光通讯基础知识
光通信基础
光通信基础
光通信基础是指利用光作为传输介质进行通信的技术。
光通信作为一种高速、高带宽、低延迟的通信方式，已经成为现代通信领域的重要组成部分。
本文将从光通信基础的原理、应用和未来发展等方面进行探讨。
光通信的基础原理是利用光纤作为介质传输信息。
光纤是一种细长的玻璃纤维，能够将光信号沿着其传输，具有低损耗、高带宽、抗干扰等优点。
光通信系统一般包括光源、调制器、光纤、接收器等部分。
光源可以是激光器或LED 灯等，通过调制器将电信号转换成光信号，经过光纤传输到接收器，再将光信号转换为电信号进行解码。
这样就实现了信息的传输。
光通信在各个领域都有广泛的应用。
在通信领域，光通信可以实现高速、高带宽的数据传输，适用于互联网、移动通信等场景。
在医疗领域，光纤传感技术可以实现对人体内部的观测和检测，用于医学诊断和治疗。
在军事领域，光通信可以实现安全、抗干扰的通信，保障国家安全。
在工业领域，光通信可以实现工业自动化和智能制造，提高生产效率和质量。
未来，随着5G、物联网、人工智能等技术的发展，光通信将迎来更广阔的发展空间。
未来的光通信系统将更加智能化、高效化，能够适应复杂多变的通信环境。
同时，光通信的成本也将进一步降低，普及范围将更广。
总的来说，光通信基础是现代通信领域不可或缺的一部分。
其高速、高带宽、低延迟等优点使其在各个领域都有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和发展，光通信将为人类社会带来更多的便利和发展机遇。
希望在未来的发展中，光通信技术能够更好地服务于人类社会的发展和进步。
光纤光缆基础知识全解析（最全最详细）
光纤光缆基础知识全解析（最全最详细）光纤的原材料以玻璃为主，所以制造成本相对不⾼。
光纤通讯有良好的特性，如：保密性、容量⾼、速率⾼等。
所以光纤应⽤极为⼴泛，⼤致有以下⼏类：1、⾻⼲传输⽹络（SDH/SONET），如各⼤城市之间、各⼤洋底的海底光缆等；2、以太⽹（GBE），包括现在的光纤到户（FTTH）、到楼(FTTB)、到社区等，主要是我们家庭、办公⽹络；3、数据⽹络（Fiber channel），各种存储设备、数据库，包括正在发展的云计算服务系统；4、有线电视传输（PIN接收）；5、其他特种⽤途传输，如战机、舰船。
动态图⽰光纤光缆的48条基础知识点1.简述光纤的组成答：光纤由两个基本部分组成：由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。
2.描述光纤线路传输特性的基本参数有哪些？答：包括损耗、⾊散、带宽、截⽌波长、模场直径等。
3. 产⽣光纤衰减的原因有什么？答：光纤中光功率沿纵轴逐渐减⼩。
光功率减⼩与波长有关。
光纤链路中，光功率减⼩主要原因是散射、吸收，以及连接器和熔接接头造成的光功率损耗。
衰减的单位为dB。
产⽣原因：使光纤产⽣衰减的原因很多，主要有：吸收衰减，包括杂质吸收和本征吸收；散射衰减，包括线性散射、⾮线性散射和结构不完整散射等；其它衰减，包括微弯曲衰减等。
其中最主要的是杂质吸收引起衰减。
光纤衰减系数（fiber attenuation coefficient）：每公⾥光纤对光信号功率的衰减值。
单位：dB/km。
光纤弯曲损耗光纤对弯曲⾮常敏感，过度弯曲 = 光溢出。
如果弯曲半径<20x>两种弯曲都会发⽣光损耗：Macrobend（宏弯）和Microbend（微弯）。
Macrobend当Macrobend弯曲被纠正，可以得到恢复。
MicrobendMicrobend⽆法恢复，⽐如由线缆捆扎过紧造成。
4.光纤衰减系数是如何定义的？答：⽤稳态中⼀根均匀光纤单位长度上的衰减（dB/km）来定义。
01介绍光通信基础知识培训教材
单模光纤(SMF) & 多模光纤(MMF)
• 1.在石英光纤中，ITU-T建议，标准单 模光纤的直径为8~10μm，标准多模光 纤的纤芯直径为50μm、 62.5μm，它们 的包层的直径均为125μm。
• 2.对光纤较佳的运行波段，多模光纤运 行波长为850nm或1300nm,而单模光纤 运行波长则为1310nm或1550nm。
光通信基础知识
光学基础知识
光的本质－－－电磁波
波长(nm) 106
4 104
SiO2 6 103 fiber 5 103 1.7103 1.2103 760
622 597 577 492 455 390 300
200
10
极远 远 中 红外线
近
红 橙 黄 可见光 绿 蓝 紫 近
紫外线 远 极远
长电磁场 无线电波
波动光学的基本原理
1. 干涉的基本原理：干涉是波的一个重要特征。光是电磁波，它也能产
生干涉现象。在日常生活中可以观察到许多干涉现象，如水上的油膜在光的照射下显现出 彩色花纹，肥皂泡在阳光下显示出五彩图案等等。各种光学元件镀的增透膜，WDM中常 用的Filter等也都利用了光的干涉原理。
油膜干涉现象
30mm
Wedge
E-beam O-beam
garnet
E-beam D d O-beam
E-beam O-beam
O-beam E-beam
功能图 原理图
通信系统
信息
发送器
（语音，视频，数据）
链路 传输介质
信息
接收器
（语音，视频，数据）
一个点到点的电信系统
Devices Applications (EDFA Module)
光纤 GB-Link光纤通信基础知识-精品文档
电磁波谱
1cm 1mm 100um 10um 1um 100nm 10nm 1nm λ波長
