光傳輸基礎(chǔ)知識課件

光傳輸基礎(chǔ)知識內(nèi)部培訓(xùn)資料光傳輸基礎(chǔ)知識內(nèi)部培訓(xùn)資料1光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展1966年7月，高錕就光纖傳輸?shù)那熬鞍l(fā)表了具有重大歷史意義的論文，論文分析了玻璃纖維損耗大的主要原因，大膽地預(yù)言，只要能設(shè)法降低玻璃纖維的雜質(zhì)，就有可能使光纖的損耗從每公里1000分貝降低到20分貝／公里光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展2光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展1970年，美國康寧玻璃公司的三名科研人員馬瑞爾、卡普隆、凱克成功地制成了傳輸損耗每千米只有20分貝的光纖。

1977年，世界上第一條光纖通信系統(tǒng)在美國芝加哥市投入商用，速率為45Mb／s。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展3光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展80年代以后逐漸改用長波長（1310納米），光纖逐漸采用單模光纖，到90年代初，通信容量擴大了50倍，達到2.5Gb／s。進入90年代以后，傳輸波長又從1310納米轉(zhuǎn)向更長的1550納米波長，并且開始使用光纖放大器、波分復(fù)用（WDM）技術(shù)等新技術(shù)。通信容量和中繼距離繼續(xù)成倍增長。廣泛地應(yīng)用于市內(nèi)電話中繼和長途通信干線，成為通信線路的骨干。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展4光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的結(jié)構(gòu)光纖的典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體由圖3-1-1所示，自內(nèi)向外為纖芯、包層及涂覆層。纖芯和包層合起來構(gòu)成裸光纖，光纖的光學(xué)及傳輸特性主要由它決定。涂覆層的作用是增強光纖的機械強度。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的結(jié)構(gòu)5光傳輸基礎(chǔ)知識光傳輸基礎(chǔ)知識6光傳輸基礎(chǔ)知識光傳輸基礎(chǔ)知識7光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的分類按傳輸模式分

按光在光纖中的傳輸模式可分為：單模光纖和多模光纖。多模光纖的纖芯直徑為50~62.5μm，包層外直徑125μm，單模光纖的纖芯直徑為8.3μm，包層外直徑125μm。光纖的工作波長有短波長0.85μm、長波長1.31μm和1.55μm。光纖損耗一般是隨波長加長而減小，0.85μm的損耗為2.5dB/km,1.31μm的損耗為0.35dB/km，1.55μm的損耗為0.20dB/km，

光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的分類8光傳輸基礎(chǔ)知識

光纖的分類按最佳傳輸頻率窗口分：常規(guī)型單模光纖和色散位移型單模光纖。

常規(guī)型：光纖生產(chǎn)長家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長的光上，如1300μm。色散位移型：光纖生產(chǎn)廠家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個波長的光上，如：1300μm和1550μm。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的分類9光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的分類按工作波長分

按光纖的工作波長分類，有短波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。常用光纖規(guī)格單模：

8/125μm，

9/125μm，

10/125μm多模：

50/125μm

歐洲標(biāo)準(zhǔn)

62.5/125μm

美國標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)，醫(yī)療和低速網(wǎng)絡(luò)：

100/140μm，

200/230μm塑料光纖：

98/1000μm

用于汽車控制。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的分類10光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢傳輸頻帶寬，通信容量大。中繼距離遠(yuǎn)?？闺姶鸥蓴_能力強，無串話。光纖細(xì)，光纜輕。資源豐富，節(jié)約有色金屬和能源。均衡容易。經(jīng)濟效益好。

