型、全 光纤型和平面波导型。
1、早期采用分立光学元件（如棒透镜、反射镜 、棱镜等）组合拼接。
《光纤通信》第八章光纤通信网络PPT课件
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End 演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
➢光分插复用器的核心部件 光分插复用器的核心部件是一个具有波长选择能力的光
学或光子学元件，例如本书第7章介绍的几种光滤波器等。
37
8.3.2 光分插复用器
➢光分插复用器的实现方法 基于解复用/复用结构的OADM 基于光纤马赫-曾德尔干涉仪加上光纤布喇格光栅结构的OADM 基于光纤耦合器加上光纤布喇格光栅结构的OADM 基于光纤光栅加上光纤环行器结构的OADM 基于介质膜滤波器加上光纤环行器结构的OADM
能够对通道层网络的连接性进行管理控制是SDH网的重要特 性之一，SDH传送网中的通道层网络还可进一步分为高阶通道 层网络和低阶通道层网络。
6
8.1 SDH传送网
1、传送网的分层（分层模型） ➢传输媒质层网络
传输媒质层网络为通道层网络结点提供合适的通道容量，并 且可以进一步分为段层网络和物理媒质层网络(简称物理层)，其 中段层网络是为了保证通道层的两个结点间信息传递的完整性， 物理层是指具体的支持段层网络的传输媒质，如光缆或无线。
35
8.3.1 WDM光传送网的分层结构
WDM网络结点的主要功能; 光通道的上下路功能; 光分插复用器（OADM） 交叉连接功能; 光交叉连接器（OXC）
36
8.3.2 光分插复用器
➢光分插复用器的功能
在波分复用光路中对不同波长信道进行分下与插入操作 在WDM光网络的一个结点上，光分插复用器在从光波 网络中分下或插入本结点的波长信号的同时，对其它波长的 向前传输并不影响，并不需要把非本结点的波长信号转换为 电信号再向前发送，因而简化了结点上信息处理，加快了信 息的传递速度，提高了网络组织管理的灵活性，降低了运行 成本。特别是当波分复用的波长数很多时，光分插复用器的 作用就显得特别明显。
➢光分插复用器的核心部件 光分插复用器的核心部件是一个具有波长选择能力的光
学或光子学元件，例如本书第7章介绍的几种光滤波器等。
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8.3.2 光分插复用器
➢光分插复用器的实现方法 基于解复用/复用结构的OADM 基于光纤马赫-曾德尔干涉仪加上光纤布喇格光栅结构的OADM 基于光纤耦合器加上光纤布喇格光栅结构的OADM 基于光纤光栅加上光纤环行器结构的OADM 基于介质膜滤波器加上光纤环行器结构的OADM
能够对通道层网络的连接性进行管理控制是SDH网的重要特 性之一，SDH传送网中的通道层网络还可进一步分为高阶通道 层网络和低阶通道层网络。
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8.1 SDH传送网
1、传送网的分层（分层模型） ➢传输媒质层网络
传输媒质层网络为通道层网络结点提供合适的通道容量，并 且可以进一步分为段层网络和物理媒质层网络(简称物理层)，其 中段层网络是为了保证通道层的两个结点间信息传递的完整性， 物理层是指具体的支持段层网络的传输媒质，如光缆或无线。
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8.3.1 WDM光传送网的分层结构
WDM网络结点的主要功能; 光通道的上下路功能; 光分插复用器（OADM） 交叉连接功能; 光交叉连接器（OXC）
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8.3.2 光分插复用器
➢光分插复用器的功能
在波分复用光路中对不同波长信道进行分下与插入操作 在WDM光网络的一个结点上，光分插复用器在从光波 网络中分下或插入本结点的波长信号的同时，对其它波长的 向前传输并不影响，并不需要把非本结点的波长信号转换为 电信号再向前发送，因而简化了结点上信息处理，加快了信 息的传递速度，提高了网络组织管理的灵活性，降低了运行 成本。特别是当波分复用的波长数很多时，光分插复用器的 作用就显得特别明显。
[工学]光纤通信第八章ppt课件
![[工学]光纤通信第八章ppt课件](https://img.taocdn.com/s3/m/f620579fa417866fb84a8ef2.png)
AP
途径终端
TCP
SNC CP
客户层到效力层 适配
AP
途径 网络衔接
链路衔接
途径
途径终端
AP 途径终端 客户层网络
TCP 客户层到效力层
适配
AP
AP：接入点
CP：连接点
LC：链路 连接
途径终端 效力层网络
TCP：终端衔接点 SNC：子网衔接
SNC
LC
LC
LC
SNC
TCP CP
CP
CP
CP
TCP
图8.4传送网的功能模型
正常情况下，S1传送的信号为主信号。同理，在C点进入 环传送至结点A的支路信号(CA)按上述同样的方法传送到结点 A， S1光纤所携带的CA信号为主信号。
当BC结点间的光缆被切断时，两根光纤同时被切断，从 A经S1光纤到C的AC信号丧失，结点C的倒换开关由S1转向P1， 结点C接纳经P1光纤传送的AC信号，从而使AC间业务信号不 会丧失，实现了维护作用。缺点排除后，倒换开关前往原来 的位置。
A
B
任务段
任务段
