光传输技术基础知识分解
《光传输网络基础》课件
总结词
用于接收和转换光信号的设备
详细描述
接收机是光传输网络中的另一重要组成部分，负责接收通过光纤传输的光信号并将其转 换为电信号。接收机通常包括光电探测器、放大器和解调器等组件，其中光电探测器用 于将光信号转换为电信号，放大器用于放大微弱的电信号，解调器则用于从电信号中提
取原始信息。
光放大器
总结词
光传输网络的应用场景
• 总结词：光传输网络广泛应用于电信、广电、军事、金融、电力等领域 。
• 详细描述：光传输网络具有高速、高效、可靠等优点，因此被广泛应用于电信、广电、军事、金融、电力等领域。在电 信领域，光传输网络是骨干网的重要组成部分，可以实现大容量、高速率的数据传输。在广电领域，光传输网络可以用 于有线电视、卫星电视等信号的传输。在军事领域，光传输网络具有抗干扰、保密性好等优点，因此被广泛应用于军事 通信。在金融领域，光传输网络可以提供高速、实时的数据传输服务，保障金融交易的顺利进行。在电力领域，光传输 网络可以用于实现远程监控、智能抄表等功能。
外部调制
利用外部信号对光波进行调制，使 其相位、频率或偏振状态发生变化 。
相干调制
利用相干光进行调制，使光信号的 频率、相位或偏振状态发生变化。
光将多个不同波长的光信号在同一根光 纤中同时传输，以提高传输容量。
将多个不同频率的光信号在同一根光 纤中同时传输，以提高传输容量。
《光传输网络基础》PPT课 件
目录
• 光传输网络概述 • 光传输网络技术基础 • 光传输网络设备 • 光传输网络架构 • 光传输网络的性能指标 • 光传输网络的未来发展
01
光传输网络概述
光传输网络定义
总结词
光传输网络是指利用光信号进行数据传输的网络，主要由光发送器、光接收器和光纤等设备组成。
光纤传输技术详解
光纤传输技术原理、传输系统及应用详解随着信息技术的飞速发展，人们期望更快、更可靠的数据传输方式。
光纤传输技术应运而生，作为一种基于光信号传输的高速通信技术，它在现代通信中扮演着至关重要的角色。
本文将为您详细介绍光纤传输技术的原理、组成以及应用优势。
光纤传输技术的原理非常简单而又巧妙。
它利用光的特性进行信号的传输，通过光纤作为传输介质，将电信号转换为光信号，然后使用光纤将光信号传输到目的地，再将光信号转换回电信号。
光的传输特性是光纤传输技术能够实现高速传输的关键。
光是一种电磁波，具有高速传输、容量大和抗干扰性强等优点。
光纤的核心部分是由折射率较高的材料构成，使得光信号在光纤内部发生全反射，保持光信号的传输。
光纤传输系统主要由发光器和接收器两部分构成。
发光器用来将电信号转换成光信号，常见的发光器包括激光器和LED器件。
接收器则将光信号转换回电信号，常使用光电二极管或光电探测器。
发光器和接收器是光纤传输系统中不可或缺的重要组成部分。
光纤传输技术可以采用单模式和多模式两种传输方式。
单模式光纤适用于长距离传输，具有较高的传输速率和较小的衰减。
多模式光纤适用于短距离传输，成本较低。
使用不同波长或频率的光信号进行多路复用技术，可以在同一根光纤上同时传输多个信号流，从而实现更大容量的传输。
光纤传输技术拥有许多突出的应用优势。
首先，它具有高速传输的特点。
光纤传输速度快，最高可以达到光速的70%~90%。
相比传统的铜线传输，光纤传输速度更高，可以满足大数据量传输和高速网络的需求。
其次，光纤传输容量大。
光纤的传输容量较大，可以通过多路复用技术同时传输多个信号流，满足高带宽需求和大规模数据传输。
此外，光纤传输技术抗干扰性强。
光纤传输不受电磁干扰的影响，可以在高电磁干扰环境下稳定传输数据，适用于工业控制和医疗设备等需要可靠传输的应用场景。
最后，光纤传输技术能够实现远距离传输。
单模式光纤传输距离可以达到数十甚至上百公里，多模式光纤传输距离可达几千米，适用于长距离通信和联网应用。
光传输技术基础知识概要共29页文档
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
ห้องสมุดไป่ตู้
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
光传输基础知识.