抗腐蝕、不怕潮濕。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢11光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的衰減固有損耗包括散射損耗、吸收損耗和因光纖結(jié)構(gòu)不完善引起的損耗。附加損耗則包括微彎損耗、彎曲損耗和接續(xù)損耗。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的衰減12光傳輸基礎(chǔ)知識網(wǎng)絡(luò)中常用的光器件及測試儀器光發(fā)射機、光接收機（光站）光收發(fā)器光分路器光纖跳線、接頭（fc、sc、pc、apc）光功率計、OTDR光傳輸基礎(chǔ)知識網(wǎng)絡(luò)中常用的光器件及測試儀器13光傳輸基礎(chǔ)知識光功率計的使用波長選擇計量單位選擇其他功能光傳輸基礎(chǔ)知識光功率計的使用14光傳輸基礎(chǔ)知識相關(guān)設(shè)備對于光功率的要求光站：－3－+2dbmw回傳接收機：不低于－10dbmw光纖收發(fā)器：不低于－25dbmw光傳輸基礎(chǔ)知識相關(guān)設(shè)備對于光功率的要求15數(shù)字電視維護數(shù)字電視與模擬電視的差異1、電平測量方式不同1）傳輸電平的配置；2）削波問題。2、衡量傳輸系統(tǒng)的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)不同1）模擬：圖象載波電平、C/N、CM、IM、CSO、CTB、CLDI、HUM、DG、DP、回波值等2）數(shù)字電視：MER、BER、頻道平均功率電平等3、故障圖象主觀評價方式不同1）模擬：雪花干擾、滾道干擾、網(wǎng)紋干擾、竄臺、重影、彩色鬼影等2）數(shù)字電視：馬賽克、靜幀、黑屏等數(shù)字電視維護數(shù)字電視與模擬電視的差異16數(shù)字電視維護4、非線性失真產(chǎn)物及其影響不同1）模擬：CSO、CTB離散族狀分布，網(wǎng)紋、負(fù)像等；2）數(shù)字電視：白噪聲彌散分布，類似組合互調(diào)失真噪聲3）數(shù)字信號干擾模擬信號的特點：圖象分辨率、對比度下降，不透露，缺乏粒度，有壓抑感，似被灰塵堵塞了的紗窗，引起C/N劣化，但是CSO、CTB指標(biāo)不明顯降低4）數(shù)字信號干擾數(shù)字信號的特點：頻繁的馬賽克現(xiàn)象。數(shù)字電視維護4、非線性失真產(chǎn)物及其影響不同17數(shù)字電視維護數(shù)字電視儀器的基本功能①

大動態(tài)的MER指標(biāo)這是表征數(shù)字信號質(zhì)量最重要的指標(biāo)，對于網(wǎng)絡(luò)的不同部分，MER指標(biāo)有一些經(jīng)驗值：64QAM時在前端要求>38dB，分前端>36dB，光節(jié)點>34dB，用戶端>26dB。測試儀器的MER指標(biāo)也應(yīng)按相應(yīng)要求進行選擇。數(shù)字電視維護數(shù)字電視儀器的基本功能18數(shù)字電視維護數(shù)字電視儀器的基本功能②

準(zhǔn)確的平均功率測量平均功率反映了帶內(nèi)傳輸能量，過大或過小都會對傳輸質(zhì)量產(chǎn)生影響。③

可縮放的星座圖顯示星座圖是數(shù)字信號調(diào)制質(zhì)量最直觀的圖形顯示，在實際工作中，相當(dāng)于工程師日常使用的示波器?？疾靸x器的星座圖功能，不僅要看儀器有沒有這項功能，更重要的是要看其配置的星座圖功能是否可用。④

