光缆第一章课件

随着科学技术发展,世界正走向信息时代，人们需要更宽带、更高速的大容量通信方式，并要求这种通信方式的传输成本不断降低。光纤通信则是实现这一目标的最理想手段，成为构筑信息化时代信息传输网的主要通信方式。光缆是通信网络的主流传输媒介，这是由光纤本身的良好特性所决定的。光纤通信是以激光为信息载体，以光纤为传输介质的通信方式。光纤通信技术是近30多年迅猛发展起来的高新技术；它的诞生和发展，给世界通信技术带来了划时代的革命。1966年美籍华裔科学家高锟提出光纤通信概念。1970年美国CORNING公司首次研制出阶跃折射率多模光纤，波长630nm处的衰减系数小于20dB/km。同年，贝尔实验室研制出室温下连续工作的激光器。光纤通信系统——光纤发展简史1976年发现光纤的衰减在两个长波长区有：1310nm及1550nm两个窗口。美国西屋电器公司在亚特兰大进行了世界上第一个44.736Mbit/s传输110km的光纤通信系统现场试验。1980年制出低衰减光纤，在1550nm的衰减系数为0.20dB/km接近理论值。与此同时，开发出适用于长波长地光源：激光器、发光管、光检测器。成缆、无源器件、测试仪表等技术日趋成熟。光纤通信系统——光纤发展简史1981年以后，世界各发达国家将光通信技术大规模推入商用。历经近20年，光纤通信速率由1978年地45Mbit/s提高到目前地40Gbit/s。我国自70年代初就已开始了光通信技术研究，1977年，武汉邮科院研制出中国第一根多模光纤，其在850nm地衰减系数为300dB/km。1979年建立了用多模短波长光纤进行的8Mbt/s、5.7km室内通信系统。光纤通信系统——光纤发展简史1987年底，建成第一个国产长途光通信系统，由武汉－荆州，全长约250km，传输34Mbit/s。1988年起，国内光纤通信系统的应用由多模光纤转为单模光纤。1991年，完成了第一条全国产化140Mbit/s合肥－芜湖长途直埋单模光纤光缆线路，全长150km。1993年建立全国产化上海至无锡的大容量565Mbit/s高速系统。1997年以后，部分厂家研制出622Mbit/s、2.5Gbit/s及其波分复用系统。光纤通信系统——光纤发展简史我国光纤光缆生产企业：制棒拉丝成缆：长飞、富通买棒拉丝：上海朗讯、南京华新藤仓、深圳特发、成都中住、西古、富通昭和。光缆生产企业：接近200家。光纤通信系统——光纤发展简史、光纤通信：光波为载波，光导纤维为传输介质的通信方式2、光纤通信——优点：传输频带极宽，通信容量很大传输衰减小，距离远信号串扰小，传输质量高抗电磁干扰，保密性好光纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设耐化学腐蚀，适用于特殊环境原材料资源丰富,节约有色金属光纤通信系统——概念、特点、光纤通信——缺点：光纤弯曲半径不宜过小光纤的切断和连接操作技术要求较高分路、耦合操作繁琐光纤通信系统——概念、特点通信传输网常用的物理媒体——光纤、微波、电缆以光纤为通信载体，可提供高速往外通道的光纤传输网已成为目前通信传输网的主要部分。一个基本的光纤通信系统由三大部分构成：光发射设备、光纤光缆、光接收设备。光纤通信系统——构成输出电信号调制光源光电检测放大恢复输入电信号光发射机光纤光缆光接收机光信号的传输过程：光纤只能传输光信号，不能传输电信号，通信系统在发送端必须先把电信号变成光信号，在接收端再把光信号变为电信号，即电/光和光/电变换。光纤通信系统——构成光纤信号传输实现过程如下：输入的电信号即可以是模拟信号，也可以是数字信号；调制器将输入的电信号转换成适合驱动光源器件的电流信号并用来驱动光源器件，对光源器件进行直接强度调制，完成电/光变换的功能；光源输出的光信号直接耦合到传输光纤中，经一定长度的光纤传输后送达接收端；在接收端，光电检测器对输入的光信号进行直接检波，将光信号转换成相应的电信号，再经过放大恢复等电处理过程，弥补线路传输过程中带来的信号损伤，最后输出和原始输入信号相一致的电信号，从而完成整个传输过程。光纤通信系统——构成光缆工程的现状中国在通信网络建设中应用光纤是从第六个五年计划期间开始，中国信息产业高速发展，光纤市场平均年增长率高达20％～30％。