10G 100G 1T 10T 100T 10^15 10^16 10^17
f (Hz)
红外线
1.6um 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0um 900 800 700 600nm
紫外线
光通信使用范围
入射光线
法线
n1 θ θ
分界面
n2
反射光线
gb-link/
salesgb-link
光的基本知识
光的折射
当光线由一种介质进
入射光线 法线
入另一种介质时，光线 在两个介质的分界面上 除了被反射外，还有折
α n1
射光线。如右图所示。
n2 折射定律：入射光线和折射光n
2.光纤的结构
gb-link/
纤芯 包层
保护套 （涂覆 层）
salesgb-link
2.光纤的结构
纤芯 core：折射率较高，用来传送光；
包层 coating：折射率较低，与纤芯 一起形成全反射条件；
射
n1 n2 n1<n2
空气 水
视觉位置
实际位置
gb-link/
salesgb-link
光的基本知识
n1 n2
n1 > n2
临界角
n1 n2
入射角=反射角
θ1 θ2
n1
900
n2
临界角
全反射
gb-link/
salesgb-link
光纤传输的基本原理
光的全反射
即当光以某一角度进入光纤芯层时，如果入射角大 于全反射临界角，则此时光参被封闭在芯层中传 输，而不会有能量的损失，这种现象叫全反射。
光通信基础知识
光纤连接头，连接和接插面板连接头是为了对光纤连接的时候能有低的损耗和为连接点提供机械上和环境上的保护，容易进行连接和断开。
大部分的连接头的损耗要比接合大。
EIA/TIA 568 标准的连接头的损耗规定必须小于0.75dB.造成连接额外损耗的原因有空间隔离(Arial separation）, 角度没对齐(Angular misalignment), 径向位移(Radial displacement), 纤芯扭曲(core distortion), 纤芯不匹配(core mismatch), 数值孔径不匹配(NA mismatch)等。
空间隔离和角度没对齐是造成额外损耗的主要因素。
对于光纤连接头来说，最重要的部分是套圈(ferrule)，它可以是瓷，塑料，也可以是金属，光纤置于套圈中央，为光纤连接提供精确对齐和保护。
主要部分(body)和套圈连接，然后是弹簧套在主体(body)上，然后加上旋套。
很多情况下，主体上有一个栓(key)来使得连接只能朝一个方向上转动和连接。
在连接光纤的地方有一个后壳(backshell)来释放应力，可以是橡胶等有韧性的材料。
光纤的端面需要抛光，使得端面平滑整齐，多模光纤的端面可以是平的，而单模光纤端面有点圆。
对于多模光纤来说平的端面就可以接受了，但是对于单模光纤，平的端面带来的菲涅尔反射会影响到系统的性能，包括对激光器的影响和对高速数据的影响。
把端面弄圆一点可以减低反射，这种端面叫PC(physical contact). 其他类型的端面有SPC, 和APC. SPC（Super PC）端面是一个180度的球面，APC(Angle PC)是一个有一定倾斜角度的端面。
端面的打磨是一个精细的工作，即使是一点的偏离都不可以接受。
这使得PC端面的连接头相对别的普通连接头要贵很多。
连接头可以分好几类，包括在线连接(inline), 和有源器件的连接，如激光器等，还有就是军事上应用的连接头，衰减连接等等。
通信基础知识汇集_光通信部分
1 常用缩语2F MS-SPRing 2-Fiber Multiplex Section-Shared Protection Ring 两纤复用段共享保护环2F-BLSR 2-Fiber Bidirectional Line Switched Ring 两纤双向链形倒换环4F MS-SPRing 4-Fiber Multiplex Section-Shared Protection Ring 四纤复用段共享保护环4F-BLSR 4-Fiber Bidirectional Line Switched Ring 四纤双向链形倒换环4F-VLSR 4-Fiber Virtual Line Switched Ring 四纤虚拟线路倒换环AA Account Administrator 账户管理员ACO Alarm Cutoff 告警截断ADM Add/Drop Multiplexer 分插复用器AID Access Identifier 接入标识符AIS Alarm Indication Signal 告警指示信号AIS-L Alarm Indication Signal，Line (detected at the line layer) 线路层告警指示信号AIS-P Alarm Indication Signal，Path (detected at the path layer) 通道层告警指示信号ALS Automatic Laser Shutdown 自动激光关闭AMF APS Mode Mismatch Failure APS 模式失配故障AMI Alternate Mark Inversion 传号交替反转码ANSI American National Standards Institute 美国国家标准协会APD Avalanche Photodiode 雪崩光电二极管API Access Point Identifier 接入点标识APS Automatic Protection