快速的頻譜分析功能由于信號在頻域上傳輸，帶內(nèi)和帶外的頻譜分布和干擾對信號質(zhì)量有直接影響，配置頻譜功能可以準(zhǔn)確觀察信號在頻域上的傳輸狀況并捕捉突發(fā)干擾、噪聲。數(shù)字電視維護數(shù)字電視儀器的基本功能19數(shù)字電視維護數(shù)字電視維護常用術(shù)語定義調(diào)制誤差率（MER：ModulationErrorRatio）的定義在模擬電視中我們常使用C/N來表征信號質(zhì)量，在數(shù)字電視中，MER是表征數(shù)字信號質(zhì)量的最重要指標(biāo)，它精確表明數(shù)字信號在調(diào)制和傳輸過程中所受到的損傷，也一定程度上說明該信號是否能被解調(diào)還原，以及解調(diào)還原后信號質(zhì)量狀況。數(shù)字電視維護數(shù)字電視維護常用術(shù)語定義20調(diào)制誤差率MER1、指平均矢量幅度與誤差矢量幅度的有效值的比值，結(jié)果用dB表示2、圖解說明：當(dāng)接收機接收信號時，在某一段時間里捕獲到N個符號（應(yīng)遠(yuǎn)大于星座點數(shù)M），得到N個矢量，記錄他們的實際位置，而該符號的理想位置是，從而可得到誤差矢量，即實際位置到理想位置的偏移。MER反映的是實際信號對理想信號位置的總體偏移程度。調(diào)制誤差率MER1、指平均矢量幅度與誤差矢量幅度的有效值的比21數(shù)字電視維護數(shù)字電視維護常用術(shù)語定義BER（比特誤碼率）是發(fā)生誤碼的數(shù)據(jù)位數(shù)與傳輸數(shù)據(jù)總位數(shù)之比BER通常以科學(xué)計數(shù)法表示，如誤碼率為3E-7，表示在10的7次方個傳送位中有3個誤碼，此比率通常采用一個較小時段內(nèi)傳送數(shù)據(jù)的分析結(jié)果來推估，越低的BER代表越好的信號質(zhì)量。BER(Pre-FEC)糾錯前誤碼率：FEC糾錯算法可以檢測出的實際錯誤碼數(shù)量。接收機可以通過糾錯算法糾正其中的一部分誤碼，糾錯前誤碼率就是實際發(fā)生錯誤的比特數(shù)和總傳送比特數(shù)的比值。BER(Post-FEC)糾錯后誤碼率：FEC糾錯算法根據(jù)自身的糾錯能力，對接收到的部分錯誤碼進行糾正后，無法被糾正的錯誤比特數(shù)與總傳送比特數(shù)進行比較，得到糾錯后誤碼率。數(shù)字電視維護數(shù)字電視維護常用術(shù)語定義22數(shù)字電視維護MER和BER之間的關(guān)系MER是對疊加在數(shù)字調(diào)制信號上失真的對數(shù)測量結(jié)果，受多種因素影響，包括載噪比、突發(fā)脈沖、失真及IQ偏移量對信號造成的損傷。在數(shù)字調(diào)制信號中，突發(fā)脈沖、失真、IQ偏移量對信號造成的損傷十分相似。如果系統(tǒng)的MER減小，信號受到的損傷就會變大，出現(xiàn)誤碼的概率增加。MER可為接收機對傳輸信號進行正確解碼的能力提供一個早期預(yù)警。當(dāng)信號質(zhì)量降低時，MER將會減小。隨著噪聲和干擾的增大，MER逐漸降低，而BER仍保持不變，只有當(dāng)干擾增加到一定程度，MER繼續(xù)下降，BER才開始惡化。數(shù)字電視維護MER和BER之間的關(guān)系23數(shù)字電視維護DS2100B場強儀功能簡介頻譜掃描數(shù)字電視功率測試MER功能及網(wǎng)絡(luò)故障排查數(shù)字電視維護DS2100B場強儀功能簡介24光傳輸基礎(chǔ)知識內(nèi)部培訓(xùn)資料光傳輸基礎(chǔ)知識內(nèi)部培訓(xùn)資料25光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展1966年7月，高錕就光纖傳輸?shù)那熬鞍l(fā)表了具有重大歷史意義的論文，論文分析了玻璃纖維損耗大的主要原因，大膽地預(yù)言，只要能設(shè)法降低玻璃纖維的雜質(zhì)，就有可能使光纖的損耗從每公里1000分貝降低到20分貝／公里光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展26光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展1970年，美國康寧玻璃公司的三名科研人員馬瑞爾、卡普隆、凱克成功地制成了傳輸損耗每千米只有20分貝的光纖。

