通信线路.ppt
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1、 心脑血管疾病 心脑血管疾病 所谓心脑血管疾病就是心脏血管和脑血管的疾病统称,泛指 由于高脂血症、血液黏稠、动脉粥样硬化、高血压等所导致 的心脏、大脑及全身组织发生缺血性或出血性疾病。是一种 严重威胁人类,特别是50岁以上中老年人健康的常见病,即 使应用目前最先进、完善的治疗手段,仍可有50%以上的脑 血管意外幸存者生活不能完全自理,全世界每年死于心脑血 管疾病的人数高达1500万人,居各种死因首位。 通信线路 授课人:李俊峰 通信线路简介 通信线路是构成通信网的重要组成部分,是光电信 号的传输媒介,为各种信息提供安全畅通、稳定可 靠的通路。 通信线路的好坏直接影响通信系统的传输性能,通 信线
2、路包括光缆线路和电缆线路。 一、光纤的结构与分类 光纤: 光纤是光导纤维的简写,是一种由石英玻璃(SiO2)制成或塑 料制成的纤维,可作为光传导工具。 光纤通信: 是以光波作为载波、以光纤作为传输介质的通信方式。 一、光纤的结构与分类 光纤 通信 优点 信号串扰小、保密性能好 通信容量大、传输距离远 抗干扰、传输质量佳 无辐射,难于窃听 光纤尺寸小,重量轻,便于 敷设和运输 材料来源丰富,环境 保护好 光缆适应性强,寿命长 一、光纤的结构与分类 光纤的低损耗窗口: 光纤的工作波长分为短波长和长波长,短波长光纤的波长为 0.8m0.9m;长波长光纤波长为1.0m1.8m。 短波长850nm 长波
3、长 1310nm、1550nm 一、光纤的结构与分类 光纤的结构: 纤芯:位于光纤中心部位,其作用是传输光波。纤芯 的直径一般为几m至几十m。 包层:的直径一般为125m。光纤的最外层为涂覆层 ,包括一次涂覆层和二次涂覆层(也称为套塑)。 一、光纤的结构与分类 光纤的结构: 涂覆层:的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤 ,同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性,起着 延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤外径约为 1.5mm。 一、光纤的结构与分类 光纤的结构: 一、光纤的结构与分类 光纤的结构: 仅由纤芯和包层构成的光纤称为裸光纤,简 称裸纤。在裸光纤外面进行二次涂覆后形成 的光纤称为光纤芯线,简
4、称光纤。实际应用 中的光纤即为带涂覆层的光纤。 一、光纤的结构与分类 一、光纤的结构与分类 光纤的分类:按折射率分 阶跃型光纤:又称突变型光纤。纤芯和包层折射率都 是均匀分布,折射率在纤芯和包层的界面上发生突 变。其成本低,适用于短途低速通讯。 一、光纤的结构与分类 光纤的分类:按折射率分 渐变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐 变小,可使高模光按正弦形式传播,提高光纤带宽 ,增加传输距离,但成本较高。 一、光纤的结构与分类 光纤的分类:按传输模式分 多模光纤: 就是可以传输多个模式的光纤。多模光纤的折射率 分布可采用阶跃型,也可采用渐变型,前者称为阶 跃型多模光纤,后者称为渐变型多模
5、光纤。 一、光纤的结构与分类 多模光纤特点: 多模光纤的纤芯直径一般为50m,包层直径为 125m。多模光纤由于纤芯直径较大,传输模式较 多,故这种光纤的带宽较窄,传输特性较差,传输 容量也较小。 一、光纤的结构与分类 光纤的分类:按传输模式分 单模光纤: 就是只能传输一种模式的光纤。单模光纤的折射率 一般呈阶跃型分布,纤芯直径一般为810m,包 层直径为125m。 一、光纤的结构与分类 单模光纤特点: 单模光纤只能传输基模,不存在模式色散,具有比 多模光纤大得多的带宽,故单模光纤特别适用于大 容量、长距离传输。 一、光纤的结构与分类 光纤的分类:按工作波长分 短波长光纤: 短波长光纤的工作波
