《现代通信技术基础》第7章光通信网选读.ppt

第7章 光通信网 本章学习目标 理解光传输原理 了解光传输系统组成及其性能 了解传输网概念及体系结构 了解SDH设备与SDH光传送网技术 了解光波分复用技术（WDM） 了解光通信网的应用现状 内容简介 7.1 光传输概述 7.2 光传输系统 7.3 SDH光传送网技术 7.4 光波分复用技术 7.5 光通信网络 内容简介 7.1 光传输概述 7.1.1 光传输的基本概念 7.1.2 光传输的特点 7.1.3 光传输系统及其技术发展 内容简介 7.2 光传输系统 7.2.1 光传输原理 7.2.2 光传输系统的组成 7.2.3 光传输系统的主要性能指标 内容简介 7.3 SDH光传送网技术 7.3.1 传送网的基本概念 7.3.2 同步数字系列SDH 7.3.3 SDH传输设备 7.3.4 SDH光传输网 内容简介 7.4 光波分复用技术 7.4.1 WDM技术概述 7.4.2 DWDM技术 7.4.3 WDM / OTDM混合传输系统 内容简介 7.5 光通信网络 7.5.1 基础传输网 7.5.2 光通信网的发展 7.1 光传输概述 光波属于电磁波范畴，其中，紫外线、可见光、红外线都属于光波。 光传输是以光波为载波，以光导纤维为传输媒介的信息传输过程或方式。 7.1.1 光传输的基本概念 光传输与电传输的主要区别： 以高频率光波作为载波传输信号。 用光缆作为传输媒介。 光传输的基本概念 1. 光纤及其分类 光纤基本结构：由纤芯和包层构成的同心圆柱体。 光纤是一种媒介波导，具有把光封闭在其中并沿轴向传播的波导结构，纤芯和包层的折射率不同。如图7-1所示。 光传输的基本概念 （1）按传导模式数量而分类 单模光纤 多模光纤 （2）按折射率分布不同而分类 阶跃光纤 渐变光纤 （3）按套塑层的不同而分类 紧套光纤 松套光纤 光传输的基本概念 2. 光纤的传输特性 （1）损耗 光波在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率会不断下降，光纤对光波产生的衰减作用称为损耗。用衰减系数（损耗系数）衡量，主要有吸收损耗和散射损耗等。 光传输的基本概念 （2）色散 光纤所传输的信号是由不同频率成分和不同模式成分所携带，传输速度也不同，可能导致信号畸变。色散将使光脉冲产生时间上的展宽，严重时会导致光脉冲前后相互重叠，造成码间干扰，增加误码率，影响传输容量，并限制了光传输系统的中继距离。常以色散系数、最大时延差和光纤带宽等不同方法表征。如图7-2所示。 光传输的基本概念 （3）非线性效应 在高强度电磁场中，任何电媒介对光的响应都会变成非线性；而在光传输中，激光器输出的高功率将导致光纤的非线性效应。 光传输的基本概念 3. 光传输的波长 光传输系统工作在近红外区，波长为 0.8 ~ 1.71μm，相应的频率段为 176~375 THz 。 短波长波段：0.8 ~ 1.0 μm，实用工作波长为0.85 μm。 长波长波段：1.0 ~ 1.8 μm，实用工作波长为1.31 和1.55 μm 光传输的基本概念 4.光传输中的线路码型 mBnB码（又称分组码）：使变换后的码流产生多余比特，用来传送与误码检测相关的信息。 插入比特码：把输入的信息码流按m比特分为一组，再在每组的m位之后插入一个比特，组成线路码。 加扰码：把已知二进制序列按一定方法加入到信息码流中。在接收端用同样方法再恢复出原信息码流。 7.1.2 光传输的特点 光传输是是利用半导体激光器（LD）或发光二极管（LED）作为光源，把电信号转换成光信号并将其耦合进光纤中进行传输；在接收端使用光检测器，如光电二极管或雪崩光电二极管等，将光信号再还原成电信号的一种通信方式 。 光传输的基本概念 1. 光传输的优势 传输频带宽、通信容量大 损耗低，中继距离长 电磁兼容性和环境兼容性优良 体积小、质量轻、可挠性好 资源丰富，节约有色金属 光传输的基本概念 2、数字光传输系统的技术特点 易与程控交换机相连接。 采用了专用超大规模集成电路、混合集成电路以及表面安装技术，使设备的可靠性大大提高。 采用PCM技术，便于利用终端设备上的计算机，实现全系统的检测与监控。 扩容方便，波分复用技术使得光传输（在不增加光纤芯数时）的容量大幅度提高。 光传输的基本概念 3. 光纤连接问题及技术发展 光纤的缺点：光纤质地脆、抗拉强度低、防水性能差，要求有较好的切断和连接技术，分路与耦合较费时等。 工艺改进：光纤自动熔接机等。 7.1.3 光传输系统及其技术发展 1.光传输系统的分类 （1）按光波长划分 （2）按光纤传输模式划分 （3）按传输信号形式划分 （4）按系统工作方式划分 光传输系统及其技术发展 2.光传输技术的发展