IN OUT
维护段
OUT IN
维护段
1:1线性复用段
A 倒换后
IN(收) OUT(发)
任务段 任务段
维护段 维护段
B
OUT IN
线性维护任务方式对比
维护任务方式
1+1： 业务同时在任务路由和维护路由上传送。 任务方式为单端不恢复式，最为简单。
1:1(1:N)： 业务只在任务路由或维护路由上传送。从 而使得维护路由可以维护多个任务路由， 或者承载冗余业务。 任务方式只能为双端恢复式。
电路层网络涉及到电路层接入点之间的信息传送并直接为用 户提供通讯业务，如电路交换业务、分组交换业务、租用线业务 和B-ISDN虚通路等。
光纤通信(Optical Fiber Communication)Optical FiberPPT课件
tan
2
2E0x E0y cos
E02x E02y
2020/7/24
The Sch. Of Information Engineering, WHUT
14
CONTENT
2020/7/24
The Sch. Of Information Engineering, WHUT
15
CONTENT
When E0x E0 y E0 , 2 2m (m 0, 1, 2 )
CONTENT
Chapter2 Optical Fiber
2020/7/24
The Sch. Of Information Engineering, WHUT
1
OUTLINE
CONTENT
The nature of light The fabrication of optical fibers The structure of an optical fiber The propagation principle of light along a fiber The transmission character of fiber
CONTENT
In 1815, Fresnel gived the correct explanation of diffraction. In 1864, Maxwell theorized that light waves must be electromagnetic in nature. The observation of polarization effects indicated that light wave are transverse. It is no different from a radio wave except that the wavelength is much shorter.
《光纤通信网络》课件
3 绿色能源技术
绿色能源技术将促进光 纤通信网络的能源可持 续发展。
总结
光纤通信网络具有大带宽、长距离传输和信号质量好的优势。未来，光纤通 信网络将进H技术和 ATM技术，实现高速、可靠的 数据交换。
优缺点
优点
光纤通信网络具有大带宽、长距离传输和信号质量好的优点。
缺点
光纤通信网络的成本高，且对电力依赖较大。
发展趋势
1 下一代传输技术
下一代传输技术将进一 步提高光纤通信网络的 速度和容量。
2 智能化网络管理
智能化网络管理将实现 光纤通信网络的自动化 和智能化运维。
《光纤通信网络》PPT课 件
介绍光纤通信网络的课件，内容涵盖了引言、技术基础、系统组成、优缺点、 发展趋势等方面，旨在向大家分享关于光纤通信网络的知识。
引言
光纤通信网络是一种高速、可靠的数据传输技术。本节将介绍光纤通信网络 的定义以及其发展历程。
技术基础
基本原理
光纤通信的基本原理包括折射、全反射和光 的传输。
光源
光纤通信使用的光源有激光器和LED。
主要器件
光纤通信的主要器件包括光纤、光纤连接器 和光纤衰减器。
检测器
光纤通信使用的检测器有光电二极管和光电 探测器。
系统组成
光纤传输系统
光纤传输系统采用WDM技术 和光纤放大器，实现高速、大 容量的数据传输。
光纤接入系统
光纤接入系统采用FTTH技术 和FTTB技术，将光纤引入用 户家庭和建筑物内部。
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17.071所示。自上而下依次为电 路层网络、通道层网络和传输媒质层网络。
传送网 电路层网络
64 kb/s 电 路交换网
示例
分组交 换网
租用线 电路网
通道层网络 传输媒质层网络
SDH VC－1 n 通道网
SDH VC－3 通道网 n＝1,2
光传输网
无线传输网
图 8.1 SDH传送网的分层模型
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11
电路层网络涉及到电路层接入点之间的信息传递并直接为
用户提供通信业务，如电路交换业务、分组交换业务、租用线
业务和B-ISDN虚通路等。
根据提供业务的不同可以分为不同的电路层网络，如64 kb/s
电路交换网、 分组交换网、 租用线电路网和ATM交换网等。电
VC11、VC12、VC2、VC3 和VC4，以及BISDN中的虚通道功能类
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9
1. 传送网的分层和分割
传送网是分层的，由垂直方向的连续的传送网络层(即层 网络)叠加而成，从上而下分别为电路层、 通道层和传输媒质 层(又分为段层和物理层)。每一层网络为其相邻的高一层网络 提供传送服务，同时又使用相邻的低一层网络所提供的传送 服务。 提供传送服务的层称为服务者(Server)，使用传送服务 的层称为客户(Client)， 因而相邻的层网络之间构成了客户/服 务者关系。
