通信相关知识(一) 传输网-光纤通信

传输网-光纤通信

光纤通信系统的组成

包括光发送机、光接收机、光纤

光纤通信的特点

● 通信容量大
● 中继距离长
● 保密性能好，抗干扰能力强
● 便于施工和维护

光纤通信波长

光波信号在光纤上传送的波长为850nm、1310nm、1550nm。
其中,850nm窗口只用于多模传输,1310nm和1550nm窗口用于单模传输。
G.652光纤是目前城域网使用最多的光纤,有两个应用窗口:1310nm和1550nm,前者通常用于短距离传输,后者通常用于长距离无中继环境。1550nm窗口损耗最低。
G.653光纤：这种光纤使零色散点移到1550nm附近，称为1550nm性能最佳光纤。与光纤的最小衰减窗口获得匹配，使超高速超长距离光纤传输成为可能。

光纤的基本结构

纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，包层的折射率n2比纤芯的折射率n1小，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。

纤芯尺寸

光纤的几何尺寸很小，外径一般为125um。内径：单模9pm；多模50um或62.5um

材料色散

光信号在光纤中传输时幅度会因损耗而减小,波形亦会发生愈来愈大的失真,从而限制了光纤的最高信息传输速率,这是由光纤的色散引起的。
在多模光纤中模式色散、材料色散和波导色散3种色散均存在。
对于多模光纤,模式色散占主导地位,其次是材料色散,波导色散比较小,可以忽略不计。
对于单模光纤而言，上述3种色散中只有材料色散和波导色散存在。
●模式色散:只发生在多模光纤,因为不同模式的光沿不同的路径传输。
●材料色散:不同波长的光行进速度不同。
●波导色散:发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时,会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中,通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。

DWDM(密集波分复用)

ITU-TG.692建议DWDM系统以193.1THz为绝对参考频率,不同波长的频率间隔应为100GHz的整数倍或50GHz的整数倍的波长间隔系列,频率范围为:192.1THz～196.1THz,即工作波长范围为1530nm～1561nm。
光波复用器，又称合波器，在CWDM和DWDM中应用在发送端

光监控信道

光监控信道是为DWDM的光传输系统的监控而设立的,ITU-T建议优选采用带外波长1510nm信号。光监控通路贯穿整个系统,所用的1510nm信号和业务用的光波在光纤内并行传输,但不共用光放大器(监测信号在EDFA之前下光路、在EDFA之后上光路),这样有利于监视系统运行和判断故障位置。

光纤的损耗类型

吸收损耗、散射损耗和其他损耗
光纤材料自身的损耗有吸收损耗和散射损耗

光纤的其他损耗

●连接损耗
连接损耗是由于进行光纤接续时端面不平整或光纤位置未对准等原因造成接头处出现损耗。其大小与连接使用的工具和操作者技能有密切关系。
●弯曲损耗
弯曲损耗是由于光纤中部分传导模在弯曲部位成为辐射模而形成的损耗。它与弯曲半径成指数关系，弯曲半径越大，弯曲损耗越小。
●微弯损耗
微弯损耗是由于成缆时产生不均匀的侧压力，导致纤芯与包层的界面出现局部凹凸引起。

SDH帧结构

关于SDH的相关介绍可以参见如下这篇文章：
https://blog.csdn.net/scanf_linux/article/details/116913221
SDH的帧结构是以字节为基础的矩形块状帧结构,它由9行270xN列个字节组成,帧结构中的字节传输是按照从左至右、从上而下的顺序进行的。传输一帧的时间为125μs,则STM-1的传输速率为155.520Mbit/s。
SDH具有灵活的复用映射结构。

STM-1的传送速率为：270(每帧270列)×9(共9行)x8bit(每个字节8bit)×8000(每秒8000帧)=155520kbit/s=155.520Mbit/s。
STM-N的传输速率为N×155.520Mbit/s
STM-1的传送速率为270×9×64=155.520Mbit/s
STM-1信息净负荷传送速率为：261x9x64=150.336Mbit/s。

ASON(自动交换光网线)

光传送网中引入了控制平面,以实现网络资源的实时按需分配,具有动态连接的功能，可以支持多种业务类型,能实现光通道的流量管理和控制,有利于及时提供各种新的增值业务。

光发射器中的光源(LD,LaserDiode)

用转换后的数字信号去调制发射机中的光源器件(LaserDiode，LD)，输出携带信息的光波。光波经光纤传输后到达接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。