2013年中级传输与接入考试重点讲解.doc

光纤通信概述 1.1光纤通信的发展概述 1973?1976年的短波长(850nm)多模光纤通信系统被认为是第一代光纤通信系统，其传输速率为50?l00Mbit/s，中继距离为 10km。 1976?1982年的长波长（1310nm)多模和单模光纤通信系统构成了第二代光纤通信系统，其传输速率为140Mbit/s,中继距离为20?50km?。 1982-1988年的长波长（I310nm) 单模光纤实用化通信系统的大规模应用是第三代光纤通信系统的主要特征，其传输信号为准同步数字体系（PDH)的各次群信号，传输距离为50km左右。 1988年后到现在为第四代光纤通信系统的发展时期，主要特征是开始建设和应用同步数字体系（SDH)光纤传输网络，传输速率达2.5Gbit/s，中继距离为80km左右，传输波长从I 310nm转向I 550nm,并开始采用光纤放大器（EDFA)、光波分复用（WDM)等技术。目前，光纤传输网络核心汇聚层 逐渐向自动交换光网络（ASON)方向发展，中继层面快速过渡到以多业务传送平台（MSTP) ，接入层向PON过渡。 1.1.2 光纤通信的发展趋势 光纤通信的优点：1，通信容量大；2，传输距离长；3，抗电磁干扰；4，环境适应性好，重量轻易敷设；5，必威体育官网网址性好；6，大容量传输中体现出极高的性价比。 未来的趋势：1，大容量与高速化；2，全光化；3业务多样化；4，智能化； 从目前光纤传输网络的技术主流趋势上看，干线网络已经基本构建为DWDM技术 +EDFA放大+G.655光纤，城域核心汇聚层网络正在形成粗波分复用（CWDM)技术与MSTP 技术并进.本地接入层网络正在建设MSTP技术和PON技术的平台. 1.2 光纤 纤芯的折射率高于包层的折射率，从而形成一种光波导效应，使大部分的光被束缚在纤芯中传输，实现光信号的传输。 纤芯中广泛应用的掺杂剂为二氧化锗（Ge02)、五氧化二磷（P2O5)等，包层中主要的掺杂剂为三氧化二硼（B203)、氟(F)等。 光纤分类：按光折射分布分类，阶跃光纤和渐变光纤；按传输模式数目，单模和多模光纤。 多模——g.651 单模——g.652，g.653，g.654，g.655。 1.2.2 光线的色散和损耗 光线的色散和损耗是限制光无中继传输距离的两个重要因素。 色散是指不同频率的电磁波以不同的相速度和群速度在介质中传播的物理现象。模式色散和波长色散。 模式色散与光源谱宽无关，仅由传播模式间相位常数的差异导致的色散效应称为模式色散。 单模光纤不存在模式色散，仅存在波长色散。不同波长或频率成分的光信号在光纤中传播时由于速度不同引起的光脉冲展宽现象称为波长色散。因产生机理不同分为材料色散和波导色散。波导色散为负色散。 2.光纤损耗 光纤损耗限制光纤最大无中继传输距离。损耗的主要机理是光能量的吸收损耗、散射损耗及辐射损耗。瑞利散射其大小与光波长的4次方成反比，因为对短波长窗口的影响较大。 光纤损耗与波长的关系：有三个低损耗窗口 0.85μm，1.30μm，1.55μm。 1.2.3 光纤的非线性效应 单模光纤的非线性效应分为受激散射效应（受激拉曼散射和受激布里渊散射）和非线性折射效应（自相位调制、交叉相位调制和四波混频）。 四波混频效率取决于通路间隔和光纤色散。通路间隔越窄，光纤色散越小，不同光波间相位匹配就越好，FWM效率也就越高，影响也越重。 3. 光弧子 光孤子（Soliton)是一种光脉冲序列，在光纤长距离传输过程中能始终保持其波形和速度不变。 1.2.4 常用的单模光纤 1.G652光纤 G652光纤属常规型单模光纤(SMF)1其零色散波长在I 310nm附近，最低损耗在I 550mn 附近，1310nm典型衰耗值为0.34dB/km, I 550nm波长上正色散值为17ps/ G652光纤是目前城域网使用得最多的光纤，它有两个应用窗口： 1310nm和1 550nm, 对于短距离的单波长MSTP/SDH系统，设备光接口一般使用1310nm波长，而在长距离无中 继环境传输下通常使用I 550nm波长。 2. G653光纤 G653光纤又称作色散位移光纤（DSF)。相对于G652光纤通过改变折射率的分布将 I310nm附近的零色散点，位移到1 550mn附近，从而使光纤的低损耗窗口与零色散窗口重 合。这类光纤最佳的应用环境是单波长远距离传输。 G653光纤在1 550nm附近的色散系数极小，趋近于零，用于DWDM系统时，FWM效 应非常显著，会产生非常严重的干扰。因此G653光纤不适合于DWDM系统。 3. G.655 光纤 G655光纤又称为非零色散位移光纤（NZDSF)。 G655光纤在I550nm窗口保留了一定的色散，使得光纤同时具有了较小色散和最小衰减。G655光纤非零色散的特性，能