光通讯基础知识.docx

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光通讯基础知识

光纤通信，是指将要传送的语音、图像和数据信号等调制在光载波上，以光纤作为传输媒介的通信方式

1.本征：

　是光纤的固有损耗，包括：

瑞利散射，固有吸收等。

2.弯曲：

　光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。

3.挤压：

　光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。

4.杂质：

　光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。

5.不均匀：

　光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。

6.对接：

　光纤对接时产生的损耗，如：

不同轴（单模光纤同轴度要求小于0.8μm），端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。

7.多模光纤：

中心玻璃芯教粗（50或62.5μm），可传多种模式的光。

但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。

例如：

600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。

因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。

8.单模光纤：

中心玻璃芯教细（芯径一般为9或10μm），只能传一种模式的光。

因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模　光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，　即谱宽要窄，稳定性要好

9.常规型光纤：

光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300μm。

10.色散位移型光纤：

光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：

1300μm和1550μm。

11.突变型光纤：

光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。

其成本低，模间色散高。

适用于短途低速通讯，如：

工控。

但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。

12.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，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。

13.电发射端机

　　主要任务是PCM编码和信号的多路复用。

　　多路复用是指将多路信号组合在一条物理信道上进行传输，到接收端再用专门的设备将各路信号分离出来，多路复用可以极大地提高通信线路的利用率。

　　在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。

而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。

这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。

14.抽样是指从原始的时间和幅度连续的模拟信号中离散地抽取一部分样值，变换成时间和幅度都是离散的数字信号的过程。

15.编码是指按照一定的规则将抽样所得的M种信号用一组二进制或者其它进制的数来表示，每种信号都可以由N个2二进制数来表示，M和N满足M=2N。

例如如果量化后的幅值有8种，则编码时每个幅值都需要用3个二进制的序列来表示

16.时分多路复用：

当信道达到的数据传输率大于各路信号的数据传输率总和时，可以将使用信道的时间分成一个个的时间片（时隙），按一定规则将这些时间片分配给各路信号，每一路信号只能在自己的时间片内独占信道进行传输，所以信号之间不会互相干扰。

17.频分多路复用：

当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可以将信道分割成若干个子信道，每个子信道用来传输一路信号。

或者说是将频率划分成不同的频率段，不同路的信号在不同的频段内传送，各个频段之间不会相互影响，所以不同路的信号可以同时传送。

这就是频分多路复用（FDM）。

18.码分多址（CDMA）：

这种技术多用于移动通信，不同的移动台（或手机）可以使用同一个频率，但是每个移动台（或手机）都被分配带有一个独特的“码序列”，该序列码与所有别的“码序列”都不相同，所以各个用户相互之间也没有干扰。

因为是靠不同的“码序列”来区分不同的移动台（或手机），所以叫做“码分多址”（CDMA）技术。

19.　空分多址（SDMA）：

这种技术是利用空间分割构成不同的信道。

举例来说，在一颗卫星上使用多个天线，各个天线的波束射向地球表面的不同区域。

地面上不同地区的地球站，它们在同一时间、即使使用相同的频率进行工作，它们之间也不会形成干扰。

　　空分多址（SDMA）是一种信道增容的方式，可以实现频率的重复使用，充分利用频率资源。

空分多址还可以和其它多址方式相互兼容，从而实现组合的多址技术，例如空分·码分多址（SD-CDMA）。

20.线路编码：

又称信道编码，其作用是消除或减少数字电信号中的直流和低频分量，以便于在光纤中传输、接收及监测。

大体可归纳为三类：

扰码二进制、字变换码、插入型码。

21.　调制方式：

模拟通信可采用调幅、调频、调相等多种调制方式，采用数字调制时，相应地称为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）；信号只有两种状态的ASK称为通断键控（OOK），当前的数字通信系统使用OOK-PCM格式，属于强度调制-直接检测（IM-DD）通信方式，是通信方式中最简单、最初级的方式。

而相干通信系统则可使用ASK、FSK或PSK-PCM格式，是复杂、高级的通信方式

22.光接收机灵敏度定义为：

在保证达到所要求的误比特率的条件下，接收机所需要的最小输入光功率。

22.光耦合是对同一波长的光功率进行分路或合路。

通过光耦合器，我们可以将两路光信号合成到一路上

23、光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件，其工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。