Switching 自动保护倒换ARC Alarm Reporting Control 报警控制ASIC Application Specific Integrated Circuit 专用集成电路ASN Abstract Syntax Notation 抽象句法记法ASNCP Arbitrary Subnetwork Connection Protection 任意子网连接保护ASON Automatically Switched Optical Network 自动交换光网络ATM Asynchronous Transfer Mode 异步转移模式AU Administrative Unit 管理单元AU-AIS Administrative Unit-Alarm Indication Signal 管理单元告警指示信号AUG Administration Unit Group 管理单元组AU-n Administration Unit level n N 阶管理单元AU-PTR Administration Unit Pointer 管理单元指针AU-RFI Administrative Unit-Remote Failure Indication 管理单元远端失效指示A-VLSR Asymmetric Virtual Line Switched Ring 不对称虚拟线路倒换环B8ZS Bipolar with 8-Zero Substitution 八连零置换双极性码BBE Background Block Error 背景误码块BBE-FE Background Block Error-Far End 远端背景误码块BBE-NE Background Block Error-Near End 近端背景误码块BBE-PFE Background Block Error-Path Far End 通道远端背景误码块BBE-PNE Background Block Error-Path Near End 通道近端背景误码块BBER Background Block Error Ratio 背景块差错比BER Bit Error Ratio 误比特率BITS Building Integrated Timing Source 大楼综合定时供给BLSR Bidirectional Line Switched Ring 双向链形倒换环BML Business Management Layer 事务管理层BOD Bandwidth on Demand 按需带宽分配，服务提供者按照用户的需CAC Call Admission Control 呼叫允许控制CAS Channel Associated Signaling 随路信令CBR Bridge and Roll Connections 桥接连接CBR Constant Bit Rate 固定比特率CCI Connection Controller Interface 连接控制接口CCS Common Channel Signaling 共路信令CDM Code Division Multiplexing 码分复用CFU Cooling Fan Unit 冷却风扇单元CID Command line Identifier 命令行标识符CLEI Common Language Equipment Identifier 通用语言设备标识码CLI Command Line Interface 命令行接口CLNP Connectionless Network Protocol 无连接网络协议CLP Cell Loss Priority 信元丢失优先级CMF Channel Mismatch Failure 通道失配故障CMI Coded Mark Inversion 编码信号反转码C-n Container- n N 阶容器CORBA Common Object Request Broker Architecture 公共对象请求代理体系结构CP Connection Provisioner 连接分配者CP Control Plane 控制平面CPP Control Plane Processor 控制平面处理器CPU Central Processing Unit 中央处理器CR Carriage Return 回车CRC Cyclic Redundancy Check 循环冗余校验CSDP Channel State Dependent Packet Scheduling 通道状态决定包调度CSM Core Switching Manager 核心交换管理器CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection 载波侦听多址访问/碰撞检测CSPF Constrained Shortest Path First 业务平面基于约束的最短路径优先CTP Connection Termination Point 连接终端点CV Code Violation 编码违例CV-FE Code Violation-Far End 远端编码违例CV-NE Code Violation-Near End 近端编码违例CV-P Code Violation-Path 通道层编码违例CV-PFE Code Violation-Path Far End 通道远端编码违例DB Data Base 数据库DBMS Data