光通信部分施工图-光通信设备连接示意图

21
局间通信 再生段距离>40km以上 短距离局间通信 再生段距离15km左右 局内通信 传输距离为几百米，最多不超过2km
22
23
光接口参数的规范和测量
CTX 发 送 S 插头 R 插头 光缆设施 CRX 接 收
光接口参数可以划分为三大类 参考点S的发送机光参数、 参考点R的接收机光参数 S-R点之间的光通道参数。所有参数值均为最坏 值。
16
17
光接收机的主要性能指标
1、接收灵敏度Pr 数字光接收机灵敏度的定义为：在保证 给定的误码率BER（如10-9）的条件下，最 小接收信号光功率Pr 影响接收灵敏度的主要因素是接收机的 各种噪声。
18
2.动态范围Dmax 光在传输过程中会发生一些损耗，不同 的接收机收到的光功率不同。 在保证给定的误码率BER（如10-9) 的条 件下，最大允许的接收光功率和最小可接 收光功率之差，其单位为dBm
第四章 光发射机及光接收机
光通信系统的基本组成结构框图
光光 光光光 光光
光光光 光光光
光光光 光光光
光光光 光
光光光
光光光 光光
光光光 光光光
1
二、光发射机的基本组成
温度控制
S CP
整型或Байду номын сангаас码型变换
光源驱动
发光管
P0
功控与 保护
光检测 放大
比较放大
2
2.1 光源驱动电路
功能要求： 1、足够的驱动电流 2、足够的响应速度。
11
2、消光比EXT 消光比： EX＝l0log (A/B) A是对应逻辑“1”的平均光功率电平,B是对应逻 辑“0”的平均光功率电平 EXmin一般在10dB左右 一、反映了光发射机的调制状态，及光发射机 的电／光转换效率； 二、影响接收机的接收灵敏度

光纤通信系统模型光纤通信是以光纤作为传输媒质，以光作为信息载体的一种通信形式。

因此发送端首先将所要传送的声音或图像转换成电信号，而后利用这个电信号来改变光的某个参数如光强或频率等，再利用光纤将调制后的光信号传送至远处的接收端，接收端则用光电—极管(PIN) 或雪崩光电一极管(APD)等光检测器将光信号恢复为电信号，再经解调放大后恢复出原始信号。

在光纤通信系统中所要考虑的冈素很多，如调制方式、发光元件、光纤、光检测器件、放大再生等，还需考虑所要传送的信号、传送系统编码格式、传输距离、中继设备以及系统的可靠度等因素。

光纤通信系统基本组成如图1-4所示。

光纤通信系统主要由光发射机、光纤、中继器、光纤连接器、光接收机等部分组成。

电信号光信身光信号电信号株出氏琳出图1-4单构传输的充纤通棺系统基本组成(1)光发射机光发射机的功能是把输入的电信号转换为光信号，并用耦合技术把光信号最大限度地注入光纤线路。

光发射机由光源、驱动器和调制器组成，光源是光发射机的核心。

光发射机的性能主要取决于光源的特性，对光源的要求是：输出光功率足够大，调制频率足够高，谱线宽度和光束发散角尽可能小，输出功率和波长稳定，器件寿命长。

目前广泛使用的光源有半导体发光二极管(LED)、半导体激光二极管(LD)和动态单纵模分布反馈(DFB)激光器。

也有使用固体激光器作为光源。

光发射机把电信号转换为光信号的过程称为调制。

调制方式主要有直接调制和间接调制两种，如图1-5所示。

所谓直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二极管的驱动电流，使输出光随电信号变化而实现的。

这种方案技术简单、成本较低且易于实现，但调制速率受激光器的频率特性所限制。

间接调制，亦称外调制，它是把激光的产生和调制相互分开，用独立的调制器调制激光器的输出光实现的。

目前有多种调制器可供选择，最常用的是电光调制器。

电光调制器利用电信号改变电光晶体的折射率，使通过调制器的光参数随电信号变化而实现的调制过程。

导带
禁带 价带
导带 禁带 价带
直接能隙材料（左）和间接能隙材料（右）
材料与结构--材料
1.材料: 同质结: PN结的两边都是同种材料，具有相同的禁带宽度 异质结: PN结的两边都是异种材料 双异质结:
宽带隙的Ｐ型半导体和Ｎ型半导体（比如ＧaAlAs）中间，插入一 个薄层的窄带隙的有源区材料（比如GaAs）
5
LD(+)
12
Thermistor
6
NC
7
PD(-)
13
NC
14
TEC(-)
+
-
7654321
+
+
电感
89
-
TEC
R Rf
Case
10 11 12 13 14
-
3．基本特性
1）发光特性
(1)发光曲线和阈值特性 (2)光谱特性 (3) 温度特性 (4) 光斑、发散角和耦合效率 (5)噪声特性
2）电特性
LED(light emitting diode)
LED(light emitting diode)
4.1.3.发光二极管
1．基本原理 2. 结构和分类 3. 基本特性
(1)发光特性 (2)电特性
1．基本原理
➢ 没有光学谐振腔 ➢ 不论注入电流有多大，受激辐射都不能占优 ➢ 自发辐射过程, 阈值无限大 ➢ 发射出普通的非相干光。
冲会出现一个衰减的振荡，称为张弛振荡。它是激光 器内部的固有特性，频率一般为几百兆赫兹。 ➢ 自脉动现象
当滤光器的注入电流达到一定值时，会出现一种 连续的振荡，称之为自脉动现象。它源于激光器内部 的非线性增益。
4.1.3.发光二极管 LED(light emitting diode)