1977年，世界上第一條光纖通信系統(tǒng)在美國芝加哥市投入商用，速率為45Mb／s。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展27光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展80年代以后逐漸改用長波長（1310納米），光纖逐漸采用單模光纖，到90年代初，通信容量擴大了50倍，達到2.5Gb／s。進入90年代以后，傳輸波長又從1310納米轉(zhuǎn)向更長的1550納米波長，并且開始使用光纖放大器、波分復(fù)用（WDM）技術(shù)等新技術(shù)。通信容量和中繼距離繼續(xù)成倍增長。廣泛地應(yīng)用于市內(nèi)電話中繼和長途通信干線，成為通信線路的骨干。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸發(fā)展28光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的結(jié)構(gòu)光纖的典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體由圖3-1-1所示，自內(nèi)向外為纖芯、包層及涂覆層。纖芯和包層合起來構(gòu)成裸光纖，光纖的光學(xué)及傳輸特性主要由它決定。涂覆層的作用是增強光纖的機械強度。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的結(jié)構(gòu)29光傳輸基礎(chǔ)知識光傳輸基礎(chǔ)知識30光傳輸基礎(chǔ)知識光傳輸基礎(chǔ)知識31光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的分類按傳輸模式分

按光在光纖中的傳輸模式可分為：單模光纖和多模光纖。多模光纖的纖芯直徑為50~62.5μm，包層外直徑125μm，單模光纖的纖芯直徑為8.3μm，包層外直徑125μm。光纖的工作波長有短波長0.85μm、長波長1.31μm和1.55μm。光纖損耗一般是隨波長加長而減小，0.85μm的損耗為2.5dB/km,1.31μm的損耗為0.35dB/km，1.55μm的損耗為0.20dB/km，

光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的分類32光傳輸基礎(chǔ)知識

光纖的分類按最佳傳輸頻率窗口分：常規(guī)型單模光纖和色散位移型單模光纖。

常規(guī)型：光纖生產(chǎn)長家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長的光上，如1300μm。色散位移型：光纖生產(chǎn)廠家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個波長的光上，如：1300μm和1550μm。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的分類33光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的分類按工作波長分

按光纖的工作波長分類，有短波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。常用光纖規(guī)格單模：

8/125μm，

9/125μm，

10/125μm多模：

50/125μm

歐洲標(biāo)準(zhǔn)

62.5/125μm

美國標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)，醫(yī)療和低速網(wǎng)絡(luò)：

100/140μm，

200/230μm塑料光纖：

98/1000μm

用于汽車控制。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的分類34光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢傳輸頻帶寬，通信容量大。中繼距離遠(yuǎn)。抗電磁干擾能力強，無串話。光纖細(xì)，光纜輕。資源豐富，節(jié)約有色金屬和能源。均衡容易。經(jīng)濟效益好。

