1、1/202022-9-28传输基础知识传输基础知识2/202022-9-28主要内容 一、传输的定义一、传输的定义 二、光纤通信概论二、光纤通信概论 三、传输网基本结构三、传输网基本结构3/202022-9-28什么是传输什么是传输?传输传输就是信号的传递过程。例如：两台电脑通过网线直接相连，进行数据的拷贝，就是一种传输的方式；同楼内的MSC和BSC之间通过电缆相连，进行信号的传递，也是一种信号传输的方式。其中的网线和电缆是传输媒质传输媒质，它们的传输距离非常有限，通常也就200m左右；当需要进行信号传递的两个设备之间的距离较远时，网线和电缆无法满足要求，就需要引入一种的新的传输媒质光纤光纤，
2、依靠光纤进行信号的传输我们就称之为光传输光传输。4/202022-9-28传输的几种体制传输的几种体制传输的体制有多种：微波、微波、PDHPDH、SDHSDH、波分（、波分（WDMWDM）等都是传输的体制。其中PDH、SDH和波分（WDM）是利用光纤做为传输媒质的，属于光传输的范畴。5/202022-9-28主要内容 一、传输的定义一、传输的定义 二、光纤通信概论二、光纤通信概论 三、传输网基本结构三、传输网基本结构6/202022-9-28光纤通信概论光纤通信概论 光纤通信概念光纤通信以光作为信息载体，利用光纤传输携带信息的光波，以达到通信之目的。数字光纤通信系统的基本组成：光发送机光接收机
3、中继器、光纤7/202022-9-28光纤通信概论光纤通信概论 典型的数字光纤通信系统方框图典型的数字光纤通信系统方框图光发送机光发送机光纤光纤中继器中继器光纤光纤光接收机光接收机电端机（模电端机（模/数）数）模拟信号模拟信号电端机（模电端机（模/数）数）模拟信号模拟信号 发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，输出发出携带信息的光波。光波经光纤传输后到达接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。8/202022-9-28光纤通信概论 携带信息的光波：携带信息的光波：数字信号为数字信号
4、为1时，光源器件发送一个时，光源器件发送一个传传号号光脉冲；光脉冲；当数字信号为当数字信号为0时，光源器件发送一个时，光源器件发送一个空号空号（不发光）。（不发光）。9/202022-9-28光纤简介光纤简介 光纤是由圆柱形玻璃纤芯和玻璃包层构成，最外层是一种弹性耐磨的塑料护套，整根光纤呈圆柱形。护套包层纤芯n2n110/202022-9-28纤芯主要采用高纯度的SiO2二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，提高纤芯的光折射率n1；包层也是高纯度的二氧化硅，也掺杂一些掺杂剂，主要是降低包层的光折射率n2；护套采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙，增加机械强度和可弯曲性。光缆是多根光纤放在放在一个松套管内，内冲石
5、油膏和钢丝形成的。海底光缆内还有电源线，主要为中继站的放大器等提供电源。光纤简介光纤简介11/202022-9-28 光纤的导光原理光纤的导光原理光是一种频率很高的电磁波，而光纤本身是光是一种频率很高的电磁波，而光纤本身是一种介质波导。一种介质波导。我们从几何光学的角度来简单讨论光纤的我们从几何光学的角度来简单讨论光纤的导光原理。导光原理。全反射原理全反射原理光线在均匀介质中是以直线传播的，但在两光线在均匀介质中是以直线传播的，但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示：如图所示：光纤与光缆12/202022-9-28 全反射原理全反射原理光
6、线在均匀介质中是以直线传播的，但在两种不同介光线在均匀介质中是以直线传播的，但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示：质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示：光纤与光缆包层包层纤芯纤芯折射光折射光反射光反射光入射光入射光光的反射与折射光的反射与折射n2n112313/202022-9-28 全反射原理全反射原理当当n2/n1的比值增大到一定程度，则会使折射角的比值增大到一定程度，则会使折射角90度，此时的折射光线不再进入包层，而会在纤芯与度，此时的折射光线不再进入包层，而会在纤芯与包层的分界面上掠过，或者重返回到纤芯中进行传包层的分界面上掠过，或者重返回到纤芯中进行传播，这种现
7、象叫做光的全反射现象。播，这种现象叫做光的全反射现象。不难理解，当光在光纤中发生全反射现象时，由于不难理解，当光在光纤中发生全反射现象时，由于光线基本上全部在纤芯区进行传播，没有光跑到包光线基本上全部在纤芯区进行传播，没有光跑到包层中去，所以可以大大降低光纤的衰耗。层中去，所以可以大大降低光纤的衰耗。光纤与光缆14/202022-9-28 全反射现象全反射现象光纤与光缆光的全反射现象光的全反射现象n2n1折射光折射光13入射光入射光15/202022-9-28 光在光纤中的传播光在光纤中的传播光在光纤中以光在光纤中以“Z”形轨迹传播及沿纤芯与包层的分界形轨迹传播及沿纤芯与包层的分界面掠过面掠过
8、光纤与光缆n2n116/202022-9-28光纤工作波长光纤工作波长 光纤的工作波长（工作窗口）光纤的工作波长（工作窗口）光线路信号在光纤上传送的波长：光线路信号在光纤上传送的波长：850nm、1310nm、1550nm。850nm窗口用于多模传输窗口用于多模传输 1310nm和和1550nm窗口用于单模传输。窗口用于单模传输。17/202022-9-28光纤简介光纤简介 光通道参数：衰减、色散光通道参数：衰减、色散光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双重光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双重影响。影响。衰减衰减使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率使在光纤中传输的光信
