通信线路交流提纲.doc
25页通信线路交流提纲一、网络层次结构 21、一级干线网 22、二级干线网 23、本地传送网 2二、传输介质 21 介质分类 22 有线介质传输介质的分类 23 光缆分類 24 光纤 24.1多模光纤: 24.2单模光纤 35.光纤的标准 45.1 G.652光纤 55.2 G.653光纤 65.3 G.655光纤 6三、干线网 10四、接入网 112.铜缆接入技术 112.1、DPG技术 112.2、HDSL: 112.3、非对称数字用户线技术 ADSL: 122.4、VDSL 133、光缆接入技术 133.1接入网的组成 133.2、光纤接入网的种类及应用类型 143.3无源光网络 1510、光纤技术与选择 2311、光缆芯数的确定原则 2412、光缆结构 2413、敷设方式 24五、管道建设 241、管道建设原则 242、管道建设要求 253、管材的选用和管群排列 25一、网络层次结构1、一级干线网我国电信传送网分为省际干线(一级干线)、全国的八横八纵干线光缆网的建设,目前省级光缆干线连通了中国所有的省会级城市(除台湾外),除拉萨外,各省会均有两个以上的干线光缆出口。
规划力争建成厦门至台湾的海底光缆省际骨干传送网的作用是为各省会城市及汇接节点城市提供大容量的省际电路,并连接各个省内骨干传送网2、二级干线网省内干线(二级干线)是连接省内各城市间的干线网络,省际干线和省内干线属于国家的骨干传送网,使用的技术较为单一,在我国主要是承载SDH系统的WDM系统3、本地传送网本地网(城域传输网)是覆盖城区、郊区或者部分规模较小的市县,为城域多业务提供综合传送平台的网络,是承载城域范围内的固定、移动和数据等多种业务的基础传送网络城域传送网是非常复杂的网络,每个城市和每个城市都因现状不同而有所不同,从网络分层结构来说,城域传送网一般分为核心传送层、汇聚传送层和接入传送层,对于网络规模较小的城市,根据实际情况建设初期可简化网络层次(采用核心层和汇聚层合并建设,或者汇聚层和接入层合并建设的方式)二、传输媒介1 媒介分类信息的传递方式有两种无线和有线,无线通信是利用电磁波承载信号在空中的传播进行信息传递,有线通信利用各种传输实体媒介即通信线路进行信号传递线路传输媒介具有容量大、保密性高、抗干扰性能强等特点2 有线传输介质的分类目前通信线路工程中常用的传输介质主要有:A、铜缆(音频通信电缆):铜缆主要用于语音通信,带宽低,要传输一些宽带数据业务须运用先进的编码调制技术,目前广发应用于固网运营商。
B、同轴电缆:同轴电缆主要以传输射频信号为主,带宽高主要应用在有线电视信号传输和一些局域网的布线D、双绞线缆(数据):双绞线缆(数据电缆)主要应用在局域网的综合布线,传输距离较短C、光缆:以光纤作为传输媒介,以大容量光信号作为载体,具有容量大、抗干扰强、传输质量高、造价低的特点,被广泛应用于干线、本地网、和规模较大的综合布线中3 光缆分類光缆:是由光纤加上适当的护套保护材料组成的以适合各种场合敷设的缆线按使用场合和结构方式A:使用场合可分为陆地光缆、海底光缆、水底光缆,特种光缆;按敷设方式可分为:架空、管道、直埋;根据使用特性不同可分为普通光缆和非金属光缆B:按制造结构方式可分为:中心束管式、层绞式、骨架式等;4 光纤按光纤的传输模式分为单模光纤和多模光纤4.1多模光纤:l 阶跃型多模1)阶跃型多模光纤( SI ):纤芯一般在 50-75 μm,包层直径 100-200 μ m ,薄层直径 1 mm 左右,他是一种均一阶跃的折射率分布缺点;性能差、带宽窄、传输容量小,目前已被淘汰l 梯度型多模光纤 (GI) :在 0.85 μ m 带宽一般为 500-600 MHz.km,衰减为 1.5 dB/km 一般适用于低速短距离传输。