光传输基础知识
光纤的分类 按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤
和色散位移型单模光纤。 常规型：光纤生产长家将光纤传输频率
最佳化在单一波长的光上，如1300μm。 色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输
频率最佳化在两个波长的光上，如： 1300μm和1550μm。
光传输基础知识
光纤的分类
按工作波长分 按光纤的工作波长分类，有短波长光纤、长
波长光纤和超长波长光纤。
常用光纤规格
单模： 8/125μm， 9/125μm， 10/125μm
多模： 50/125μm 欧洲标
准 62.5/125μm 美国标准
工业，医疗和低速网 络： 100/140μm， 200/230μm
塑料光纤： 98/1000μm 用于汽车控制。
光传输基础知识
内部培训资料
光传输基础知识
光纤传输发展 1966年7月，高锟就光纤传输的前景发表
了具有重大历史意义的论文，论文分析了 玻璃纤维损耗大的主要原因，大胆地预言， 只要能设法降低玻璃纤维的杂质，就有可 能使光纤的损耗从每公里1000分贝降低到 20分贝／公里
光传输基础知识
光纤传输发展 1970年，美国康宁玻璃公司的三名科研人
调制误差率MER
1、指平均矢量幅度与误差矢量幅度的有效值的比值，结果用dB表示
光传输基础知识
光纤的结构
光纤的典型结构是多层同轴圆柱体由图31-1所示，自内向外为纤芯、包层及涂覆层。 纤芯和包层合起来构成裸光纤，光纤的光 学及传输特性主要由它决定。涂覆层的作 用是增强光纤的机械强度。
光传输基础知识
光传输基础知识
光传输基础知识
光纤的分类 按传输模式分
光纤的光传输基础学习知识原理是什么
光纤的光传输原理是什么？1.光纤通信原理——简介光纤通信(Fiber-optic communication)，也作光纤通讯。
光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式，首先将电信号转换成光信号，再透过光纤将光信号进行传递，属于有线通信的一种。
光经过调变后便能携带资讯。
自1980年代起，光纤通讯系统对于电信工业产生了革命性，同时也在数位时代里扮演非常重要的角色。
光纤通信传输容量大，保密性好等优点。
光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。
2.光纤通信原理——组成部分最基本的光纤通信系统由光发信机、光收信机、光纤线路、中继器以及无源器件组成。
其中光发信机负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，光纤线路负责传输信号，而光收信机负责接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。
(1)光发信机----由光源、驱动器和调制器组成，实现电/光转换的光端机。
其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。
(2)光收信机----由光检测器和光放大器组成，实现光/电转换的光端机。
其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端级去。
(3)光纤线路----其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。
(4)中继器----由光检测器、光源和判决再生电路组成。
它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。
(5)无源器件----包括光纤连接器、耦合器等，完成光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合。
3.光纤通信原理光纤通信的原理就是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤经过光的全反射原理传送;在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。
光传输的基本知识.
