单击此处编辑母版标题样式,第一级,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,Thank You!,单击此处编辑母版标题样式,第一级,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,光传输简介,掌握光纤的结构特性和分类,掌握光纤的损耗、色散的特性,掌握光缆的结构、标识及分类,了解光源及光检测器的作用和特性,了解无源光器件的分类和各自的作用,了解光放大器的作用,2,课程目标,3,光纤的分类及特性,光缆的结构、标识及分类,光器件的分类及特性,课程大纲,4,光纤简介,光纤（,Fiber,）是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具,利用光纤进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话，而根据理论计算，一对细如蛛丝的光纤可以同时通一百亿路电话！铺设,1000,公里的同轴电缆大约需要,500,吨铜，改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，几乎是取之不尽的,光纤除了在通信中应用，也广泛应用于与工业，采矿及医疗,光纤的分类及特性,5,光纤的构成,光纤裸纤一般分为四层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为,50,或,62.5m,），中间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为,125m,），最外是加强用的树脂涂层，在硅玻璃包层和树脂涂层间还要添加一层缓冲层。,光纤的分类及特性,光纤的分类,按光在光纤中传播的模式分类,多模光纤,:,多模光纤将光纤按工作彼长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤。,单模光纤,:,单模光纤这是指在工作波长中，只能传输一个传播模式的光纤。,当光纤的芯直径较大时，则在光纤的受光角内，可允许光波以多个特定的角度射入光纤端面，就称光纤中有多个模式。,在同一光纤中传输的不同模式的光，其传播方向、传输速度和传输路径不同，其受到光纤的衰减也不同。,6,光纤的分类及特性,光纤的分类,按系统的工作波长,短波长光纤,:,通过波长在,0.8,0.9m,的光纤,长波长光纤,:,通过波长在,1.0,1.7m,的光纤,超长波长光纤,:,通过波长在,2m,以上的光纤,7,光纤的分类及特性,光纤的分类,按调制信号的类型,模拟光纤通信系统：是用承载信息的模拟信号，直接对发射机光源进行光强调制，使光源输出光功率随时间变化的波形和输入模拟信号的波形成比例。,数字光纤通信系统：对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生脉冲编码调制，使用这种数字信号对光源输出光功率进行调制。,8,光纤的分类及特性,光纤的分类,按国际标准的分类,按照,ITU-T,关于光纤类型的建议，可以将光纤分为,G.651,光纤(渐变型多模光纤)、,G.652,光纤(常规单模光纤)、,G.653,光纤(色散位移光纤)、,G.654,光纤(截止波长光纤)和,G.655(,非零色散位移光纤)光纤。,光纤通信系统中常用激光的光波长为以下三种,850nm,1310nm,1550nm,9,光纤的分类及特性,光纤的损耗,吸收损耗,由制造光纤材料本身引起的吸收损耗。,由光纤中的杂质对光的吸收而产生的损耗。,散射损耗,线性散射损耗：这类损耗所引起的损耗功率与传播模式的功率成线性关系，所以称为线性散射损耗。,非线性散射损耗：这类损耗都与石英光纤的一些固有特性有关。,弯曲损耗,在光缆的生产、接续和施工过程中，不可避免地出现弯曲。,10,光纤的分类及特性,光纤损耗的标识和测定,在施工过程中再进行损耗是不太现实的，所以在光纤产品出厂的时，厂方对其光纤都标明了损耗值，这种损耗称之为：每公里损耗，主要是光纤的吸收损耗。