Base Management System 数据库管理系统DC Direct Current 直流电DCC Data Communication Channel 数据通信信道DCE Data Circuit-terminating Equipment 数据电路终端设备DCE Data Communication Equipment 数据通信设备DCF Data Communications Function 数据通信功能DCN Data Communications Network 数据通信网DDF Digital Distribution Frame 数字配线架DDN Digital Data Network 数字数据网DGD Differential Group Delay 差分群时延DLL Dynamic Link Libraries 动态链接库DNA Distributed Network Architecture 分散网络结构DNI Dual Node Interconnection 双节点互连DPFI Data Plane Fault Isolation 业务平面故障隔离DQDB Distributed Queue Double Bus 分布式排队双总线DS1 Digital Signal level 1 1 级数字信号DTE Data Terminating Equipment 数字终端设备DTL Designated Transit List 指定转接列表DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing 密集波分复用DXC Digital Cross Connection 数字交叉连接EB Error Block 误码块ECC Embedded Control Channel 嵌入控制通道EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier 掺饵光纤放大器EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory 电可擦除可编程只读存储器EM Element Management 网元管理EMC Electromagnetic Compatibility 电磁兼容EMI ElectroMagnetic Interference 电磁干扰EML Element Management Layer 网元管理层EMS Element Management System 单元管理系统EMS Element Management System 网元管理系统E-NNI External Network-Network Interface 外部网络-网络接口EOS Ethenet Over SDH 基于SDH网络的以太网EPL Ethernet Private Line 以太网专线ES Error Second 误码秒ESD Electronic Static Discharge 静电放电ESF Extended Super Frame 扩展超级帧ES-FE Errored Second-Far End 远端误码秒ES-NE Errored Second-Near End 近端误码秒ES-PFE Errored Second-Path Far End 通道远端误码秒ES-PNE Errored Second-Path Near End 通道近端误码秒ESR Error Second Ratio 误码秒比ETS European Telecommunication Standards 欧洲电信标准ETSI European Telecommunication Standards Institute 欧洲电信标准协会EXC Excessive Bit Error Ratio 误码率越限FAS Frame Alignment Signal 帧定位信号FC Failure Count 失效计数FC-FE Failure Count-Far End 远端失效计数FC-NE Failure Count-Near End 近端失效计数FC-PFE Failure Count-Path Far End 通道远端失效计数FC-PNE Failure Count-Path Near End 通道近端失效计数FDDI Fiber Distributed Data Interface 光纤分布式数据接口FDM Frequency Division Multiplexing 频分复用FE Fast Ethernet 快速以太网FEBBE Far End Background Block Error 远端背景误码块FEC Forward Error Correction 前向误码纠错FEES Far End Errored Second 远端误码秒FEPLF Far-End Protection Line Failure 远端保护线路故障FESES Far End Severely Errored Second 远端严重误码秒FTAM File Transfer and Access Management 文件传输和接入管理FTP File Transfer Protocol 文件传输协议GE Gigabit Ethernet 千兆以太网GFP Generic Framing Procedure 通用成帧规程GFP-F Frame-mapped