24、磁光隔离器也可以说是单向导光器，隔离器放置于激光器及光放大器前面，防止系统中的反射光对器件性能的影响甚至损伤

25、光滤波器是用来进行波长选择的仪器，它可以从众多的波长中挑选出所需的波长，而除此波长以外的光将会被拒绝通过。

它可以用于波长选择、光放大器的噪声滤除、增益均衡、光复用/解复用。

基于干涉原理的滤波器：

熔锥光纤滤波器、Fabry-Perot滤波器、多层介质膜滤波器、马赫-曾德干涉滤波器。

　　基于光栅原理的滤波器：

体光栅滤波器、阵列波导光栅滤波器（AWG）、光纤光栅滤波器、声光可调谐滤波器。

26、光纤连接器是一种用于连接光纤的器件。

它在光纤通信系统和测量仪表中具有不可或缺的地位。

它不同于光纤固定接头，可以拆卸，使用灵活，所以由又称为光纤活动连接器或者光纤活动接头。

一般的，要求光纤连接器体积小、接入损耗小、可重复拆卸、可靠性高、寿命长、价格便宜等。

27、光衰减器是用于对光功率进行衰减的器件，它主要用于光纤系统的指标测量、短距离通信系统的信号衰减以及系统试验等场合。

光衰减器要求重量轻、体积小、精度高、稳定性好、使用方便等。

它可以分为固定式、分级可变式、连续可调式几种

28、光放大是指在泵浦能量（电或光）的作用下，实现粒子数反转（非线性光纤放大器除外），然后通过受激辐射实现对入射光的放大。

29、MDF    Main Distribution Frame，主配线架。

30、IDF     Intermediate Distribution Frame，分配线架。

31、OC      OC（Optical Carrier，光载波）是SONET规范中定义的传输速度。

OC定义光设备的传输速度，STS定义电气设备的传输速度。

32、SC      Subscriber Connector（Optical Fiber Connector） 用户连接器（光纤连接器）。

33、ST      Straight Tip，直通式光纤连接器。

34、SONET     SONET（Synchronous Optical NETwork，光纤同步网络）是一种用于高速数据通信的光纤传输系统。

SONET被电话公司和公用通信公司部署，其速度从51Mb/s直到每秒几千兆。

SONET是一种提供先进网络管理和标准光纤接口的智能系统。

它采用自恢复环结构，如果一条线路发生故障，它能够改道传送。

SONET干线广泛用于汇集低速T1和T3线路。

SONET是宽带ISDN（B-ISDN）标准规定的。

欧洲相应的标准是SDH。

SONET采用时分复用（TDM）技术同时传送多数据流。

35、 光缆终端盒     光缆终端盒主要用于光缆终端的固定，光缆与尾纤的熔接及余纤的收容和保护。

36、  光纤盒    光纤盒应用于利用光纤技术传输数字和类似语音，视频和数据信号。

光纤盒可进行直接安装或桌面安装。

特别适合进行高速的光纤传输。

37、 光纤面板    光学纤维面板具有传光效率高，级间耦合损失小，传像清晰、真实，在光学上具有零厚度等特点。

最典型的应用是作为微光像增强器的光学输入、输出窗口，对提高成像器件的品质起着重要作用。

广泛的应用于各种阴极射线管、摄像管、CCD耦合及其他需要传送图像的仪器和设备中。

38、  光纤耦合器     光纤耦合器（Coupler）又称分歧器（Splitter），是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件，属於光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到，与光纤连接器分列被动元件中使用最大项的。

光纤耦合器可分标准耦合器（双分支，单位1×2，亦即将光讯号分成两个功率）、星状／树状耦合器、以及波长多工器（WDM，若波长属高密度分出，即波长间距窄，则属於DWDM），制作方式则有烧结（Fuse）、微光学式（Micro Optics）、光波导式（Wave Guide）三种，而以烧结式方法生产占多数（约有90％）。

