光纤通信系统

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2前言

本实验指导书为《数字传输技术（A）》《光纤通信系统》《光纤通信测量技术》

《光同步传输技术》课程的实验用书，其有关内容也可以配合《数字传输技术

（A）》《光纤通信系统》《光纤通信测量技术》《光同步传输技术》等课程教材使

用。

本实验指导书用于光纤数字传输系统性能测试和光纤传输网络的设备与网

络管理操作几方面的必做实验，主要是光纤数字线路系统传输性能测试、SDH

设备认识和SDH网络管理系统及操作。其中光纤数字线路系统传输性能测试是

最基本的实验项目。

光纤数字线路系统包括光端机、光中继机和光纤线路等，其性能参数包括设

备和系统光接口参数和电接口传输性能，光接口参数主要是光设备光接口参数、

光通道（光纤线路）传输特性，电接口传输性能主要包括误码性能、定时性能和

可用性等，需要测试的项目较多，涉及多种测试仪表和测试方法。本指导书重点

介绍光纤线路接续和接续损耗的监测、光纤衰减测试实验、光接口参数测试和光

纤数字传输系统的传输性能测试实验。

选做实验的指导书另行编写。 3目录

实验一 光纤接续和监测 1

实验二 光纤衰减测试 3

实验三 光接口参数测试 5

实验四 电接口传输性能测试 10

实验五 SDH设备认识 17

实验六SDH网络管理系统及操作 19

4ABCDE

图1.2连接光纤的背向散射法 实验一 光纤的接续和监测

一． 试验目的

掌握光纤接续原理

掌握光纤接续损耗的测试原理

学习使用熔接机和了解光纤接续过程

二．试验原理

光纤接续的常用方法有热熔法和冷接法等，热熔法的主要步骤如下：连接光

纤端面的制备，端面的定位和对准，熔接。

光纤接续损耗As的定义为

trsppAlg10−= （dB）

式中 pt为发射光纤发出的光功率，W

pr为接收光纤接收的光功率，W

监测光纤接续损耗的方法有多种，如：光时域反射计(OTDR)监测和四功率法测

试等，目前都采用光时域反射计监测法，其测试系统原理土如图1.1所示。

测试时OTDR发出测试光脉冲，并测得连接光纤的背向色散曲线如图1.2所示，

计算机与通信1998年第2期网络光纤通信系统浅谈○时书丽

图光纤通信系统组成框图光导纤维(简称光纤)是当前信息时代电子学领域中迅速发展起来的新技术之一,它具有低损耗、中继距离长、频带宽、通信容量大、抗电磁干扰性、保密性强等优点。因此,在通信领域中显示出极强的生命力。光纤的主要成分是SiO2,生产光纤的原材料非常丰富,由光纤制成的光缆正在逐步取代目前的金属电缆。一、光纤通信的起源1966年,英籍华人高锟博士首次利用无线电波导通信的原理,提出了低损耗光纤的概念。当时最好的玻璃的损耗高达1000dB/km左右(既光波沿着光纤传输1km后,其光能只是原来的10-100)。高锟博士预见到,只要设法消除玻璃中的各种杂质,可以大大减少对光的吸收,完全可以生产出具有实用意义的低损耗的光纤。美国康宁公司经过大量的研究和试验,终于在1970年8月首次研制成功了损耗为20dB/km的石英光纤。这种光纤直径只有人的头发丝那么粗细,并且柔软可挠。同年,GaAlAs异质结半导体激光器实现了室温下的连续工作,为光纤通信提供了理想的光源。从此,光纤通信出现了突飞猛进的发展。光纤的传输损耗不断下降,带宽不断增加,光源和光检测器件的性能不断改善,寿命不断增长。在近十年中,各种类型的光纤通信系统以及光纤数字通信网如雨后春笋般地建立起来,显示出光纤通信的强大的竞争力。21世纪是信息爆炸的时代,光纤通信将成为社会不可缺少的高质量的信息传输通路。二、光纤通信系统的组成及功能光纤通信系统的组成如图1所示。光发射机的功能是把电端机来的电信号转换为光信号,光源组件自带尾纤,把它与光缆传输线的一端用活动连接器耦合,信息便可进入传输信道。光纤根据其传输模式的不同而分为多模光纤和单模光纤,现在长距离的传输一般多采用单模光纤。光缆是由多根光纤组成的传输线,它的功能是把光发射机的信号经远距离传输后,再耦合到光接收机中。光接收机的功能是把光缆传来的光信号经光检测器转换为电信号,再把这个微弱信号放大,恢复为主光发射机输入端的电信号。中继机的功能是补偿光的衰减,对失真的脉冲信号进行整形。当光信号在光纤中传输一定距离后,光能衰减,光脉冲展宽,从而使信息传输质量下降。为了克服这一特点,在大容量、远距离光纤通信系统中,每隔一定距离设置一个中继站,保证光纤高可靠性和高质量远距离传输。这种系统也叫光纤中继通信。三、光纤通信系统应用中要注意的问题光纤系统应用中主要解决两个问题:第一,根据需要确定选用单模光纤或多模光纤(现在大多采用单模光纤),再根据线路损耗,确定传输距离,进而确定是否需要中继站以及编者按:根据读者调查,《计算机与通信》月刊的读者主要是从事计算机专业技术的人员和从事通信技术工作的人员,根据读者要求,本着为通信工作者讲计算机技术、为计算机工作者讲通信知识的想法,本期约请时书丽同志写了这篇“光纤通信系统浅谈”,对于专门从事通信工作的读者来说,它可能比较浅,但我们希望这类文章能对计算机技术工作者了解通信技术有所帮助,以后我们还将刊登为通信工作人员讲解计算机知识的文章。希望广大读者能够就我们这个想法提出意见和建议。