光传输的基本知识光纤即为光导纤维的简称。
光纤通讯是以光波为载频，以光导纤维为传输媒介的一种通信方式。
光纤通讯之所以在最近短短的二十年中能得以迅猛的发展，是由于它具有以下的突出优点而决定：1．传输频带宽、通讯容量大。
光载波频率为5X1014 MHz, 光纤的带宽为几千兆赫兹甚至更高。
2．信号损耗低。
目前的实用光纤均采用纯净度很高的石英(SiO2)材料，在光波长为1550nm附近，衰减可降至0.2dB/km,已接近理论极限。
因此，它的中继距离可以很远。
3．不受电磁波干扰。
因为光纤为非金属的介质材料，因此它不受电磁波的干扰。
4．线径细、重量轻。
由于光纤的直径很小，只有0.1mm左右，因此制成光缆后，直径要比电缆细，而且重量也轻。
因此，便于制造多芯光缆。
5．资源丰富。
光纤通讯除了上述优点之外，还有抗化学腐蚀等特点。
当然光纤本身也有缺点，如光纤质地脆、机械强度低；要求比较好的切断、连接技术；分路、耦合比较麻烦等。
1．光纤的分类①按照传输模式来划分：光纤中传播的模式就是光纤中存在的电磁场场形，或者说是光场场形(HE)。
各种场形都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。
各种模式是不连续的离散的。
由于驻波才能在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状的光场，即各种光斑。
若是一个光斑，我们称这种光纤为单模光纤，若为两个以上光斑，我们称之为多模光纤。
◆单模光纤(Single-Mode)单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。
由于完全避免了模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量，长距离的光纤通讯。
单模光纤使用的光波长为1310nm或1550nm。
光在单模光纤中的传输轨迹◆多模光纤(Multi-Mode)在一定的工作波长下(850nm/1300nm)，有多个模式在光纤中传输，这种光纤称之为多模光纤。
由于色散或像差，因此，这种光纤的传输性能较差，频带较窄，传输容量也比较小，距离比较短。
光传输网络基本知识
SDH的优势
2021/2/4
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SDH的劣势
频带利用率不如PDH系统
指针调整机理复杂，并且产生指针调整抖动 软件的大量应用，使系统易受病毒或误操作的危害
2021/2/4
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帧结构和复用步骤
内容：
STM-N的帧结构和帧各部分的作用 PDH复用进STM-N帧的方式 140M复用进STM-N帧 34M复用进STM-N帧 2M复用进STM-N帧
2021/2/4
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终端复用器—TM
终端复用器——TM 双端口器件，用于端点站。群路端口默认为w 交叉复用功能 作用TU——LU
W
TM
STM-N
140Mb/s 2Mb/s 34Mb/s
注M＜N
STM-M
从高速信号插/分低速信号要一级一级进行 复用/解复用增加了信号的损伤，不利于大容量传输
140Mb/s 解
复 34Mb/s 解
用
复 8Mb/s 用
解 复
用
复 8Mb/s 用
复 34Mb/s 用
140Mb/s 复 用
2021/2/4
2Mb/s
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PDH的固有缺陷
运行维护功能(OAM)——决定设备维护成本 与信号帧中开销(冗余)字节的数量有关 PCM30/32仅TS0、TS16用于OAM开销，OAM功能弱 线路编码时要加nB冗余码进行性能监控
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移动网传输系统图
DDF
2Mb/s 2Mb/s
BTS
传输设备
基站
DDF 2Mb/s
MSC
2Mb/s
2Mb/s
传输机房
DDF
2Mb/s 传输设备
DDF
2Mb/s
传输设备
光传输网设备基础知识
光传输网设备基础知识pptx xx年xx月xx日contents •光传输网概述•光传输网设备介绍•光传输网技术原理•光传输网设备安装与维护•光传输网发展趋势与挑战•光传输网应用场景与案例分析目录01光传输网概述定义：光传输网是一种使用光信号进行长距离数据传输的通信网络，它以光纤为传输介质，以光信号为信息载体。
特点传输距离远：光纤传输不受电磁辐射干扰，传输距离远，适合长距离传输。
传输速度快：光纤传输带宽宽，传输速率高，适合高速数据传输。
传输容量大：光纤传输具有较高的多路复用能力，能够实现大容量的数据传输。
安全性高：光纤传输具有较好的保密性能，能够保护数据安全。