39、 光纤配线架（柜）      光纤配线架（柜）具有如下功能：

光缆的固定，保护和接地；光缆纤芯与尾纤的熔接；光路的调配并提供测度端口；冗余光纤及尾纤的存贮管理。

40、  光纤配线箱        光纤配线箱特别适合于光纤接入网中的光纤终端点，具有光缆的配线和熔接功能，可以实现光缆纤芯的灵活调线及存储。

41、 跳线      跳线就是不带连接器的电缆线对或电缆单元，用在配线架上交接各种链路。

42、线头盒     线头盒主要适用于架空光缆、直埋光缆、管道井光缆的直通和分歧接头，并对接头起保护作用。

44、   10BaseF     10Mbit/s基带以太网规范，指的是光纤电缆连接上的以太网10BaseFB,10BaseFl和 10BaseFL标准。

45、10BaseFB    指的是使用光纤电缆连接的10Mbit/s基带以太网规范。

它是IEEE10BaseF规范的一部分。

它不用于连接用户工作站。

而是用于提供一个同步的信令骨干网，该网允许附加网段和中继器连接到网络上。

10BaseFB的网段长度可达2km。

46、10BaseFL     指的是使用光纤电缆连接的10Mbit/s基带以太网规范。

它是IEEE 10BaseL规范的一部分。

尽管它可以与FOIRL进行互操作，但是制定它是为了取代FOIRL规范。

如果和FOIRL一起使用，10BaseFL的网段长度可达1km；而如果仅仅使用10BaseFL,则10BaseFL的网段可达2km。

47、10BaseFP   指的是使用光纤电缆连接的10Mbit/s无源光纤基带以太网规范。

它是IEEE10BaseF规范的一部分。

它在不使用中继器的情况下将多个计算机组织成星形拓扑。

10BaseFP的网段长度可达500m。

48、10BaseFX    指的是在每个链路中使用两股多模光纤电缆的100Mbit/s基带快捷以太网规范。

为了保证合适的信号记时，一个100BaseFX链路不能超过400m长。

它基于IEEE802.3标准。

49、4B/5B 光纤    指的是4字节/5字节的局部光纤。

它是用于FDDI和ATM的光纤信道物理介质，它支持在多模光纤上高达100Mbit/s的速率。

50、8B/10B 光纤     8字节 /10字节的局部光纤。

它指的是在多模光纤上支持高达149.76Mbit/s速率的光纤信道物理介质。

51、  FDDI II     第二代光纤分布式数据接口。

改进的光纤分布式数据接口（FDDI）的美国国家标准协会 （ANSI）规范。

它为无连接的数据电路和面向连接的声音和图像电路提供了同步传输。

52、FDDI/CDDI   由美国国家标准协会ANSI的X3T9.5制定。

速率为100Mbps；CDDI是基于铜电缆（双绞线）的FDDI。

FDDI技术成熟，网络可延伸100公里，且由于采用环形结构和优良的管理能力，具有高可靠性。

价格贵，安装复杂，标准完善，技术成熟，支持的软硬件产品丰富

53、传播延迟  信号通过电缆或系统所用的时间。

54、传播延迟歪斜    电缆或系统中最慢与最快的线对之间的传输延迟差别。

55、 单模   一种光纤类型，光以单一路径通过这种光纤。

以激光器为光源

56、多模   一种光纤类型，光以多重路径通过这种光纤。

以发光二极管或激光器为光源。

57、光纤    光纤即光导纤维，是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质，光缆由多条光纤组成。

与双绞线和同轴电缆相比，光缆适应了目前网络对长距离传输大容量信息的要求，在计算机网络中发挥着十分重要的作用。

58、平面电缆   包括工作区接线口、分布电缆和电信柜里的连接硬件。

59、衰减     信号在通过光纤线缆或系统时所损失的数量

60.滑码    数字网内任何两个数字交换设备的时钟速率差超过一定数值时，会使接收信号交换机的缓冲存储器读、写时钟有速率差，当这个差值超过某一定值时就回产生滑码。