抗腐蝕、不怕潮濕。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢35光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的衰減固有損耗包括散射損耗、吸收損耗和因光纖結(jié)構(gòu)不完善引起的損耗。附加損耗則包括微彎損耗、彎曲損耗和接續(xù)損耗。光傳輸基礎(chǔ)知識光纖的衰減36光傳輸基礎(chǔ)知識網(wǎng)絡(luò)中常用的光器件及測試儀器光發(fā)射機、光接收機（光站）光收發(fā)器光分路器光纖跳線、接頭（fc、sc、pc、apc）光功率計、OTDR光傳輸基礎(chǔ)知識網(wǎng)絡(luò)中常用的光器件及測試儀器37光傳輸基礎(chǔ)知識光功率計的使用波長選擇計量單位選擇其他功能光傳輸基礎(chǔ)知識光功率計的使用38光傳輸基礎(chǔ)知識相關(guān)設(shè)備對于光功率的要求光站：－3－+2dbmw回傳接收機：不低于－10dbmw光纖收發(fā)器：不低于－25dbmw光傳輸基礎(chǔ)知識相關(guān)設(shè)備對于光功率的要求39數(shù)字電視維護數(shù)字電視與模擬電視的差異1、電平測量方式不同1）傳輸電平的配置；2）削波問題。2、衡量傳輸系統(tǒng)的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)不同1）模擬：圖象載波電平、C/N、CM、IM、CSO、CTB、CLDI、HUM、DG、DP、回波值等2）數(shù)字電視：MER、BER、頻道平均功率電平等3、故障圖象主觀評價方式不同1）模擬：雪花干擾、滾道干擾、網(wǎng)紋干擾、竄臺、重影、彩色鬼影等2）數(shù)字電視：馬賽克、靜幀、黑屏等數(shù)字電視維護數(shù)字電視與模擬電視的差異40數(shù)字電視維護4、非線性失真產(chǎn)物及其影響不同1）模擬：CSO、CTB離散族狀分布，網(wǎng)紋、負(fù)像等；2）數(shù)字電視：白噪聲彌散分布，類似組合互調(diào)失真噪聲3）數(shù)字信號干擾模擬信號的特點：圖象分辨率、對比度下降，不透露，缺乏粒度，有壓抑感，似被灰塵堵塞了的紗窗，引起C/N劣化，但是CSO、CTB指標(biāo)不明顯降低4）數(shù)字信號干擾數(shù)字信號的特點：頻繁的馬賽克現(xiàn)象。數(shù)字電視維護4、非線性失真產(chǎn)物及其影響不同41數(shù)字電視維護數(shù)字電視儀器的基本功能①

大動態(tài)的MER指標(biāo)這是表征數(shù)字信號質(zhì)量最重要的指標(biāo)，對于網(wǎng)絡(luò)的不同部分，MER指標(biāo)有一些經(jīng)驗值：64QAM時在前端要求>38dB，分前端>36dB，光節(jié)點>34dB，用戶端>26dB。測試儀器的MER指標(biāo)也應(yīng)按相應(yīng)要求進行選擇。數(shù)字電視維護數(shù)字電視儀器的基本功能42數(shù)字電視維護數(shù)字電視儀器的基本功能②

準(zhǔn)確的平均功率測量平均功率反映了帶內(nèi)傳輸能量，過大或過小都會對傳輸質(zhì)量產(chǎn)生影響。③

可縮放的星座圖顯示星座圖是數(shù)字信號調(diào)制質(zhì)量最直觀的圖形顯示，在實際工作中，相當(dāng)于工程師日常使用的示波器。考察儀器的星座圖功能，不僅要看儀器有沒有這項功能，更重要的是要看其配置的星座圖功能是否可用。④

快速的頻譜分析功能由于信號在頻域上傳輸，帶內(nèi)和帶外的頻譜分布和干擾對信號質(zhì)量有直接影響，配置頻譜功能可以準(zhǔn)確觀察信號在頻域上的傳輸狀況并捕捉突發(fā)干擾、噪聲。數(shù)字電視維護數(shù)字電視儀器的基本功能43數(shù)字電視維護數(shù)字電視維護常用術(shù)語定義調(diào)制誤差率（MER：ModulationErrorRatio）的定義在模擬電視中我們常使用C/N來表征信號質(zhì)量，在數(shù)字電視中，MER是表征數(shù)字信號質(zhì)量的最重要指標(biāo)，它精確表明數(shù)字信號在調(diào)制和傳輸過程中所受到的損傷，也一定程度上說明該信號是否能被解調(diào)還原，以及解調(diào)還原后信號質(zhì)量狀況。數(shù)字電視維護數(shù)字電視維護常用術(shù)語定義44調(diào)制誤差率MER1、指平均矢量幅度與誤差矢量幅度的有效值的比值，結(jié)果用dB表示2、圖解說明：當(dāng)接收機接收信號時，在某一段時間里捕獲到N個符號（應(yīng)遠(yuǎn)大于星座點數(shù)M），得到N個矢量，記錄他們的實際位置，而該符號的理想位置是，從而可得到誤差矢量，即實際位置到理想位置的偏移。MER反映的是實際信號