短波长带宽最大可达 1000 MHz.km 长波长带宽 10 GHz.km 目前所常用的多模光缆一般都指该类光纤光缆.4.2单模光纤 单模光纤的纤芯很细,通常只有 8-10 μm,传输模式很少,理论上只允许一个模式的光(基模)4.3 光纤的各种参数及其对通信系统的影响目前影响光传输系统指标的参数主要有:衰减、色散、和偏振模色散PMD和非线性效应光纤产生色散有三大成因:模式色散、材料色散、结构色散(波导色散)1) 衰减:是对光信号传输能量的损耗,影响光系统的传输距离2) 色散A:模式色散是由各传导模式的传播常数不一样而引起的是多模光纤中产生光纤色散最大的成因(主要存在多模光纤中)B:材料色散也称为折射率色散,光纤中光的传播速度与纤心折射率有关,而纤心的折射又随波长而变化另外,光纤中的光源发出的光都不是单一的波长,都具有一定的谱宽,在这个宽度范围内,折射率不同导致不同波长的光信号的群速度参差不齐而产生群时延差,形成材料色散C:结构色散也称波导色散,由于光纤的各个模式的群速度随着波长而变化,形成在信号波长范围内的群时延差而产生的结构色散结构取决于波导结构(光纤的直径),波长、折射率、相对折射率差等。
材料色散是由于材料本身的折射率随频率而变化,使得信号各频率成份的群速不同引起的色散波导色散,是对于某一个模式而言,在不同的频率下(相位常数)不同,使得群速不同而引起色散材料色散和波导色散都属于频率色散,信号的时延差与信号源的相对带宽有关,光源的相对带宽越窄,信号的时延差就越小,则引起的色散就小对于单模光纤来说,主要是频率色散,而对于多模光纤来说,模式色散占主要地位3)偏振模色散PMD在单模光纤传输中,光波的基模含有两个相互垂直的偏振态理想光纤的几何尺寸是均匀的,且没有应力,因而光波在这两个相互垂直偏振态以完全相同的速度传播,在光纤的另一端没有任何延迟然而,在实际的光纤中,两个相互垂直的偏振模以不同的速度传播,因而到达光纤另一端的时间也不同这两个相互垂直的偏振模在单位长度中的时间差,即是PMD,其单位为ps/√km PMD和色度色散对系统性能具有相同的影响:即引起脉冲展宽,从而限制了传输速率,主要影响10G以上传输系统4)非线性效应通常,在光场较弱的情况下,可以认为光纤的各种特征参数不随光场强弱改变这时可以认为光纤对光场来讲是一种线性媒质但是,在很强的光场作用下,光纤对光场呈现另外一种情况,既光纤的各种特征参数随光场强弱而改变。
这种非线性可能成为限制DWDM系统性能的因素1)受激拉曼散射当一定强度的光入射到光纤中时,会引起光纤材料的分子振动,低频边带称斯托克斯线,高频边带称反斯托克斯线,前者强度强于后者,两者之间的频差称为斯托克斯频率当两个频率间隔恰好为斯托克斯频率的光波同时入射到光纤时,低频波将获得光增益,高频波将衰减,高频波的能量将转移到低频波上,这就是所谓的受激拉曼散射(SRS)发生拉曼散射的结果将导致WDM系统中短波长通路产生过大的信号衰减,从而限制了通路数一般用光隔离器来消除2)受激布里渊散射(SBS)与上述产生较为相似对于目前应用于陆地的多数单模光纤系统,SBS影响可以忽略不计如果采用外调制器光源,将产生如上的影响,解决方法主要提高SBS的门限,一种有效的对付SBS的方法是利用一个重复频率为10kHz~20kHz、频偏为100MHz~1000MHz的信号对中心波长进行弱频率调制,即所谓的扰动这样调制后的信号有效频谱将是分布在100MHz~1000MHz范围内的瞬态光谱的平均值,SBS门限可以进一步提高到20dBm以上,基本上不构成实际限制3)克尔效应克尔效应也称作折射率效应,也就是光纤的折射率n随着光强的变化而变化的非线性现,在理论上,克尔效应能够引起下面三种不同的非线性效应,即自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)和四波混频(FWM)。