这一滑码就会造成接收数字流的误码或失步

61.电信网（telecommunication network） 

构成多点间相互通信的多个电信系统互连的体系。

电信网由终端设备、传输链路和交换设备三要素构成，运行时还应辅之以信令系统、通信协议以及相应的运行支撑系统。

电信网是人类实现远距离通信的重要基础设施。

它的主要功能是按用户的需要传递和交流信息，以实现两用户间的通信。

62.支撑网（supporting network）

现代电信网运行的支撑系统。

一个完整的电信网除有以传递电信业务为主的业务网之外，还需有若干个用来保障业务网正常运行、增强网路功能、提高网路服务质量的支撑网路。

支撑网中传递相应的监测和控制信号。

支撑网包括同步网、公共信道信令网、传输监控和网路管理网等。

63.信令网（signalling network）

公共信道信令系统传送信令的专用数据支撑网。

信令网一般由信令点（SP），信令转接点（STP）和信令链路组成。

信令网可分为不含STP的无级网和含有STP的分级网。

无级信令网不含STP，信令点间都采用直连方式工作，又称直连信令网。

分级信令网含有STP，信令点间可采用准直连方式工作，又称非直连信令网。

64.同步网（synchronization network）

现代电信网运行的支持系统之一，为电信网内所有电信设备的时钟（或载波）提供同步控制信号，使它们的工作速率控制在共同的速率上。

数字网内任何两个数字交换设备的时钟速率差超过一定数值时，会使接收信号交换机的缓冲存储器读、写时钟有速率差，当这个差值超过某一定值时就回产生滑码。

这一滑码就会造成接收数字流的误码或失步。

同步网的功能就在于使网内全部数字交换设备的时钟频率工作在共同的速率上，以消除或减少滑码。

65.电信管理网（telecommunication management network）

现代电信网运行的支撑系统之一。

为保持电信网正常运行和服务，对它进行有效地管理所建立的软、硬件系统和组织体系的总称。

电信管理网主要包括网路管理系统、维护监控系统等。

电信管理网的主要功能是：

根据各局间的业务流向、流量统计数据有效地组织网路流量分配；根据网路状态，经过分析判断进行调度电路、组织迂回和流量控制等，以避免网路过负荷和阻塞扩散；在出现故障时根据告警信号和异常数据采取封闭、启动、倒换和更换故障部件等，尽可能使通信及相关设备恢复和保持良好运行状态。

随着网路不断地扩大和设备更新，维护管理的软硬件系统将进一步加强、完善和集中，从而使维护管理更加机动、灵活、适时、有效。

66.电信业务网（telecommunication services network）

现代电信网的主要组成部分，是向用户提供诸如电报、电话、传真、数据、图象等电信业务的网络，一般由终端、传输、交换和网路设备等组成，网内各同类终端之间可根据需要相互接通通信。

67.电视转播网（television transmission network） 

进行电视节目的转播传输与交换业务的电信网，其作用是扩大电视节目的覆盖范围及多频道节目的实时交换传输。

电视转播网主要是由宽带电信传输系统，如微波、卫星、光纤等通信系统及宽带交换及分配系统构成。

对彩色电视节目有NTSC、PAL和SECAM三种制式，国际间交换电视节目时还须进行制式转换处理。

68.综合业务数字网（ISDN）（integrated services digital network）

综合业务数字网简称ISDN ，是由电话综合数字网演变而成，提供端到端的数字连接，以支持一系列广泛的业务（包括话音和非话音业务），为用户提供一组标准的多用途用户—网路接口。

简而言之，就是由一个网路，即一套传输设备和一套交换设备来提供多种电信业务的传输和交换，以提高网路效率并给用户提供更大的方便。

实现这一网路的根本之处是提供端到端的数字连接。

69.宽带综合业务数字网（B- ISDN）（broadband integrated services digital network）

宽带综合业务数字网简称B-ISDN。

B-ISDN是在ISDN的基础上发展起来的，可以支持各种不同类型、不同速率的业务，不但包括连续型业务，还应包括突发型宽带业务，其业务分布范围极为广泛，包括速率不大于64kbit/s的窄带业务（如语音、传真），宽带分配型业务（广播电视、高清晰度电视），宽带交互型通信业务（可视电话、会议电视）,宽带突发型业务（高速数据）等。

B-ISDN的主要特征是以同步转移模式（STM）和异步转移模式（ATM）兼容方式，在同一网路中支持范围广泛的声音、图象和数据的应用。

ATM不仅能把话音、数据、图象等各种业务都综合到一个网内，它还具有实现带宽动态分配和多媒体通信的优点。

ATM宽带交换是实现B-ISDN 的关键和核心。

它是一种快速分组交换，面向分组的转移模式。

70.本地网（local telephone network）

在一个长途编号区内、由若干端局（或端局与汇接局）、局间中继线、长市中继线及端局用户线所组成的自动电话网。

又称为本地电话网。

本地电话网的主要特点是在一个长途编号区内只有一个本地网，同一个本地网的用户之间呼叫只拨本地电话号码，而呼叫本地网以外的用户则需按长途程序拨号。

我国本地电话网有五种类型：

（1） 京、津、沪、穗特大城市本地电话网；

（2） 大城市本地电话网；

（3） 中等城市本地电话网；

（4） 小城市本地电话网；

（5） 县本地电话网。

71.智能网（intelligent network）

由程控交换机节点、7号信令网及业务控制计算机构成的电话网。

智能网是在现有电话网的基础上发展而来的，是指带有智能的电话网或综合业务数字网。

它的网络智能配置于分布在全网中的若干个业务控制点中的计算机上，而由软件实现网络智能的控制，以提供更为灵活的智能控制功能。

智能网在增加新业务时不用改造端局和交换机，而由电信公司人员甚至用户自己修改软件就能达到随时提供新业务的目的。

72.虚拟专用网 （Virtual private network）

建立在实在网路（或称物理网路）基础上的一种功能性网路，或着说是一种专用网的组网方式，简称VPN。

它向使用者提供一般专用网所具有的功能，但本身却不是一个独立的物理网路；也可以说虚拟专用网是一种逻辑上的专用网路。

“虚拟”表明它在构成上有别于实在的物理网路，但对使用者来说，在功能上则与实在的专用网完全相同。

目前的虚拟专用网可以分为三类：

（1）在电话网上实现的向用户提供交换连接型电路业务，可用于通话或传送话路数据;