定义与特点03支持多样化的通信业务光传输网能够支持各种不同的通信业务，如语音、视频、数据等，满足不同领域的需求。
光传输网的重要性01实现高速、大容量、远距离的数据传输光传输网具有高速、大容量、远距离的传输特点，能够满足不断增长的数据传输需求。
02促进通信网络的发展光传输网是现代通信网络的基础设施，对通信网络的发展起着关键的推动作用。
光传输网的发展可以追溯到20世纪70年代，当时光纤技术开始出现，逐渐应用于数据传输领域。
此后，光传输技术不断发展，经历了模拟信号、数字信号、DWDM（密集波分复用）等不同阶段。
发展随着技术的不断进步，光传输网的传输速率、传输距离和传输容量不断提高。
目前，光传输网已经广泛应用于电信、广电、铁路、军事等领域，成为现代通信网络的核心组成部分。
同时，光传输网还在不断发展和演进，如5G通信网络的建设和推广、全光网络的研究和应用等。
历史光传输网的历史与发展VS02光传输网设备介绍OTN设备定义光传送网（OTN）设备是一种将光信号进行封装、复用、传输和解复用的设备，它基于光波长作为单位进行划分和管理。
OTN设备OTN设备功能OTN设备可以实现光波长的复用和解复用、光信号的调制和解调制、光信号的传输和路由选择等功能。
OTN设备组成OTN设备主要由光信号处理模块、光波长复用和解复用模块、光信号调制和解调制模块、光信号传输和路由选择模块等组成。
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光纤通信基础—光纤
三、光纤的简单导光原理 2、光在光纤中的传播
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光纤通信基础—光纤
四、光纤的衰耗 光纤的损耗是指光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因引起光功率 的减小。 吸收损耗 本征吸收：光纤材料本身所固有的吸收作用 杂质吸收：光纤中杂质对光的吸收作用 线性散射 光纤损耗
散射损耗 非线性散射
用户的综合 业务引入 集团用户
接入传送层
IDC中心
以太网 专线用户
智能化小区
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同步数字体系
我们前面为大家介绍了光纤，也介绍了光纤传输的简单原理，如果把光 纤比作一条高速公路，要实现有效的传输还需要有高速汽车，以及一系列相 应的交通规则。同步数字体系就是一套这样的“交通系统”。
光传输设备 数字终 端设备 发送端
结构不完善散射 其他衰耗（微弯曲衰耗等）
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光纤通信基础—光纤
五、光纤的色散 色散分为色度色散与偏振模色散两大类。 色度色散简单说就是有光纤传输引起的光脉冲展宽与畸变效应。色度色 散包括三个部分：模式色散、材料色散、波导色散。
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光纤通信基础—传送网络的分层结构
B省 D省 E省 C省 A省
省 际 干 线
• 1976 年，日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47 dB/km(波长 1.2μ m)。
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光纤通信基础—概论
三、光纤通信优点 1、通信容量巨大 从理论上讲，一根光纤可以同时传输100亿个话路，目前同时传输50万 个话路的试验已经成功，比传统同轴电缆、微波等高出几千乃至几十万倍。 2、中继距离长 光纤具有极低的衰耗系数，配以适当的光发送、光接收设备、光放大器、 前向纠错与RZ编码调制技术等，可使其中继距离达数千公里以上，而传统 电缆只能传送1.5km，微波50km，根本无法与之相比拟。 3、保密性能好 4、适应能力强 具有不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀等优点 5、体积小、重量轻 6、原材料来源丰富、价格低廉
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光纤通信基础—光纤
一、光纤的构造 光纤呈圆柱形，主要由纤芯、包层二大部分组成。
外皮
包层
纤芯
1、纤芯：位于光纤的中心部位，成分为高纯度的二氧 化硅，掺有极少量掺杂剂。 2、包层：位于纤芯的周围，其成分也是含有极少量掺 杂剂的高纯度二氧化硅。 3、涂覆层：光纤的最外层，由丙烯酸酯、硅橡胶和尼 龙组成。
信息
光 端 机 发 送 端
光纤
光 端 机 接 收 端
光传输设备 数字终 端设备 接收端
信息
光纤通信系统框图
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同步数字体系—SDH概论
