第六章光纤通信VIP免费

第六章光纤通信本章内容：–光纤通信概述–光纤与光缆–SDH传输网–波分复用技术–全光网络本章学习目的及要求–掌握光纤通信的特点–掌握光纤和光缆的结构、种类–理解SDH的特点和帧结构–了解光纤线路码型、DWDM和全光网络光纤通信是以光纤为传输媒质，以光信号为信息载体的通信方式。6.1光纤通信概述光信号可以用于传输信息吗？光通信具有什么样的特点？探讨6.1.1光纤通信的发展1880年，美国科学家贝尔发明光电话，标志着光通信的起源。1960年，美国人梅曼发明第一台红宝石激光器。1966年，“光纤之父”——高锟博士首次提出光纤通信的想法，这是光纤通信发展的里程碑。1970年，美国康宁公司研制出了损耗系数为20dB/km的光纤，光纤通信从此进入飞速发展。1977年，芝加哥第一条45Mbit/s的商用线路。1976年和1978年，日本先后进行了速率为34Mb/s以及速率为100Mbit/s的光纤通信系统的试验。1980年，140Mbit/s光纤通信系统投入商业应用。1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线。由美、日、英、法发起的第一条横跨大西洋TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成。第一条横跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光缆通信系统于1989年建成。1990年，565Mbit/s的光纤通信系统进入商用化阶段。1993年，速率622Mbit/s以下SDH产品开始商用化。1995年，速率2.5Gbit/s的SDH产品开始商用化。1996年，10Gbit/s的SDH产品开始商用化。1997年，20Gbit/s和40Gbit/s的产品试验取得巨大发展。2005年3.2Tbps超大容量的光纤通信系统在上海至杭州开通，是至今世界容量最大的实用线路。目前研究中的商用速率为数十Tbit/s。光纤通信发明家高锟(左)1998年在英国接受IEE授予的奖章从光纤的损耗看光纤通信的发展–1970年是20dB/km–1972年是4dB/km–1974年是1.1dB/km–1976年是0.5dB/km–1979年是0.2dB/km–1990年是0.14dB/km，已经接近石英光纤的理论损耗极限值0.1dB/km。6.1.2光纤通信的工作波长光波是电磁波的一种，其波长在微米级，频率为1014Hz～1015Hz数量级。目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区，即波长为0.8~1.8μm。光纤通信使用的三个工作窗口–0.85μm、1.31μm、1.55μm。6.1.3光纤通信的特点优点–（1）传输频带宽，通信容量大–（2）传输衰减小，中继距离长–（3）抗电磁干扰，传输质量好–（4）体积小、重量轻、便于施工–（5）原材料丰富，节约有色金属，有利于环保缺点–光纤质地脆，机械强度低；光纤的切断和接续需要一定的工具设备和技术，光缆的弯曲半径不能过小等等。6.2光纤与光缆6.2.1光纤的结构与分类6.2.2光纤的导光原理6.2.3单模传输条件6.2.4光纤的传输特性6.2.5光缆n1n26.2.1光纤的结构与分类1．光纤的结构–光纤是由中心的纤芯和外面的包层构成的，一般为双层或多层的同心圆柱体，为轴对称结构。–纤芯位于光纤中心，作用是传输光波。包层位于纤芯外层，作用是将光波限制在纤芯中，同时还起到一定的机械保护作用。–通信用的单模光纤纤芯为4-10μm，多模光纤纤芯直径为50~85μm，不管单模光纤还是多模光纤，包层的直径均为125μm。设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光在光纤中传输的必要条件是n1＞n2。相对折射指数差（Δ）当n１与n２的差别极小时，这种光纤称为弱导波光纤。Δ越大，光纤把光耦合入纤芯的能力越强。2122212nnnΔ121nnnΔ由于石英玻璃质地脆、易断裂，为保护光纤不受损害，提高抗拉度，一般需要在裸光纤外面指经过两次涂覆。裸光纤：由纤芯和包层组成。光纤芯线：经过涂敷的裸光纤。光纤的结构包括纤芯、包层和涂敷层。通常见到的光纤均为涂敷后的光纤芯线。归纳思考2．光纤的分类（1）按照光纤的制造材料分类–按照光纤的制造材料的不同，光纤可分为玻璃（石英）光纤和塑料光纤。（2）按照光纤的传输模式分类–根据光纤传输模式的数量，光纤可分为多模光纤（MMF）和单模光纤（SMF）。（3）按照光纤的折射率分布分类–按照光纤剖面折射率分布的不同，光纤可分为突变型光纤（SIF）和渐变型光纤（GIF）。（4）按照ITU-T建议的分类–按照ITU-T关于光纤的建议，光纤分为G.651光纤（渐变多模光纤）、G.652光纤（常规单模光纤）、G.653光纤（色散位移光纤）、G.654光纤...