傳輸基礎(chǔ)知識(shí)講義

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1、傳輸基礎(chǔ)知識(shí)講義新疆郵電設(shè)計(jì)院傳輸設(shè)計(jì)部2006年9月傳輸線路內(nèi)容提要第一部分：光纖和光纜的基礎(chǔ)知識(shí)第二部分：長(zhǎng)途通信干線光纜傳輸系統(tǒng)線路工程設(shè)計(jì)規(guī)范傳輸線路光纖和光纜的基礎(chǔ)知識(shí)傳輸線路光纖和光纜的基礎(chǔ)知識(shí)---目錄傳輸線路光纖和光纜的基礎(chǔ)知識(shí)--光纖的定義及結(jié)構(gòu)光纖的定義及結(jié)構(gòu)光纖的定義：光纖是傳光的纖維波導(dǎo)或光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱。光纖的結(jié)構(gòu)：多層同軸圓柱體，自內(nèi)向外為纖芯、包層和涂覆層。一、纖芯和包層（光纖的核心部分）：纖芯由高度透明的材料制成，是光波的主要傳輸通道；包層的折射率略小于纖芯，使光的傳輸性能相對(duì)穩(wěn)定。纖芯粗細(xì)、纖芯材料和包層材

2、料的折射率，對(duì)光纖的特性起決定性影響。二、涂覆層包括一次涂覆、緩沖層和二次涂覆作用：保護(hù)光纖不受水汽的侵蝕相機(jī)械的擦傷；增加光纖的柔韌性；延長(zhǎng)光纖壽命的作用。傳輸線路光纖和光纜的基礎(chǔ)知識(shí)--光纖的分類光纖的分類根據(jù)光在光纖中的傳播方式分為單模光纖和多模光纖。一、單模光纖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：芯子很小，僅8-10μm。傳輸特點(diǎn)：傳輸性能好，頻帶很寬，傳輸容量很大，傳輸距離更長(zhǎng)。主要用途：主要用于長(zhǎng)距離大容量的傳輸線路。同時(shí)，在100MBPS的以太網(wǎng)以至這行的1G千兆網(wǎng)，單模光纖都可支持超過5000m的傳輸距離。二、多模光纖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：芯徑較大，為50μm

3、至100μm。傳輸特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)多模傳輸，但傳輸距離較短，最長(zhǎng)可支持2000米的傳輸距離。主要用途：光纜容許不同光束于一條光纜上傳輸，故可使用較為廉宜的偶合器及接線器。及10mbps及100mbps的以太網(wǎng)傳輸。多模光纖用于1GpS千兆網(wǎng)中最高可支持550米的傳輸距離。傳輸線路光纖和光纜的基礎(chǔ)知識(shí)—單模光纖單模光纖分類用于干線傳輸網(wǎng)建設(shè)的光纖主要有以下幾種：G.652單模光纖即1310nm波長(zhǎng)最佳性能光纖，又稱色散未移位光纖。它是目前傳輸網(wǎng)中敷設(shè)最為普遍的一種光纖。G.652光纖又分為G.652A光纖、G.652B光纖與G.652C光纖、G

4、.652D光纖。G.653色散位移單模光纖即1550nm波長(zhǎng)性能最佳光纖，是單波長(zhǎng)超長(zhǎng)距離傳輸?shù)淖罴压饫w。G.6541550nm波長(zhǎng)衰耗最小光纖G.654（1.5μm波長(zhǎng)色散平坦式單模上損耗最小的光纖）即1550nm波長(zhǎng)衰耗最小光纖。傳輸容量不大，中繼距離長(zhǎng)，主要用于需要終繼距離很長(zhǎng)的海底光纖通信。G.655非零色散位移光纖在C波段和L波段的色散較小。新型的G.655光纖可以使有效面積擴(kuò)大到一般光纖的1.5～2倍，擴(kuò)大有效面積可以降低功率密度，減少光纖的非線性效應(yīng)。傳輸線路光纖和光纜的基礎(chǔ)知識(shí)—光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性----傳輸特性

5、和色散特性一、損耗特性1、定義：光波在光纖中傳輸，隨著距離的增加光功率逐漸下降。2、光纖損耗的原因：主要有吸收損耗、散射損耗，和光纖結(jié)構(gòu)的不完善帶來的損耗。（1）吸收損耗：物質(zhì)的吸收作用將傳輸?shù)墓饽茏兂蔁崮?，造成光功率的損失。（2）散射損耗：光纖材料密度的微觀變化以及各成分濃度不均勻，使光纖中出現(xiàn)折射率分布不均勻的局部區(qū)域，引起光的散射，將一部分光功率散射到光纖外部引起損耗。（3）結(jié)構(gòu)的不完善帶來的損耗：本征、彎曲、擠壓、雜質(zhì)、不均勻和對(duì)接等。本征損耗：是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。彎曲損耗：光纖彎曲時(shí)部分光纖內(nèi)的光會(huì)因散

6、射而損失掉；擠壓損耗：光纖受到擠壓時(shí)產(chǎn)生微小的彎曲而造成的損耗；雜質(zhì)損耗：光纖內(nèi)雜質(zhì)吸收和散射在光纖中傳播的光造成的損失；不均勻損耗：光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。對(duì)接損耗：光纖對(duì)接時(shí)產(chǎn)生的損耗，如：不同軸(單模光纖同軸度要求小于0.8μm)、端面與軸心不垂直、端面不平、對(duì)接心徑不匹配和熔接質(zhì)量差等。傳輸線路光纖和光纜的基礎(chǔ)知識(shí)—光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性----傳輸特性和色散特性一、損耗特性（續(xù)）3、降低光纖接續(xù)損耗的措施：（1）一條線路上盡量采用同一批次的優(yōu)質(zhì)裸纖。（減少不均勻損耗）（2）按要求進(jìn)行光纜架設(shè)。（減少彎曲、擠壓損耗

7、）（3）接續(xù)光纜應(yīng)在整潔的環(huán)境中進(jìn)行。（降低雜質(zhì)損耗）（4）選用精度高的光纖端面切割器來制備光纖端面。（降低對(duì)接損耗）（5）正確使用熔接機(jī)。（降低對(duì)接損耗）傳輸線路光纖和光纜的基礎(chǔ)知識(shí)—光纖的傳輸特性光纖的傳輸特性----傳輸特性和色散特性二、色散特性1、定義由于光纖中所傳信號(hào)的不同頻率成分，或信號(hào)能量的各種模式成分，在傳輸過程中，因群速度不同互相散開，引起傳輸信號(hào)波形失真，脈沖展寬的物理現(xiàn)象稱為色散。2、色散的影響：使傳輸?shù)男盘?hào)脈沖畸變，限制了光纖的傳輸容量和傳輸帶寬。3、色散的分類：分為材料色散，波導(dǎo)色散和模式色散。模式色散僅對(duì)多模光

8、纖有效；單模光纖基本上不存在模式色散，其色散主要由材料色散、波導(dǎo)色散組成，其數(shù)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于模式色散。---單模光纖能夠進(jìn)行大量大容量傳輸?shù)脑颉?、色散的應(yīng)用：--色散補(bǔ)償光纖。在1310nm附