A: 自相位调制当具有高强度的极窄单色光脉冲入射到光纤中时,将产生克尔效应,即介质的折射率随光强度而变化,由此导致在光脉冲中产生自相位调制,使脉冲前沿产生的相位变化引起频率降低,脉冲后沿产生的相位变化引起频率升高,于是脉冲前沿比其后沿传播得慢,从而使脉宽变窄B:交叉相位调制(XPM)在多波长系统中,克尔效应会导致信号的相位受其它通路功率的调制,这种现象称交叉相位调制,交叉相位调制的效率与系统的比特率、光纤色散系数、光纤放人器的间隔数均成反比C:四波混频(FWM)当多个具有一定强度的光波在光纤中混合时,光纤的非线性会导致产生其它新的波长,即四波混频效应,并用FWM效率来度量显然,新波长的产生以及原有波长信号能量的转移消耗,会在多波长系统中产生串音干扰或过大的信号衰减,从而限制了波长数这是一种非线性过程,一旦PWM产物产生,用任何均衡技术无法消除,因此必须事先防范5.光纤的标准为适应不同的光传输系统,开发了多种类型的光纤光缆在2003年1月修改(目前最新版)的光纤性能如下G.652A支持10Gbit/s系统传输距离可达400km,10Gbit/s以太 网的传输达40km,支持40Gbit/s系统的距离为2km。
相应的参数指标如表所示对于G.652B型光纤,必须支持10Gbit/s系统传输距离可达3000km以上,40Gbit/s系统的传输距离为80km 相应的参数指标如表所示 G.652B光纤参数指标对于G.652C型光纤,基本属性与 G.652A相同,但在1550nm的衰减系数更低,而且消除了1380nm附近的水吸 收峰,即系统可以工作在1360~1530nm波段相应的参数指标如表所示G.652C光纤参数指标 为了使无水吸收峰光纤也能支持G.652B所支持的那些应用,必须对无水吸收峰光纤的PMDQ提出更严的要求 ,因此有必要定义一种新的光纤类型,即G.652D型光纤这种光纤的参数指标如表所示可以看出,G.652D型 光纤的属性与G.652B光纤基本相同,而衰减系数与G.652C光纤相同,即系统可以工作在1360~1530nm波段G.652D型光纤参数指标 5.2 G.653光纤G.653光纤又称做色散位移光纤(DSF),这种光纤是通过改变折射率的分布将1310nm附近的零色散点,位移到1550nm附近,从而使光纤的低损耗窗口与零色散窗口重合的一种光纤,这类光纤可以在1550nm波长的工作区毫无困难地开通长距离10Gbit/s甚至20Gbit/s系统,是最佳的应用于单波长远距离传输的光纤。
由于该光纤在1550nm附近的色散系数极小,趋近于零,当用于DWDM时,不同通路光波之间的相位匹配很好,四波混频(FWM)效率很高,会产生非常产重的干扰系统实验表明,在零色散波长区,传输3路WDM系统,传输25km以后,就可能产生不可弥补的失真总的来看,G.653光纤不适合于DWDM系统与之相比较,后开发的G.655光纤更适合于DWDM系统的应用5.3 G.655光纤G.655光纤又称做非零色散位移光纤(NZDSF),它是针对G.652光纤和G.653光纤在DWDM系统使用中存在的问题而开发出来的,使1550nm窗口同时具有了最小色散和最小衰减,它在1530-1565nm之间光纤的典型参数为:衰减<0.25dB/km,色散系数在1~6ps/(nm·km)之间,这样,该光纤即可以支持10Gbit/s的长距离传输;又由于其非零色散的特性,可以避免四波混频影响,较好地同时满足TDM和WDM两种发展方向的要求G.655光纤是为适于DWDM的应用而开发的新的G.655A光纤仍只能支持200GHz。