GFP 帧映射模式通用成帧规程GMPLS Generalized Multi-Protocol Label Switching 通用（广义）多协议标记交换GND Ground 地线GNE Gateway Network Element 网关网元GTP Group Termination Point 组终端点GUI Graphical User Interface 图形用户接口HA DCN High Availability Digital Communication Network 高可用性数据通信网络HDB3 High Density Bipolar of order 3 三阶高密度双极性码HDLC High Digital Link Control 高级数据链路控制HIR Hold In Reset 保持复位HPC Higher order Path Connection 高阶通道连接HSRP Hot Standby Router Protocol 热备份路由器协议HW High-Way 母线IDL Interface Definition Language 接口定义语言IEC International Electrotechnical Commission 国际电工技术委员会IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers 电气与电子工程师学会IETF Internet Engineering Task Force Internet 工程任务组IG Information Group 信息组IMS IP Multimedia Subsystem IP多媒体子系统I-NNI Internal Network-Network Interface 内部网络-网络接口IP Internet Protocol 因特网协议IPCC IP Communication Channel IP 通信通道IPCC IP Control Channel IP 控制通道IS-IS Intermediate System-Intermediate System 中间系统－中间系统ITU International Telecommunication Union 国际电信联盟ITU-T International Telecommunication Union-Telecommunication Standardization Sector 国际电信联盟－电信标准部L2 Layer 2 第二层（协议）LAN Local Area Network 本地网LAN Local Area Network 局域网LAPD Link Access Procedure for D channel D通道链路接入规程LAPS Link Access Procedure for SDH SDH 链路访问规程LBC Laser Bias Current 激光器偏置电流LCAS Link Capacity Adjustment SCEheme 链接容量调整方案LCD Loss of ATM Cell Delineation 丢失ATM 信元定界LCP Link Control Protocol 链路控制协议LCT Local Craft Terminal 本地维护终端LF Line Feed 换行LIP Local Information Packet 本地信息包LM Line Module 线路板LMP Link Management Protocol 链路管理协议LOF Loss of Frame 帧丢失LOH Line Overhead 线路开销LOM Loss Of Multiframe 复帧丢失LOP Loss of Pointer 指针丢失LOP-P Loss of Pointer-Path (detected at the path layer) 通道层指针丢失LOS Loss of Signal 信号丢失LPC Lower order Path Connection 低阶通道连接LR Long Reach 长距LSMR Local Span Mesh Restoration 本地跨段Mesh 恢复LSP Label Switched Path 标签交换路径LTE Line Terminating Equipment 线路终端设备LTP Link Termination Point 链路终端点MAC Medium Access Controll 介质访问控制MAN Metropolitan Area Network 城域网MCF Message Communication Function 消息通信功能MCP Management Communication Network 管理通信网MCU Micro Control Unit 微处理器MD Mediation Device 协调设备MF Mediation Function 协调功能MII Medium Independent Interface 独立于介质的接口MM Multi Mode 多模（光纤）MP Management Plane 管理平面MPLS Multiprotocol Label Switching 多协议标记交换MS Multiplex Section 复用段MS-AIS Multiplex Section Alarm Indication Signal 复用段告警指示信号MSOH