- 1 - 光纤通信系统的组成

光纤通信系统是一种高速、高带宽、可靠性强的通信方式，由多个组件构成。下面将介绍光纤通信系统的主要组成部分：

1. 光纤传输介质： 光纤传输介质是光纤通信系统的核心，是传输光信号的媒介。光纤通信系统中，采用的是光纤传输，光纤传输的优点是传输距离远、传输速度快、带宽大、信号损耗小等优点。

2. 光发射器： 光发射器是将电信号转化为光信号的设备，它能将电信号通过调制方式转化成脉冲光信号，再通过光纤传输到接收端。

3. 光接收器： 光接收器是将光信号转化为电信号的设备，它可以将光信号转化为电信号，再通过解调方式转化为原始的电信号。

4. 光纤收发器： 光纤收发器是将光纤接收器和光发射器集成在一起的设备，将光信号转化为电信号，再通过光纤传输到接收端。

5. 光纤连接器： 光纤连接器是将光纤连接在一起的设备，它可以将不同的光纤连接起来，实现光纤通信系统的扩展和连接。

6. 光纤交换机： 光纤交换机是一种网络设备，它可以将光纤通信系统中不同的光信号进行转换、分发和管理，实现不同光纤之间的通信和交换。

以上是光纤通信系统的主要组成部分，其中光纤传输介质是光纤通信系统的核心，其他组件都是为了实现光信号的传输、转换和管理等功能而存在的。随着技术的不断发展，光纤通信系统将会变得更加智能化、高速化和可靠化。

光纤通信系统的组成和各部分的作用

光纤通信系统就像一座巨大的信息高速公路，它由多个关键部分构成，每个部分都扮演着至关重要的角色。我们得说说“光猫”（光纤调制解调器），这可是连接光纤和互联网的桥梁，就像是把光纤里的光信号转换成电信号，让我们的设备能够接收到。有了这个“光猫”，我们的手机、电脑、电视等设备才能顺畅地上网冲浪。

接下来是“路由器”，它就像是高速公路上的收费站，负责管理进出的信息流量，确保数据不会拥堵。有了它，我们的网络速度嗖嗖的，就像开了外挂一样。它还像个贴心的小秘书，帮我们筛选出最热门的网站，让我们的上网体验既高效又愉悦。

再来说说“交换机”，这可是光纤通信系统中的大脑，负责处理来自各个节点的数据包，就像是一个超级计算机在忙碌地工作。有了它，我们的网络才不会卡顿，数据传输才会像流水一样顺畅。它还像个细心的管家，时刻监控着整个网络的状态，一旦发现问题，就会及时提醒我们进行维护。

而说到“光纤”，这可是光纤通信系统的心脏。它是由许多细小的玻璃丝组成的，这些玻璃丝就像是一根根细长的电线，承载着大量的数据信息。有了它，我们的网速嗖嗖的，就像坐上了火箭一样快。它还像个永不疲倦的快递员，无论我们什么时候需要使用网络，它都能迅速响应，满足我们的需求。

我们也不能忘了那些默默付出的小伙伴，比如“电源线”、“插座”和“网线”。它们就像是光纤通信系统中的能源供应站，为我们的设备提供稳定的电力支持。有了它们，我们的网络才能稳定运行，我们才能安心地享受网络带来的便利。

光纤通信系统就像一个精密的机械装置，由多个关键部件组成。每一个部件都各司其职，共同协作，确保我们的网络畅通无阻，让我们的生活更加便捷。在这个信息爆炸的时代，光纤通信系统就像是我们生活中的一道亮丽的风景线，让我们的生活更加美好。