9、号随着传输距离的增加而功率下降。下降。1310nm窗口每公里衰减：窗口每公里衰减：0.4dB/km1550nm窗口每公里衰减：窗口每公里衰减：0.25dB/km 色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间干色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间干扰，降低信号质量。扰，降低信号质量。18/202022-9-28 光纤的类型光纤的类型 G.652光纤：在光纤：在1310nm波长窗口色散性能最波长窗口色散性能最佳，是目前应用最广泛的光纤。佳，是目前应用最广泛的光纤。在在1310nm处，色散小，衰耗大；处，色散小，衰耗大；在在1550nm处，色散大，衰耗小；处，色散大，衰耗小；G.653光纤：
10、在光纤：在1550nm波长，衰耗和色散皆波长，衰耗和色散皆为最小值，可实现大容量长距离传输。因出为最小值，可实现大容量长距离传输。因出现四波混频效应现四波混频效应(FWM),限制了它在限制了它在WDM（波分复用）方面的应用。（波分复用）方面的应用。光纤与光缆19/202022-9-28 光纤的类型光纤的类型 G.654光纤：光纤：1550nm损耗最小光纤，主要用损耗最小光纤，主要用于长再生中继距离的海底光缆。于长再生中继距离的海底光缆。G.655光纤：克服了光纤：克服了G.652光纤在光纤在1550nm处处色散受限和色散受限和G.653光纤在光纤在1550nm处出现四波处出现四波混频效应的缺陷
11、，适用于混频效应的缺陷，适用于WDM系统。系统。光纤与光缆20/202022-9-28 常见光纤连接器种类：常见光纤连接器种类：FC/PC：FC，圆头尾纤连接器，圆头尾纤连接器，PC，陶瓷，陶瓷截面为平面；截面为平面；SC/PC：SC，方头尾纤连接器，方头尾纤连接器，PC，同上；，同上；FC/APC：FC，同上，同上，APC，以截面中心为，以截面中心为圆心，向外倾斜圆心，向外倾斜80度。度。光纤与光缆21/202022-9-28光纤通信的优点光纤通信的优点通信容量大通信容量大从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。目前
12、一根光纤同时传输亿个话路。目前一根光纤同时传输24万个话路，比传统的明万个话路，比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍。线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍。中继距离长中继距离长光纤具有极低的衰耗系数。目前商用化石英光纤已达光纤具有极低的衰耗系数。目前商用化石英光纤已达0.19dB/km以下，配以适当的光发送与光接收设备，中继距离以下，配以适当的光发送与光接收设备，中继距离达数百公里以上，特别适用于长途一、二级干线通信。达数百公里以上，特别适用于长途一、二级干线通信。22/202022-9-28保密性能好，抗干扰能力强保密性能好，抗干扰能力强由于光的频率极高，远高于一般的电磁波
13、的频率，而且光波由于光的频率极高，远高于一般的电磁波的频率，而且光波在光纤中传输时只在其芯区进行，不存在传统的电磁波辐射，在光纤中传输时只在其芯区进行，不存在传统的电磁波辐射，因此其保密性能极好，同时也不怕外界强电磁场的干扰，抗因此其保密性能极好，同时也不怕外界强电磁场的干扰，抗干扰能力强。干扰能力强。便于施工和维护便于施工和维护体积小、重量轻。光缆的敷设方式方便灵活。既可以直埋、体积小、重量轻。光缆的敷设方式方便灵活。既可以直埋、架空，又可以通过管道和水底敷设。架空，又可以通过管道和水底敷设。原材料来源丰富，潜在价格低廉原材料来源丰富，潜在价格低廉 制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子
14、，而砂子在制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。是十分低廉的。光纤通信的优点光纤通信的优点23/202022-9-28主要内容 一、传输的定义一、传输的定义 二、光纤通信概论二、光纤通信概论 三、传输网基本结构三、传输网基本结构24/202022-9-28GSMGSM网络基本结构网络基本结构MSC3MSC3BSC16BSC16MSC4MSC4MSC5MSC5BSC3BSC3BSC9BSC9BSC8BSC8BSC10BSC10BSC12BSC12BSC5BSC5BS
15、C1BSC1BSC2BSC2传 输 网25/202022-9-28手机通话的传输过程手机通话的传输过程孟州孟州济源济源沁阳沁阳生产楼生产楼高新高新武陟武陟MSCMSCBSC1BSC1BSC14BSC14伏背伏背坞头坞头紫陵镇紫陵镇神农坛神农坛小云台小云台常乐常乐义庄义庄西向西向济源一中济源一中西马蓬西马蓬供电局供电局锦捷集团锦捷集团汽车站汽车站人才大厦人才大厦地税局地税局华新小区华新小区用户用户B B用户用户A A生产楼扩生产楼扩AB26/202022-9-28手机通话的传输过程手机通话的传输过程孟州孟州济源济源沁阳沁阳生产楼生产楼高新高新武陟武陟MSCMSCBSC1BSC1BSC14BSC14伏背伏背坞头坞头紫陵镇紫陵镇神农坛神农坛小云台小云台常乐常乐义庄义庄西向西向济源一中济源一中西马蓬西马蓬供电局供电局锦捷集团锦捷集团汽车站汽车站人才大厦人才大厦地税局地税局华新小区华新小区用户用户B B用户用户A A生产楼扩生产楼扩BA27/202022-9-28 Thank You!Thank You!Thank you for your time and patience!