（2）在分组交换数据网上实现的向用户提供连接型虚电路（交换型虚电路或永久虚电路）业务，可用于传送分组数据业务；

（3）在数字数据网上实现的，向用户提固定或半固定（永久或半永久）连接型电路业务，可用于点到点之间传送数据、话音及图象等业务。

73、光纤的活动连接,又称为活接头。

这种连接方式是由光连接器实现的，光连接器是由插头和插座组成，其插头、插座是工厂生产时根据用途制成带不同长度光纤的连接插件，一端为线路另一端是设备的尾纤。

光连接器分为多模和单模，目前多模光纤连接器插入损耗包括互换性、重复性要求小于1dB，单模光纤连接器的插入损耗一般为0.5和1dB两个规格，此种连接一般用于光缆线路终端。

74、固定连接即永久性连接,

固定连接都用于光缆线路中，光缆线路中的固定连接工作量是很大的,因此,固定连接对线路质量有着十分重要的意义。

光纤的固定连接分为熔接法和机械连接法，光纤固定接头的损耗，由于受被连接光纤本身参数以及外部工艺等因素的影响，因此光纤连接损耗的一致性受到一定的限制。

工程中以平均连接损耗来衡量，从实用化来看，0.5dB的连接损耗已经可以满足基本要求了,但随着光纤生产工艺和连接技术的不断成熟,光纤连接损耗已经大大的降低。

在光纤连接技术中被广泛采用的是熔接法，此种方法可以作到平均连接损耗小于0.1dB，该方法是借助光纤熔接机的电极尖端放电，电弧产生的高温使被接光纤熔为一体。

75、永久性光纤连接（又叫热熔）：

这种连接是用放电的方法将连根光纤的连接点熔化并连接在一起。

一般用在长途接续、永久或半永久固定连接。

其主要特点是连接衰减在所有的连接方法中最低，典型值为0.01~0.03dB/点。

但连接时，需要专用设备（熔接机）和专业人员进行操作，而且 连接点也需要专用容器保护起来。

76、 应急连接（又叫）冷熔：

应急连接主要是用机械和化学的方法,将两根光纤固定并粘接在一起。

这种方法的主要特点是连接迅速可靠,连接典型衰减为0.1~0.3dB/点。

但连接点长期使用会不稳定，衰减也会大幅度增加，所以只能短时间内应急用

77、活动连接：

活动连接是利用各种光纤连接器件（插头和插座），将站点与站点或站点与光缆连接 起来的一种方法。

这种方法灵活、简单、方便、可靠，多用在建筑物内的计算机网络布线中。

其典型衰减为1dB/接头。

78、光纤配线架:

用于室内光纤网络配线系统。

光纤活动连接器:

用于各类光纤设备（如光端机等）与光纤之间的连接。

光纤适配器:

用于各类光纤设备与光纤连接方式的转换。

光纤衰减器:

用于对输入光功率的衰减，避免了由于输入光功率超强而使光接收机产生的失真。

光分路器:

适用于将一根光纤信号分解为多路光信号输出 

光波分复用器:

用于光路中不同波长的光的分离或混合。

79、 光纤检测：

光纤检测的主要目的是保证系统连接的质量，减少故障因素以及故障时找出光纤的故障点。

检测方法很多，主要分为人工简易测量和精密仪器测量。

A. 人工简易测量：

这种方法一般用于快速检测光纤的通断和施工时用来分辨所做的光纤。

它是用一个简易光源从光纤的一端打入可见光，从另一端观察哪一根发光来实现。

这种方法虽然简便，但它不能定量测量光纤的衰减和光纤的断点。

B. 精密仪器测量：

使用光功率计或光时域反射图示仪（OTDR）对光纤进行定量测量，可测出光纤的衰减和接头的衰减，甚至可测出光纤的断点位置。

这种测量可用来定量分析光纤网络出现故障的原因和对光纤网络产品进行评价。

80、静态疲劳:

材料的破坏与损伤大部分都从微细损伤现象开始，萌生出微小裂纹并可能扩展至断