一、SDH的产生 1、PDH的缺点 （1）没有国际统一的数字速率标准
（2）没有国际统一的光接口规范
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同步数字体系—SDH概论
一、SDH的产生 1、PDH的缺点 （3）上下电缆成本高，结构复杂
光传输网络基础知识
传输所 谢晖 二0一0年八月
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主要内容
• 光纤通信基础 • 同步数字体系SDH
2
光纤通信基础—概论
BSC MSC MSC BSC BSC
核心层 10G SDH
BSC
MSC
MSC
• 通信系统（传输系统）作用：为需 要进行信息交互的设备之间提供信 息传递的通道。 广义：连接各种终端设备和交换设 备之间的通道； 狭义：包括传输设备和传输线路。 ① 设备：如MSTP设备、光电收发器 等；
城市 A6 城市 A5
省会 A1
城市 A2 城市 A3
A省
城市 A4
省 内 干 线
IP Over WDM/OTN
城市 A3
PTN/CWDM OLT
增强以太网交换机 MSTP/PTN OLT
城 域 传 送 网
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光纤通信基础—传送网络的分层结构
移动综合机楼 移动第二机楼
核心传送层
汇聚节点
汇聚传送层
基站
接 收 电 接 收 机 电信号 输出 信 息 宿
光信号 输出
光信号 输入
数字光纤通信系统方框图
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光纤通信基础—概论
二、光纤通信发展简史
• 1966年，英籍华裔学者高锟指出了利用光纤(Optical Fiber)进行信息传输 的可能性和技术途径，奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
• 1970 年，光纤研制取得了重大突破。美国康宁(Corning)公司就研制成功损 耗20 dB/km的石英光纤。 • 1973 年，美国贝尔(Bell)实验室取得了更大成绩，光纤损耗降低到 2.5dB/km。
汇聚层 2.5/10G SDH
接入层 155M SDH
② 线路：光缆、管道、杆路等
……
622M SDH
BTS …… BTS
BTS
……
BTS
3ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光纤通信基础—概论
一、光纤通信概念 利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信的目的。
发 射 信 息 源 电 发 射 机 电信号 输入 光 发 射 机
基本光纤传输系统 光纤线路 光 接 收 机
85mm
多模光纤
单模光纤
人的头发
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光纤通信基础—光纤
三、光纤的简单导光原理 1、全反射原理 • 若使光束从光密媒质射向光疏媒质 时, 则折射角大于入射角，如图所 示。 • 如果不断增大θ0可使折射角θ1达到 90°, 这时的θ1称为临界角。 • 当光线从光密媒质射向光疏媒质, 且入射角大于临界角时, 就会产生 全反射现象。 光纤就是利用这种全反射来传输光 信号的。
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光纤通信基础—光纤
二、光纤的分类—单模、多模光纤 1、多模光纤：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。 2、单模光纤：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。
8mm 125mm 50mm
Core
Core
125mm
Clad Clad
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光纤通信基础—光纤
二、光纤的分类
石英光纤
按组成成分分类
含氟光纤 塑料光纤 阶跃型光纤
按光纤剖面折射率分布分类 光纤种类
多模光纤
渐变型光纤
按传输模式分类
单模光纤
短波长光纤（波长典型值为850nm） 长波长光纤（波长为1310nm，1550nm）
按工作波长分类
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光纤通信基础—光纤
二、光纤的分类—阶跃、渐变光纤 1、阶跃光纤 在纤芯与包层区域内，折射率的 分布分别是均匀的，分别为n1 和n2，在纤芯与包层的边界处， 其折射率的变化是阶跃的 (n2<n1） 。 2、渐变光纤 光纤轴心处的折射率最大(n1)， 但随横截面径向的增加而逐渐减 小，到纤芯与包层的边界处，正 好降到与包层区域的折射率n2