目前，我国已经建设成覆盖全国的光缆传输网络，公共电信光缆网络总长度超过430万公里，光纤总长度超过8000万公里。已经具有年生产通信光缆4000万芯公里，光纤4000万公里，年产近2000万公里光纤预制棒的生产能力。光纤通信系统——现状与发展光缆工程的现状国内各大运营商纷纷在规划建设全新的全国骨干光传输网络。中国电信建设以环状网为主体的全国高速大容量骨干网；中国铁通全面启动全国网一期工程；中国联通建设国家级高速骨干网；中国移动建设国家干线网和省内二级干线网；中国网通策划其骨干网络的扩展和提速。光纤通信系统——现状与发展光缆工程的现状各大运营商的一级干线光缆线路主要施工方式是直埋和简易塑料管道，省内二级干线是直埋、管道与架空几种形式的结合，沿高速公路铺设塑料管道光缆现己开始采用气送光缆的敷设方法。在本地网的光缆线路中，城市光缆线路的主要施工方法是管道，在农村及少数县城仍以架空或直埋方式为主。光纤通信系统——现状与发展光缆线路工程的特点：光缆作为一种主要的传输介质，其性能、铺设方法与全塑电缆、同轴电缆、双绞线等不同，光缆线路工程有其自己的特点。（1）光缆线路的中继距离长，所需中继器数量比电缆线路少得多，在本地网布线及综合布线（GCS）中一般无需设中继器。光纤通信系统——现状与发展光缆线路工程的特点：（2）光缆线路一般无需进行充气维护，因为绝大部分光缆均为充油光缆，即缆芯中均充满了石油膏。当然石油膏的填入给光纤光缆的接续带来了一些不便，这是它的缺点。（3）光缆接头装置及剩余光缆的放置必须按规定方法进行，以保证光纤应有的曲率半径，尽可能地减少光信号衰减。（4）在水泥管孔中布放多条光缆时均需加塑料子管保护。这主要是为了减少磨擦力对光缆护层的损伤，同时能防止光缆被扭绞而使光纤受到损伤。光纤通信系统——现状与发展光缆线路工程的特点：（5）光纤的接续方法与接续设备均比电缆线路复杂，技术含量更高。（6）光缆线路架空铺设时要采取比电缆线路更为严格的保护措施。（7）光缆线路工程的概预算与电缆线路工程的概预算有所不同，某些项目应套用其相应的定额子目。光纤通信系统——现状与发展光纤的发展趋势在光纤通信系统为宽带网络提供更高速率、更高可靠性的传输链路的同时，光纤通信的容量也在不断扩大。商用时分复用、波分复用技术不断发展，已成为网络升级、增加容量的最佳选择方案。DWDM试验系统容量每隔几个月就被刷新一次。为了适应光纤通信的这种发展，近年来光纤技术也有了长足的进步。光纤通信系统——现状与发展光纤的发展趋势以下是未来市场对光纤需求的一些分析，从中看出光纤的使用情况和发展趋势：1.G.652.A和G.652.B仍占最大比例，我国西部在建的长途干线工程、大部分城市的城域网建设、接入网的绝大部分都可继续采用G．652.A和G．652．B类光纤，估计此类光纤占总光纤用量在数年之内都会维持在68％左右。2.G.652.C和G.655光纤可用于建大城市的城域网的骨干光缆光纤通信系统——现状与发展光纤的发展趋势3.国际上数据通信局域网（LAN）大量用到多模光纤，它正逐步取代铜缆。我国随着接入网向用户侧的推进，接入网的引入光缆和室内软光缆要用到多模光纤。现在数据通信局域网采用了CWDM（粗波分复用技术，一般4～16信道），为网络升级提供了确定的技术路线。4.塑料光纤也是一种多模光纤，可用于FTTD，即光纤到办公桌。光纤通信系统——现状与发展光纤通信的发展趋势系统高速化、网络化光纤的长波长化光纤纤芯的高密化器件的集成化光纤通信系统——现状与发展光纤通信系统——我国网络结构6900km用户本地节点长途节点50km150km6500km接入网中继网长途网长途节点用户本地节点150km50km中继网接入网通信网传输系统模型核心网(骨干网):包括长途网与本地中继网为巨大业务量的高质量、可靠和低成本传输提供保证接入网：除长途网与本地中继网以外的网络为广大用户提供各业务和灵活的服务光纤通信系统——我国网络结构某运营商全国省际干线网络架构规划示意光纤通信系统——我国网络结构某运营商省际干线网络结构总体示意光纤通信系统——我国网络结构某运营商省内干线网络结构方案（WDM）光纤通信系统——我国网络结构某运营商省内干线网络结构方案（SDH）光纤通信系统——我国网络结构某运营商本地传送网结构示意图光纤通信系统——我国网络结构