6、长在0.80.9m范围内,具体 工作窗口为0.85m,主要用于短距离、小容量的光 纤通信系统中。 一、光纤的结构与分类 光纤的分类:按工作波长分 长波长光纤 长波长光纤的工作波长在1.11.8m范围内,具有 1.31m和1.55m两个工作窗口,主要用于中长距 离、大容量的光纤通信系统中。 一、光纤的结构与分类 G.652光纤 按ITU-T 建议划分 G.655光纤 G.654光纤 G.653光纤 一、光纤的结构与分类 G.652光纤-非色散位移单模光纤 在1310nm波长处具有零色散,在1550nm波长处具有最低 损耗,但有较大色散,大约为18 ps/kmnm。 工作波长既可选用1310nm
7、,又可选用1550nm 。 这种光纤是目前使用最为广泛的光纤,我国已敷设的光纤绝 大多数是这类光纤。 1983年投入商用。 一、光纤的结构与分类 G.653光纤-色散位移单模光纤(DSF) 将零色散点从1310nm位移到1550nm,实现 1550nm处最低损耗和零色散波长相一致。 这种光纤非常适合于长距离、单信道、高速光纤通 信系统。 一、光纤的结构与分类 G.654光纤-1550nm性能最佳单模光纤 该光纤在1550nm波长处具有极小的损耗 ( 0.18dB/km)。 与G.653光纤比较,这种光纤的优点是在1550nm 工作波长处损耗极小,其弯曲性能好。 这种光纤主要应用在传输距离很长,
8、且不能插入有 源器件的无中继海底光纤通信系统中。 一、光纤的结构与分类 G.655光纤-非零色散位移光纤(NDSF) 为新一代光放大密集波分复用系统设计和制造的新 型光纤。在波长15301565nm范围内对应的色散 值为0.16.0 ps/kmnm。 用于高速率 ( 10Gb/s以上)、大容量、密集波分复 用的长距离光纤通信系统中。 1993年投入商用。 二、光缆的结构与分类 光纤制成光缆的原因: 为了使光纤能在各种敷设条件和各种环境中 使用,必须把光纤与其它元件组合起来构成 光缆,使其具有优良的传输性能以及抗拉、 抗冲击、抗弯、抗扭曲等机械性能。 二、光缆的结构与分类 光缆的结构 护层 缆芯
9、 加强原件 二、光缆的结构与分类 纤芯: 在光缆结构中,缆芯是主体。 为了使光缆具有可靠的防潮性能,防止潮气 在缆芯中扩散,缆芯内需填充油膏。 二、光缆的结构与分类 光缆填充油膏: 是将若干有机或无机胶凝剂(脂肪酸盐、有 机膨润土、气相二氧化硅、石蜡烃和高分子 共聚物等物质)分散到基础油中,从而形成一 种粘稠性的凝胶状物质。另外为改善其使用 性能,还要加入抗氧剂和、防腐剂、粘度调节 剂、除氢剂等。 二、光缆的结构与分类 护层: 光缆的护层主要是对己成缆的光纤芯线起保 护作用,避免受外界机械力和环境损坏,使 光纤能适应于各种敷设场合,因此要求护层 具有耐压力、防潮、温度特性好、重量轻、 耐化学浸
10、蚀和阻燃等特点。 二、光缆的结构与分类 内护层: 一般采用聚乙烯(PE)、铝箔-聚乙烯粘接护层( PAP)或双面涂塑皱纹钢带(PSP)等。 外护层: 是在光缆内护层外,根据光缆不同的用途采用不同 材料构成的护层。 二、光缆的结构与分类 外护层: (1)铠装层用于提高光缆的抗拉和抗压性能,采用 的材料主要是钢带或钢丝。 (2)外被层用于保护铠装层不受外界环境影响以延 长铠装光缆的使用寿命,外被层的主要材料是PE或 尼龙等。 二、光缆的结构与分类 加强元件: 主要是承受敷设安装时所加的外力。 加强元件一般有金属钢线和非金属玻璃纤维增强塑 料(FRP)。 光缆加强元件的配置方式一般分为“中心加强元件