数字化就是在通信网的各个部分(核心网和接入网)及各个 环节(传输、交换、接入、终端等)全面采用数字技术。
目前核心网(或称骨干网)已实现了数字化，采用了数字传 输和数字交换技术，其优越性已十分明显。
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3
接入网的情况比较复杂，模拟的东西还大量存在，如电 话网从核心网边缘的端局交换机到用户终端的用户环路，大 量使用的还是模拟二线；有线电视系统也基本上是模拟的； 新近采用的非对称数字用户线(ADSL)实际上是模数混合体制。
6
如果考虑到今后要支持高清晰度电视等更宽带宽的业务， 则总业务量还会不断增加。所以网络宽带化首先是人们的迫切 需求。另一方面，由于光纤通信技术的成就，特别是密集波分 复用(DWDM)技术的发展，使得网络的传输带宽大大增加。
如果双绞铜线的传输带宽按2 Mb/s估计，一根光纤采用 DWDM技术，传输容量可达到20～200 Gb/s，也就是说，光纤 的传输容量是铜线的一万至十万倍。因此宽带化意味着光纤将 成为主要的传输媒质。
综合业务数字网(包括窄带和宽带)的主要目的是：要实现 接入部分的数字化，提供端到端数字连接，从而支持综合业 务， 但由于种种原因，并没有普遍推广应用。所以现在只能 说接入网正处于数字化的过程中，还不能说已实现了数字化。
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4
综合化，主要指业务的综合，即通信网要由原来的单一业 务网(如电话网、 分组数据网)发展为能同时提供多种业务(包 括话音、 数据、 图像等)， 特别是多媒体业务的网络。
第 8 章 光纤通信网络
8.1 通信网的发展趋势
8.2 SDH 8.3 WDM光网络
8.4
返回主目录
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1
整体 概述
一 请在这里输入您的主要叙述内容
二
请在这里输入您的主要 叙述内容
三 请在这里输入您的主要叙述内容
8.1 通信网的发展趋势
通信网总的发展趋势是数字化、综合化和宽带化。与光纤 通信关系最为密切的是宽带化，这是人类社会发展到信息时代 的迫切需求， 也是科技进步的必然产物。
今天， 在核心网内以光纤为传输媒质，采用DWDM技术
实现宽带传输，同时采用光交换技术构成全光通信网，已成为
现实。
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7
在接入网中，光纤正在伸向用户，从光纤到路边(FTTC)、 光纤到大楼(FTTB)发展到光纤到交接箱(FTTCab)，最后将实 现光纤到家(FTTH)。
当然，从带宽需求和经济性考虑，接入网采用光纤没有 必要也不可能如同核心网那样采用DWDM技术，而是采用比 较简单和廉价的光纤通信设备。 因此接入网和核心网实现宽 带化的技术途径是不同的。本章将分别予以介绍。
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8
8.2 SDH 传 送 网
8.2.1 SDH传送网的功能结构
一个电信网有两大功能群：传送功能群和控制功能群。 传送网就是完成传送功能的手段，当然传送网也能传递各 种网络控制信息。传送网主要指逻辑功能意义上的网络，是一 个复杂庞大的网络。 为了便于网络的设计和管理，通常用分层(Laying)和分割 (Partitioning)的概念，将网络的结构元件按功能分为参考点(接 入点)、拓扑元件、传送实体和传送处理功能四大类。 网络的拓扑元件分为三种：层网络、子网、链路， 只需 这三种元件就可以完全地描述网络的逻辑拓扑，从而使网络的 结构变得灵活，网络描述变得容易。
路层网络的设备包括用于各种交换业务的交换机(例如电路交换
机或分组交换机)和用于租用线业务的交叉连接设备等。电路层
网络与相邻的通道层网络是相互独立的。
通道层网络用于通道层接入点之间的信息传递并支持不同类
型的电路层网络，为电路层网络提供传送服务，其提供传输链
路的功能与PDH中的2 Mb/s、34 Mb/s和140Mb/s， SDH中的
此外，电视会议、远程教育、 电子商务等应用都要求通 信网提供高速数据和视频业务，而这些业务所需的带宽都远 大于电话业务。因此业务综合化必将导致网络的宽带化。
通信网络从电话业务为主演进到多媒体业务为主，每个 用户占用的带宽由64 kb/s要提高到6 Mb/s左右，由此估计总 业务量约增加100倍。
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数字化是综合化的前提。当各种类型的消息都用统一的数 字符号表示时，通过端到端的数字传输，便能实现综合业务。 长期以来， 通信网的主要业务是话音，所以电信网基本上等 同于电话网； 电信网中还有一种业务是电报， 相当于原始的 低速数据业务。
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5
随着计算机网络的出现和发展，特别是因特网(Internet) 扩展到全世界，对数据业务量的需求不断增长，近十年来， 几乎每半年翻一番。数据业务量猛增的主要推动力是因特网 的WWW业务和高速多媒体业务。因此，用不了多少时间， 数据业务的总量将超过电话业务。