Multiplex Section Overhead 复用段开销MSP Multiplex Section Protection 复用段保护MS-PSC Multiplex Sections Protection Switching Count 复用段保护倒换计数MS-RDI Multiplex Section Remote Defect Indication 复用段远端缺陷指示MS-SPRing Multiplex Section Shared Protection Ring 复用段共享保护环MST Multiplex Section Terminal 复用段终端MSTE Multiplex Section Terminating Equipment 复用段终结设备MSTP Multi-Service Transport Platform 多业务传送平台MTIE Maximum Time Interval Error 最大时间间隔误差NA Not Available 不可用NE Network Element 网元NEF Network Element Function 网络单元（网元）功能NEL Network Element Layer 网元层NFAS Non-FAS 非帧定位信号NM Node Manager 节点管理器NML Network Manager Layer 网络管理层NMS Network Management System 网络管理系统NNI Network-to-Network Interface 网络-网络接口NRZ Non-Return to Zero 不归零码NSA Non-Service-Affecting 非影响服务OAM Operation，Administration and Maintenance 操作管理与维护OAM&P Operations，Administration，Maintenance，and Provisioning 操作、管理、维护和配置OC-N，N=1，3，12，48，192 Optical Carrier level N，N=1，3，12，48，192 光载波等级N。
光纤通信基础知识
同步 TDM A1 B1 C1 D1 A2 B2 C2 D2
周期1 周期 周期2 周期
可用带宽
异步TDM 异步 A1 B1
周期1 周期
B2
周期2 周期
C2
ATM是一项数据传输技术。ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术，它是一种 是一项数据传输技术。 是以信元为基础的一种分组交换和复用技术， 是一项数据传输技术 是以信元为基础的一种分组交换和复用技术 为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。 为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。 ATM的传送单元是固定长度 的传送单元是固定长度53byte的CELL（信元） 的传送单元是固定长度 的 （信元） ATM适配层（AAL）是把一特定的数据源转换成ATM通讯量的特定类型的服务，也就是说 适配层（ ）是把一特定的数据源转换成 通讯量的特定类型的服务， 适配层 通讯量的特定类型的服务 处理建立用户所要求的服务质量的机制。有四个被定义的类： 它 处理建立用户所要求的服务质量的机制。有四个被定义的类： A 级 - 固定比特率 固定比特率(CBR)业务 业务:ATM适配层 适配层1(AAL1),支持面向连接的业务 其比特率固 支持面向连接的业务,其比特率固 业务 适配层 支持面向连接的业务 常见业务为64Kbit/s话音业务 固定码率非压缩的视频通信及专用数据网的租用电 话音业务,固定码率非压缩的视频通信及专用数据网的租用电 定,常见业务为 常见业务为 话音业务 路。 B 级 - 可变比特率 可变比特率(VBR)业务 业务:ATM适配层 适配层2(AAL2)。支持面向连接的 业务 适配层 。 业务, 其 比特率是可变的。常见业务为压缩的分组语音通信 业务 比特率是可变的。 和压缩的视频传输。该业务具有传递介面延迟物性, 和压缩的视频传输。该业务具有传递介面延迟物性 其原因是 接收器需要重新组装原来的非压缩语音和视频信息。 接收器需要重新组装原来的非压缩语音和视频信息。 C 级 - 面向连接的数据服务 面向连接的数据服务:AAL3/4。该业务为面向连接的业务 适 。该业务为面向连接的业务,适 用于文件传递和数据网业务,其连接是在数据被传送以前建立 用于文件传递和数据网业务 其连接是在数据被传送以前建立 的。它是可变比特率的,但是没是介面传递延迟。 它是可变比特率的 但是没是介面传递延迟。 但是没是介面传递延迟 D 级 - 无连接数据业务 常见业务为数据报业务和数据网业务。 在 无连接数据业务:常见业务为数据报业务和数据网业务 常见业务为数据报业务和数据网业务。 传递数据前, 其连接不会建立。 均支持此业务。 传递数据前 其连接不会建立。AAL3/4或AAL5均支持此业务。 或 均支持此业务
WDM基础知识培训解析
模块内部绕线问题
1.CWDM常规产品所用的光纤都为SMF-28e光纤，相比G657光纤的最小 弯曲直径20mm而言，其最小弯曲直径只有30mm. 所以模块内部的盘线弯曲直径不能小于30mm。
2.由于CWDM器件级联起来后，其插损IL会叠加，所以尽量避免反射光 纤与输入光纤的过度弯曲。如果有可能，选择透射端光纤弯曲比其他 光纤弯曲更好。