11、 ”方式和“外周加强元件”方式。 二、光缆的结构与分类 由带状光纤单元组成 将光纤放入螺旋形塑 料骨架凹槽内而构成 将数根一次涂 覆光纤或光纤 束放入一个大 塑料套管中 将经过套塑的 光纤绕在加强 芯周围绞合而 成的一种结构 典型光缆 结构 中心束 管式 层绞式 骨架式 带状式 二、光缆的结构与分类 骨架式: 二、光缆的结构与分类 带状式: 二、光缆的结构与分类 中心管束式: 二、光缆的结构与分类 层绞式: 二、光缆的结构与分类 光缆的分类: ABCD 传输模式多模光缆单模光缆 护层材质 聚乙烯护层 普通光缆 聚氯乙烯护层 阻燃光缆 尼龙防蚁防鼠 光缆 缆芯结构层绞式光缆骨架式光缆 中心束管式
12、 光缆 带状式光缆 敷设方式管道光缆直埋光缆架空光缆水底光缆 二、光缆的结构与分类 光缆的型号: 根据ITU-T的有关建议,目前光缆的型号是由光缆的 型式代号和光纤的规格代号两部分构成,中间用一 短横线分开。 光缆的型式代号光纤的规格代号 二、光缆的结构与分类 光缆的型号: 分类 加强构件 派生特征 护层 外护层 光缆的 型式代号 二、光缆的结构与分类 光缆的型号: 二、光缆的结构与分类 (1)分类的代号及其意义: GY:通信用室(野)外光缆 GM:通信用移动式光缆 GJ :通信用室(局)内光缆 GS:通信用设备内光缆 GH:通信用海底光缆 GT:通信用特殊光缆 GW:通信用无金属光缆 二、光
13、缆的结构与分类 (2)加强构件的代号及其意义: 无符号:金属加强构件 F:非金属加强构件 二、光缆的结构与分类 (3)派生特征的代号及其意义: 光缆结构特征应能表示出缆芯的主要类型和光缆的 派生结构。当光缆型式有几个结构特征需要注明时 ,可用组合代号表示。 二、光缆的结构与分类 (3)派生特征的代号及其意义 D:光纤带结构 无符号(或S):光纤松套被覆结构 无符号:层绞式结构 G:骨架槽结构 X:中心束管结构 T:油膏填充式结构 C:自承式结构 Z:阻燃结构 二、光缆的结构与分类 (4)护套的代号及其意义 Y:聚乙烯护套 V:聚氯乙烯护套 U:聚氨脂护套 A:铝一聚乙烯粘结护套(简称A护套)
14、S:钢一聚乙烯粘结护套(简称S护套) W:夹带平行钢丝的钢一聚乙烯粘结护套(简称W护套) 二、光缆的结构与分类 (5)外护层的代号及其意义 外护层是指铠装层及铠装层外边的外被层。 代号铠装层(方式)代号外被层(材料) 11纤维层 2双钢带2聚氯乙烯套 3细圆钢丝3聚乙烯套 4粗圆钢丝4聚乙烯套加覆尼龙套 5单钢带皱纹纵包5聚乙烯保护管 二、光缆的结构与分类 GY:通信用室(野)外光缆 金属加强构件无符号: 无符号(或S): 光纤松套被覆结构 T:油膏填充式结构 A:铝一聚乙烯粘结护套 5: 3: 单钢带皱纹纵包 聚乙烯套 二、光缆的结构与分类 光纤的规格代号: 为了描述光缆中光纤的数量、结构特
15、性,需用光纤 的规格代号。 光光纤纤的的类类别别 光光纤纤的的数数目目 二、光缆的结构与分类 (1)光纤数目用光缆中同类别光纤的实际有效数目 的数字表示。 (2)光纤类别采用光纤产品的分类代号表示,用大 写字母A表示多模光纤,大写字母B表示单模光纤。 二、光缆的结构与分类 G.652光纤-常规单模光纤B1.1 G.653光纤-色散位移单模光纤(B2) G.654光纤-1550 nm 性能最佳单模光纤( B1.2) G.655光纤-非零色散位移单模光纤(B4) 二、光缆的结构与分类 例:GYTZA53-24B1 光缆为层绞式通信用室外、阻燃光缆,该光缆采用 松套管结构、金属加强构件,铝-聚乙烯粘
16、接内护套 ,单皱纹钢带铠装,聚乙烯外护套,光缆内部填充 油膏,内有24根常规单模光纤。 二、光缆的结构与分类 光缆的色谱: 光纤 序号 123456789101112 颜色蓝桔绿棕灰白红黑黄紫粉红 青蓝 二、光缆的结构与分类 光缆端别识别: 光缆与电缆一样,也分A端与B端。一般要求按端别 次序敷设,因此应掌握光缆端别的识别。光缆的端 别由于缆芯结构不同,各生产产家的产品不完全一 致。 二、光缆的结构与分类 光缆端别识别: 对中心束管式光缆,因其缆芯只有一根松套管,无 端别标识的必要;对层绞式光缆的缆芯,有多根绞 合单元,为便于光缆接续时一一对应不错纤,要求 对光缆端别进行识别。 二、光缆的结构