色散平坦光纤
制作难度大，且光纤衰减大，所以不实用。
色散补偿光纤
色散问题严重阻碍1310nm单模光纤到1550nm 得升级扩容，所以研制了这种光纤。
在升级系统中加入很短得一段负色散光纤，即可抵 消几十公里常规光纤在1550nm处得正色散。
光缆结构图
光路无源器件
光纤连接器
又称光纤活动连接器（活动接头），用于设备与光纤、 光纤与光纤、光纤与其他无源器件的连接。
光纤的类型（一）
按照折射率分布不同来分：
均匀光纤： n1及n2都为常数，且n1>n2
非均匀光纤： n1随半径增加而减小。
n
n1
n2
0
r
n
n1
n2
0
r
光纤的类型（二）
按照传输的总模数来分：
单模光纤 (SM Single mode fiber) 纤芯直径很小，约4-10微米 理论上只传输一种模式,避免了模式色散，传输频带宽，
光纤类型和损耗谱
1.0 0.8
损耗 (各ห้องสมุดไป่ตู้光纤)
G.652 SMF
EDFA 带宽
20
G.653
DSF
10
0.4
0
NZDF+
0.2
G.655+ NZDF-
-10
G.655-
0.1
-20
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 波长 (mm)
标准单模光纤（G.652光纤）
SiO2+GeO2
SiO2+GeO2
反射定律：
1=1`
n2
折射定律：
n 1 sin 1 =n 2 sin 2
(折射率 n= c/V )

（三）电源设备安装
错误的交流电源引入方式
● 电力线引入严 禁采用架空方式进 入机房。应采用地 埋方式引入机房。
（三）电源设备安装
错误的交流电源引入方式
● 电力电缆应由专用电 缆进线孔进入机房，不准 许占用馈线窗的馈线孔。
（三）电源设备安装
• 电源设备采用三级防雷方式（示意图）
交流输入
交流屏
防雷器 （浪涌抑制器） 100KA
● 软馈线布放整齐、弯 曲半径应大于120mm。
● 下线合理，标识清晰。
（五）基站传输设备安装
● 综合柜可与电源设备排成 一列，也可以单独摆放。
● 条件允许的情况下，背面 与墙的距离应大于50公分。
基站传输设备安装
● 基站传输设备和光缆配线箱及数 字配线单元安装于综合柜内。
● 柜内各种设备位置合理、安装 牢固符合设计要求。
（七）各种保护接地
● 接地引线电缆的规格应符合设计要求。 ● 室内接地排与室外接地排的引线电缆应从接地网的
两个位置引出，两个引线位置间距不宜小于5米。
接室内地线排 A点
室外地线排
接室外地线排
● 室内外地排引线电缆尽 量避免同一路由平行敷设。
防雷接地网 B点
● A点与B点两点引线位 置间距不宜小于5米。
3、走线架安装应整体不晃动，牢固可靠，可 以采用顶棚吊挂、侧旁支撑及终端与墙加固 等多种加固方式。
基站走线架的安装
• 吊挂安装应垂直、整齐与棚顶连接牢固；
• 吊挂下方与走线架直接连接； • 吊挂方向必须一致。
活动房的走线架安装
● 室内有吊棚的，采 用靠墙三角支撑安装走 线架的方式。
● 走线架安装应整体 不晃动，牢固可靠，可 以采用顶棚吊挂、侧旁 支撑及终端与墙加固等 多种加固方式。

31
3-1-2 散射损耗
光线通过均匀透明介质时，从侧面是难 以看到光线的，如果介质不均匀，如空 气中漂浮的大量灰尘，我们便可以从侧 面清晰地看到光束的轨迹。这是由于介 质中的不均匀性使光线四面八方散开的 结果，这种现象称之为散射。散射损耗 是以光能的形式把能量辐射出光纤之外 的一种损耗。散射损耗可分为线性散射 损耗和非线性散射损耗。
红外吸收损耗对于波长大于2微米的光 波表现得特别强烈，形成红外吸收带。
29
杂质吸收损耗
杂质吸收损耗可以随杂质浓度的降低 而减小，直至清除。因此得到一个很宽 的低损耗波长窗口，有利于波分复用 （WDM）。
30
原子缺陷吸收损耗
原子缺陷吸收损耗可以通过选用合适的 制造工艺，不同的掺杂材料及含量使之 减小到可以忽略不记的程度。
2
1-1 光纤通信的发展与现状
1-1-1 早期的光通信 几千年前，中国就有火光通信：烽火
台，它是世界上最早的光通信，因为它 具有光通信的基本要素：光源、接受器、 信息加在光波上和光通道。
1880年，贝尔发明了光电话，它是现 代光通信的开端，但由于找不到实用的 传输手段而夭折。
3
1-1-2 光纤通信
3、弯曲特性 弯曲特性主要取决于纤芯与包层的相对折
射率差△ 以及光缆的材料和结构。实用光纤的 最小弯曲半径一般为50~70毫米，光缆的最小 弯曲半径一般为500~700毫米，等于或大于光 纤最小弯曲半径的10倍。在以上条件下，光辐 射引起的光纤附加损耗可以忽略，若小于最小 弯曲半径，附加损耗则急剧增加。
1950年曾出现过导光用的玻璃纤维， 但损耗高达1000db/Km，这天文数字的 损耗量，使有人认为光纤传输无实际意 义。
1960年，英籍华人高锟指出：如能将 光纤中过渡金属离子减少到最低限度， 有可能使光纤的损耗减少到1 db/Km，信 息容量可能超过100MHz。