,在实际的产品测试时，或者是进行系统调试测试时，人们都比较关心的是输出光功率的值，这个值其实是和光纤的三种损耗的和是密切相关的，只要在正常的区间范围内就是正常的，对于这个输出光功率场用光功率计进行测试。,11,光纤的分类及特性,光纤的色散,色散的概念,由光纤中由光源光谱成分中不同波长的不同群速度所引起的光脉冲展宽的现象。色散是对光纤的一个传播参数与波长关系的描述。这也是要求光源单色性的要求，另外也有专门设计出来对色散抑制的光纤。,光纤的色散对传输距离的影响,多模光纤：中可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。,单模光纤：只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯。,12,光纤的分类及特性,光纤的联接（熔接联接）,在光纤的连接过程中，对于熔接面的光洁度以及位移差都是有严格要求，这也就限定手工进行光纤熔接的可能性。,在实际的工程实践中，对光纤的连接需要使用到昂贵的光纤熔接机。,现今主流的熔接机厂商有,日本住友,、,日本藤仓,、,日本古河,、,美国康宁,等。所以现今光纤连接困难的问题通过技术手段基本解决了。,13,光纤的分类及特性,光纤的联接（接头联接）,中兴通讯,Unitrans,系列光传输设备采用,FC/PC,和,SC/PC,接口，千兆以太网板采用,MT-RJ,接口。,拔,SC/PC,或,MT-RJ,插头尾纤时，用拔纤器夹住插头的塑胶侧面，适度用力将插头拔出，拔出后应立即用外挂防尘帽套上插头。,不要直视光口，以免激光灼伤眼睛。,14,光纤的分类及特性,15,连接器型号,描述,外形图,连接器型号,描述,外形图,FC/PC,圆形光纤接头,/,微凸球面研磨抛光,FC/APC,圆形光纤接头,/,面呈,8,角并作微凸球面研磨抛光,SC/PC,方形光纤接头,/,微凸球面研磨抛光,SC/APC,方形光纤接头,/,面呈,8,角并作微凸球面研磨抛光,ST/PC,卡接式圆形光纤接头,/,微凸球面研磨抛光,ST/APC,卡接式圆形光纤接头,/,面呈,8,角并作微凸球面研磨抛光,MT-RJ,机械式转换,-,标准插座,光纤连接头的型号,光纤的优点,抗电磁干扰能力强,光纤容量大,损耗低、中继距离长,保密性能好,体积小，重量轻,节省有色金属和原材料,16,光纤的分类及特性,光纤的缺点,抗拉强度低,光纤怕水,光纤连接困难,分路、耦合不灵活,光纤光缆的弯曲半径不能过小,17,光纤的分类及特性,18,光纤的分类及特性,光缆的结构、标识及分类,光器件的分类及特性,课程大纲,光缆的结构,缆芯,在光缆的构造中，缆芯是主体，其结构是否合理，与光纤的安全运行关系很大。一般来说，缆芯结构应满足以下基本要求：光纤在缆芯内处于最佳位置和状态，保证光纤传输性能稳定，在光缆受到一定的拉力、侧压力等外力时，光纤不应承受外力影响；其次缆芯内的金属线对也应得到妥善安排，并保证其电气性能；另外缆芯截面应尽可能小，以降低成本和敷设空间。,护层,光缆护层同电缆护层的情况一样，是由护套和外护层构成的多层组合体。其作用是进一步保护光纤，使光纤能适应在各种场地敷设，护层需提供足够的抗拉、抗压、抗弯曲等机械特性方面的能力。,19,光缆的结构和分类,光缆的结构,光缆的基本结构按缆芯组件的不同一般可以分为层绞式、骨架式、束管式和带状式四种，如图所示。我国及欧亚各国用的较多的是传统结构的层绞式和骨架式两种,20,光缆的结构和分类,光缆的常用的分类：,根据光缆的传输性能、距离和用途，光缆可以分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用户光缆。,根据光纤芯数的多少，光缆可以分为单芯光缆和多芯光缆等等。,根据敷设方式，光缆可以分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆。,根据护层材料性质，光缆可以分为普通光缆、阻燃光缆和防蚁、防鼠光缆等。