合波模块的结构图，从第一级到第五级，波长由1550nm到
1470nm每间隔20nm依次由大到小，即“合波模块波长越合越小”。
Com
1550nm 1530nm 1510nm 1490nm 1470nm 1.2dB 1.5dB 1.8dB 0.6dB 0.9dB
Exp
1.7dB
光器件与电器件的类比
电线 电阻 二极管 放大器 滤波器 电接插件 开关 光纤 光衰减器 光隔离器 光放大器 光滤波器 光连接器 光开关 调制器 混频器 频率转换器 电源 探头 集成电路 光调制器 光波分复用器 光波长转换器 光源 光探测器 集成光路 三通（多通） 光耦合器
WDM基础知识培训
编制：陈惠成 2011-08-05
主要内容 • • • 公司现有WDM介绍 主要工序详解及注意事项 WDM日常质量问题分析
一：现有WDM类型介绍
按通道容量来分： CWDM 粗波分复用 （Coarse Wavelength Division Multiplexing） DWDM 密集波分复用 （ Dense Wavelength Division Multiplexing） 按产品原理来分： 熔融拉锥型 FBW 通过熔融拉伸光纤纤芯设定特定耦合周期来区分 不同波长 。 阵列波导光栅型 AWG 通过控制不同波长信号光程差不一致来区分 不同波长。 滤波片型 CWDM/FWDM 通过在晶体表面镀增反膜来实现滤 波作用。
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波分复用器：合波器和分波器、滤波器 光纤连接器：固定、活动（FC、ST、
SC等）、适配器（直通） 光开关 光衰减器：固定、可变 光隔离器：单方向传输光的器件 极化器
6
SJTU
有源光器件
光源：发光二极管（LED） 激光二极管（LD）
光电检测器： PIN光电管、PIN-FET组件 雪崩光电二极管（APD）
LAPS: Link Access Procedure-SDH
SDL: Simple Data Link 28
SJTU
SDH的系统组成
PT MST RST
RST MST PT
再生段 再生段 再生段
复用段
通道
PT：通道终端，网络单元为TM（终端复用器） MST：复用段终端，网络单元为ADM（分插复用器）或
光纤放大器（EDFA） 调制器
7
SJTU
四 光纤传输系统
第一代：0.85um多模光纤系统 第二代：1.3um多模光纤系统 第三代：1.3um单模光纤系统 第四代：1.55um单模光纤系统 三个过渡：
短波长~长波长 多模光纤~单模光纤 AlGaAs/GaAs~InGaAsP/InP
第三章光纤通信基本知识
一 光纤通信 二 光纤光缆 三 光器件 四 光纤传输系统 五 SDH
1
SJTU
一 光纤通信
光纤通信是以光波为载波，以光纤（光 导纤维）为传输媒体，将信号从某一点 传送到另一点的通信方式。具有传输距 离远（传输损耗小）、通信容量大（传 输频带宽）、抗干扰性能好（不受电磁 干扰）、保密性好（不产生光泄漏）、 重量轻、体积小等优点。
EDFA的主要优点是：
1、工作波长在1530~1560nm范围；
2、激励的泵浦功率低（几十mW）;
3、增益高（40dB）,噪声低（3~4dB）, 输出功率大（14~20dB）;
4、连接损耗低（0.1dB）;
17
SJTU
EDFA的结构
输入 光信号
光耦 合器
光隔
光隔
离器 掺铒光纤 离器
光滤 波器
三项新技术:
波分复用(WDM) 相干通信 光电子集成(OEIC)
8
SJTU
光纤传输系统框图
电 端 机
驱光 动源
光判 检决 测再
光 源
生
光 检 测
放 大
电 端 机
发 光 光纤 光 光纤 光 接
送 发 光缆 中 光缆 接 收
送
继
收
机
器
机
模拟通信：信噪比和谐波失真 数字通信：误码率和相位抖动
9
SJTU
24
SJTU
SDH的复用结构
STM-N AUG AU4 VC4 x1
xN x3
x3
AU3 VC3
指针调整
加POH或SOH
映射 定位 复用
C4
TUG3 x1 TU3 VC3
x7
C3
x7 TUG2 TU2 VC2 C2 x1 x3 TU12 VC12 C12
x4 TU11 VC11 C11
25
SJTU
光纤通信系统的新技术
延长中继距离的新技术 光放大器(EDFA) 外调制器(电光晶体LiNbO3) 色散补偿(DCF、Bragg光纤光栅)
提高通信容量的新技术 时分复用技术（TDM） 波分复用技术（WDM）
10
SJTU
光波分复用（WDM）
在一根光纤中同时传输几个不同波长的 光信号。
复
复
用
用
器
光纤
宽度、最小边模抑制比 平均发送功率：当发送机发送伪随机序列
信号时在S点所测得的平均光功率 消光比：在最坏反射条件时，全调制条件
下传号与空号的平均光功率的比值 眼图模板：限制发送光脉冲形状的方法
33
SJTU
S-R点之间光通道的特性
衰减范围 最大色散值：1dB功率代价所对应的光通道色
散值 反射：由光通道折射率不连续引起的，包括光
用作光中继器，可实现全光通信；
19
SJTU
五 同步数字系列（SDH）
准同步数字系列(PDH---Plesiochronous Digital Hierarchy):只有地区性(北美,日本,欧洲)的数 字信号速率和帧结构标准,没有统一的国际标 准;没有国际标准的光接口规范;采用异步复接, 复用结构复杂,灵活性差;网络运行,管理,维护 (OAM)困难.