17、与分类 光缆端别识别: (1)领示松套管(或填充线),以红头绿尾(或蓝 头黄尾)的顺序,顺时针为A端;逆时针为B端。 (2)采用全色谱光纤松套管时,面对光缆截面,以 蓝、橙、绿、棕、灰的顺序,顺时针为A端;逆 时针为B端。 二、光缆的结构与分类 光缆端别识别: A端 B端 二、光缆的结构与分类 光缆端别识别: B端A端 二、光缆的结构与分类 光缆纤序识别: (1)松套管识别 采用全色谱时,松套管色谱顺序为蓝、橙、绿、棕 、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、青蓝。此时蓝 管为第1束管,橙管为第2束管、绿管为第3束管, ,青绿为第12束管。 当光缆内的松套管不足12时,松套管的色谱从1号 起依次截取。
18、 二、光缆的结构与分类 光缆纤序识别: (2)光纤纤序识别 光纤松套管(或光纤单元)的排列顺序确定之后, 即可确定光缆内光纤的纤序。 通常对某一光缆而言,缆内每一松套管(或光纤单 元)内的光纤数和光纤色谱是一样的。 二、光缆的结构与分类 例如:GYTZA53-24B1光缆 蓝、橙、绿、棕、灰、白6个全色谱束管,每管内有 4芯全色谱光纤, 则蓝色套管中的蓝、橙、绿、棕4 根纤对应为14号纤;橙色套管中的蓝、橙、绿、 棕4根纤对应为58号纤;,依此类推,直至白 色套管中的4根光纤为2024号光纤。 三、光缆的传输特性 损耗和色散是光纤的两个主要传输特性,它们分别 决定光纤通信系统的传输距离和通信容
19、量。 三、光缆的传输特性 光纤的损耗特性: 概念:光波在光纤中传输时,随着传输距离的增加光 功率逐渐减小的现象称为光纤的损耗。每千米光纤 的损耗值,单位为dB/km。 三、光缆的传输特性 光纤的损耗 四类 吸收散射弯曲连接 三、光缆的传输特性 吸收损耗 光纤吸收损耗是制造光纤的材料 本身造成的损耗,包括紫外吸收、 红外吸收和杂质吸收。 吸收损耗是光纤中某些材料(如SiO2、金属与OH杂质离子)吸 收光能而产生振动,从而造成对光的吸收。 吸收损耗影响较大的是氢氧根离子(OH) 三、光缆的传输特性 散射损耗 瑞利散射-光纤材料(SiO2)微小 折射率不均匀造成的散射。 波导散射-光纤结构不完善造成
20、的 散射。 散射与波长无关! 光在光纤中传输遇到不均匀或不连续的介质时,会有 一部分光散射到各个方向上去,不能到传输终点,从 而造成散射损耗。 三、光缆的传输特性 弯曲损耗 光纤实际使用时,不可避免地会 产生弯曲,在弯曲半径达到一定 数值时,就会破坏原光纤纤芯和 包层界面上的全反射条件,形成 折射或漏泄,从而产生弯曲损耗。 弯曲半径越大,弯曲损耗越小。当弯曲半径大于10cm 时,弯曲损耗可忽略不计。 三、光缆的传输特性 连接损耗 在光纤通信系统中,不可避免地要 进行光纤的连接,包括固定连接、 活动连接,无论是哪种连接都不可 避免地产生连接损耗。 影响连接损耗的因素很多,只有消除各种不良因素的
21、影响才能从根本上降低光纤接头的连接损耗。 三、光缆的传输特性 光纤的损耗波谱曲线: 波长/nm 损耗/(dB/km) 三、光缆的传输特性 光纤的损耗波谱曲线: 光纤的损耗与波长有着密切的关系,损耗是随波长 变化的曲线,在损耗波谱曲线上除了有几个大小不 同的吸收峰外。还有三个损耗较低的工作窗口。 三、光缆的传输特性 光纤的损耗波谱曲线: 光纤在850nm波长处的损耗值约为2dB/km,在 1310nm波长处的损耗值约为0.35dB/km,而在 1550n波长处的损耗最小,仅约为0.2dB/km, 已接 近理论极限。 三、光缆的传输特性 光纤的色散特性: 当信号在光纤中传输时,随着传输距离的增加,
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