光通讯原理
52页1、光通讯原理,目录,接入网基础知识,长途网和中继网合在一起称为核心网或转接网,相对于核心网的其它部分则统称为接入网(ACCESS NETWORK,AN)接入网主要完成将用户接入核心网的任务。接入网是公用电信网中最大和最重要的的组成部分。,接入网的拓扑结构,网络的拓扑结构是指组成网络的物理的或逻辑的布局形状和结构构成。 接入网环境下的基本网络拓扑结构有5种类型,即星型结构、双星型结构、环型结构、树型结构和总线结构。,接入网的拓扑结构,1、星型结构 当涉及通信的所有点中有一个特殊点(即枢纽点)与其他所有点直接相连,而其余点之间不能直接相连时,就构成了星型结构,又称单星型或大星型结构(如左图所示) 在接入网环境,各个用户都最终要与本地交换机相连,业务量最终都集中在本地交换机这个特殊点上,传统的电缆接入网就是星型配置,由于本地交换机成了各个用户业务量的集中点(枢纽点)因而星型结构又称枢纽结构。星型结构具有优质服务和成本高的特点、适合于传输成本相对交换成本较低的应用场合,接入网的拓扑结构,2、双星型结构 在光纤接入网环境中,将传统电缆接入网的交接箱换成远端节点或远端设备,将馈线电缆改用光缆后即成为
2、双星型结构,有人称之为分布式星型结构(如下图) 。 双星型结构是一种经济的、演进的网络结构,很适合传输距离较远、用户密度较高的企事业用户和住宅居民用户区。特别是远端节点采用 同步数字序列(Synchronous Digital Hierarchy,SDH)复用器的双星型结构不仅覆盖距离远,而且容易升级至高带宽。利用SDH特点,可以灵活地向用户单元分配所需的任意带宽。,接入网的拓扑结构,3、总线型结构(链型或T型结构) 当涉及通信的所有点串联起来并使首末两个点开放时就形成了链型结构;当中间各个点可以有上下业务是又称为总线型结构,也称为T型结构(如图所示),接入网的拓扑结构,4、环型结构 当涉及通信的所有点串联起来,而且首尾相连,没有任何点开放时就形成了环型结构(如图)该结构与T型结构很类似,但没有开放点,有其宝贵的特点。,接入网的拓扑结构,5、树型结构 传统的有线电视网(CATV)往往采用树型分支结构,很适合单向广播式业务。在光纤接入网中,这种结构再次显示了很强的生命力。,接入网的分类,接入网通常是按其所用传输介质的不同来进行分类。一般地,接入网可分为有线接入网和无线接入网两大类。有线接
3、入网又分为铜线接入网和光纤接入网两类; 光纤接入网(Optical Access Network,OAN)是以光纤为传输介质,并利用光波作为载波传送信号的接入网,泛指本地交换机或远端交换模块与用户之间采用光纤通信或部分采用光纤通信的系统。,光纤接入网,光纤最重要的特点是:它可以传输很高速率的数字信号,容量很大;并可以采用波分复用(WDM)、频分复用(FDM)、时分复用(TDM )、空分复用(SDM)、副载波复用(SCM)等各种光的复用技术,进一步提高光纤的利用率。,光通讯系统,光通信是指以光作为信息载体而实现的通信方式。 任何一种通信系统都是由信源、信道、信宿组成的。 一个基本的光纤通信系统由光发射机、光纤光缆、光接收机组成。,光通讯系统,光波有紫外光、红外光和可见光构成。目前光纤通信光源使用的波长范围在近红外区内,即波长在0.81.7m之间,是一种不可见光,它象通常使用的无线电波一样,是一种不能引起视觉的电磁波。 理论上一根光纤可同时传输近100亿路电话和1000万路电视节目。如果将很多束不同波长的激光加注到同一根光纤中进行传输,其通信容量更是大得惊人,人类有史以来积累的知识,用一根
4、光纤不到5分钟就可以传完。正因为光纤具有十分诱人的前景,才不断促使人类区探索光通信的可能。,光通讯系统,光纤是光信号传输信道,光纤在实际应用时,必须用适当的方式将所需根数的光纤束组合成缆,也就是通常看到的光缆,通常根据光信号在光纤中传输的模数不同,分为单模光纤和多模光纤两大类型。,,光纤通信特点:,一、优点: 1、传输频带宽、通信容量大 2、传输损耗低 3、不受电磁干扰 4、线径细、重量轻 5、资源丰富 6、绕性好 7、不怕潮湿、耐高压、抗腐蚀 8、安全保密,二、缺点: 1、光纤性质脆,需加适当涂覆予以保护。 2、对切断和连接光纤时,需要高精度技术,这在电缆连接中是没有的。 3、分路耦合不方便。 4、不能传送中继器所需电能 5、弯曲半径不宜太小,光纤通信的传输窗口:,光纤通信与电通信的主要差异有两点:一是传输的是光波信号;二是传输光信号的介质是光纤。 光纤传输特性研究后发现,光纤对于不同波长的光波信号呈现出不同的衰减特征。于是很自然地就会将呈低损耗的波长用于光纤通信,并将低损耗波长点称为传输窗口。,光纤通信的传输窗口:,短波长窗口,波长为0.85m 长波长窗口,波长为1.31m和1.5
5、5m 在0.8-0.9m波段内,损耗约为2dB/KM;在1.31m波长处损耗为0.5dB/KM;在1.55m处,损耗可降至0.2dB/KM,这已接近光纤的理论损耗极限值。,光缆基础知识,光纤的结构: 光纤是光导纤维的简称,其结构如图:内层为纤芯,作用是传输光信号,外层为包层作用是使光信号封闭在纤芯中传输。,光纤的种类,按光纤的材料分为石英光纤和全塑光纤 按传输模式分为多模光纤和单模光纤 按ITU-T建议分为: G.651光纤(渐变型多模光纤) G.652光纤(普通单模光纤或1.31m处性能最佳单模光纤) G.653光纤(色散位移光纤DSF) G.654光纤(1.55m处性能最佳单模光纤) G.655光纤(非零位色散位移光纤) G.656光纤(三波段光纤-S+C+L) G.657光纤 (弯曲不敏感光纤),G.657光纤,G.657光纤是指弯曲损耗不敏感单模光纤,按ITU-T标准可分为两种子类:G.657A和G.657B。G.657A不仅有优越的弯曲性能和严格的偏振模色散指标要求,而且与G.652光纤完全兼容,是FTTx的理想光纤。 产品特点 更小的光纤弯曲半径。 更低的微弯损耗可满足特殊
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