,21,光缆的结构和分类,光缆的型号分类表：,22,光缆的结构和分类,光缆型号：光缆型号分类,+,加强构件,+,加光缆结构特性,+,光缆护套,+,光缆外护套,+,外被层或外套,光缆型号分类,加强构件,加光缆结构特性,光缆护套,光缆外护套,外被层或外套,代号,含义,代号,含义,代号,含义,代号,含义,代号,含义,代号,含义,GY,通信用室外光缆,无,金属构件,无,层绞式结构,E,聚脂弹性体,无,铠装,1,纤维外护套,GM,通信用移动式光缆,F,非金属加强构件,S,光纤松套被覆结构,A,铝带,-,聚乙烯粘结护套,0,无铠装,2,聚氯乙烯护套,GJ,通信用室内光缆,G,金属重型加强构件,J,光纤紧套被覆结构,S,钢带,-,聚乙烯粘结护套,2,双钢带,3,聚乙烯护套,GS,通信用设备内光缆,H,非金属重型加强构件,D,光纤带结构,W,夹带钢丝的钢带,-,聚乙烯粘结护套,3,细圆钢丝,4,聚乙烯护套加敷尼龙护套,GH,通信用海底光缆,G,骨架槽结构,Y,聚乙烯,4,粗圆钢丝,5,聚乙烯管,GT,通信用特殊光缆,X,中心管式结构,V,聚氯乙烯,5,皱纹钢带,GR,通信用软光缆,T,填充式结构,F,氟塑料,6,双层圆钢带,B,扁平结构,U,聚氨脂,Z,阻燃结构,L,铝,C,自承式结构,G,钢,E,护层椭圆截面,Q,铅,23,光纤的分类及特性,光缆的结构、标识及分类,光器件的分类及特性,课程大纲,光器件的分类,有源光器件：是光通信系统中电信号和光信号互转的关键器件，是光传输系统的心脏。,无源光器件：本身不发光、不放大、不产生光电转换的光学器件，是光传输系统必不可少的组成部分。,24,光器件的分类及特性,有源器件：是光通信系统中电信号和光信号互转的关键器件，是光传输系统的心脏,发光源：将电信号转换成光信号,光检测器：将光信号转换成电信号,光放大器：将传送中的光信号进行再生放大,25,光器件的分类及特性,发光源,通过控制发光器件的注入电流的大小来改变输出光波的强弱，将这种强弱变化的光再送入光纤传输。,光通信中使用的发光器件,发光二极管（,L,ight-,E,mitting,D,iode,）,激光二极管（,L,aser,D,iode,）,26,信息源,电发射机,光发射机,光接收机,电接收机,信息住,电信号输入,光信号输出,光信号输入,电信号输出,光纤,光器件的分类及特性,27,发光二极管特性（,LED,）,发出的光频谱范围广，色散较为严重,发光二极管发光效率差，通常只有输入功率的,1%,可以转换成光功率,LED,的成本较低廉，因此常用于低价的应用中,光器件的分类及特性,激光二极管特性（,LD,）,发出的光方向性相对而言较强，输出频谱较窄，也有助于增加传输速率以及降低模态色散,半导体激光器和单模光纤的耦合效率可达,50%,半导体激光器的成本较高,28,光器件的分类及特性,半导体光源的典型指标,29,器件,参数,1.31,m,LED,1.55,m,LED,1.31,m,LD,组件,1.55m,LD,组件,光纤类型,(,模式,),多,单,多,单,多,单,多,单,发射波长,(,m),1.3,1.3,1.52,1.52,1.3,1.3,1.55,1.55,输出功率,(,W),50,6,35,3,2000,1000,2000,1000,工作电流,(mA),150,150,150,150,阈值电流,(mA),30,30,50,50,光谱半宽,(nm),70,70,80,80,3,1,3,1,上升下降时间,(ns),2.5,2.5,2.5,2.5,0.5,0.5,0.5,0.5,正向压降,(V),1.5,1.5,1.5,1.5,1.5,1.5,1.5,1.5,工作温度,(,),-10,+50,寿命,(hrs),10,5,光器件的分类及特性,光检测器,光信号经过光纤传输到达接收端后，在接收端有一个接收光信号的元件将光信号转变成电信号（光电效应），然后再由电子线路进行放大的过程，最后再还原成原来的信号。这一接收转换元件称作光检测器，或者光电检测器，简称检测器，又叫光电检波器或者光电二极管,光通信中使用的光检测器件,光电二极管（,P,hoto-,D,iode,）,雪崩光电二极管（,A,valanche,P,hoto-,D,iode,）,30,信息源,电发射