VC-3
VC-4
复用段层网络 再生段层网络 物理层网络
27
电路层
低阶 高阶
通道层
SDH 传送层
段层 传输 媒质层
SJTU
SDH的承载业务
L5~7
Application
L4
TCP/UDP
L3
IP
L2 ATM FR PPP/HDLC LAPS SDL
L1
SDH
L0
WDM
FR: Frame Relay
PPP: Point to Point Protocol
36
SJTU
光纤通信发展方向
1、传输速率达到Tb/s的系统设备 2、掺杂有关化学元素（如铒、镨等）的光纤
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相干光通信系统
相干光通信系统又称为外差光纤通信系 统。是一种采用单一频率的相干光做光 载波，利用无线电技术中的外差接收方 式，再配合ASK\FSK\PSK等调制方式 的新型光纤通信方式。主要优点是光接 收机灵敏度高，选择性好；既可扩大通 信容量，又可增加再生中继距离。
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光孤子（Soliton）通信
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二 光纤光缆
光纤是用石英玻璃、塑料或晶体等对某个波长 范围透明的材料制造的能传输光的纤维。由纤 芯和包层组成，纤芯的折射率比包层的高。
光纤的特征和性能：
1.几何和结构参数：芯径、外径、数值孔径、折射率分 布等。
2.光传输特性：工作波长、传输损耗和带宽、色散、偏 振特性等。
3.环境特性：高低温特性、抗微弯和弯曲特性、抗辐射 特性、抗疲劳特性、机械筛选强度等。
SDH的复用过程
映射: 把PDH的各种速率及ATM信元与 SDH的容器进行适配的过程
定位: 用指针指示净荷的第一个字节在 帧内的位置
复用: 按单字节间插方法，将N个TU变 成TUG，N个AU复接成AUG，N个 AUG复用进STM-N的过程
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SDH传送网的分层模型
电路层网络
VC-11 VC-12 VC-2 VC-3
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光纤的分类
按工作波长： 短波长（850nm) 长波长（1310nm、1550nm）
按传输模式： 多模光纤和单模光纤
按折射率分布： 阶跃（突变）型(SI)和梯度（渐变）型(GI)
按材料： 石英光纤、塑料光纤等
几种ND新CZ型DF）F光）等纤、：色色散散平位坦移光光纤纤（（DDFSFF））、、色非散零补色偿散光光纤纤（（
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接收机在R点的特性
灵敏度：R点处为达到10-10的BER值所 需要的平均接收光功率的最小可接受值
过载功率：R点处达到10-10的BER值所 需要的平均接收光功率的最大可接受值
反射系数：R点处的反射光功率与入射 光功率之比
光通道功率代价：包括反射和由码间干 扰、模分配噪声、激光器声引起的总色 散代价
在很强的光场作用下，光纤的各种特征 参数随光场强弱呈非线性变化。它使所 传的光脉冲变窄，正好补偿了由于色散 使脉冲展宽的影响。光孤子是一种特殊 形状的超短脉冲（几个uus），它在光 纤的传输过程中将不产生畸变，可实现 高速、长距离通信。
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光放大器
为了进行长距离传输，可以采用光/电/ 光转换形式的光中继器，也可以采用直 接对光信号进行放大的光放大器。
同步数字系列（SDH---Synchronous Digital Hierarchy） SDH是由一些网络单元(NE)组 成的、在光纤上进行同步信息传输、复用、分 插和交叉连接的网络
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SDH的特点
国际统一的数字传输标准STM-N 采用同步复用方式和灵活的复用映射结构,
具有广泛的适应性 丰富的开销比特,加强了网络的OAM能力 统一的标准光接口 采用软件进行网络配置和控制,便于扩展 具有完全的后向兼容性和前向兼容性
光放大器可分为半导体光放大器（SOA ）和光纤放大器（FA）。
光纤放大器又可分为非线性光纤放大器 （喇曼光纤放大器）和掺铒光纤放大器 （EDFA）
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掺铒光纤放大器（EDFA）
将稀土元素铒（Er）注入到纤芯中，即 是掺铒光纤。它在泵浦光的作用下可直 接对某一波长的光信号进行放大，这就 是掺铒光纤放大器。
DXC（数字交叉连接设备） RST：再生段终端，网络单元为再生器
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SDH的光缆数字线路系统
同步光缆数字线路系统是指连接两个SDH设备 (TM,DXC或ADM)的光缆链路.由线路终端,光 缆段和再生器(如果配置的话)组成.分为局间链 路和局内链路两类.
局间链路又分为长距离(再生段距离为40km以 上)和短距离(再生段距离为15km左右).
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光缆
含有光纤，符合现场实际使用要求的光、 机械和环境规范的缆。由光纤、加强件和 外护层等组成。
光缆的分类：
按芯数分为单芯、双芯、多芯 按结构分为层绞式、骨架式、带状等 按敷设场合分为架空、直埋、管道、移动、
室内、水下、海底等 按用途分为通信用光缆和非通信用光缆
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三 光器件（无源）
器
复用器是将若干不同波长的光信号分开 或合并的器件，有熔锥型、棱镜色散型 、光栅色散型、干涉滤光型等。