,,通信光纜線路施工與運行維護專項技術(shù)2023年十月1近年來，伴隨通信事業(yè)的飛速進展，光纜線路設(shè)備量日益劇增。為滿足通信傳輸容量增長的需求和用戶對通信的高質(zhì)量要求，工業(yè)和信息化部對光纜線路工程安裝與維護質(zhì)量提出了新的要求，通信運營商對工程安裝和運維質(zhì)量制定新的指標(biāo)。為此，這次組織從事線路安裝、維護人員對通信光纜線路安裝與維護技術(shù)進展系統(tǒng)的培訓(xùn)，是引導(dǎo)推動光纖通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)及運維質(zhì)量，提高通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)施工與運維人員的素養(yǎng)和水平，其目的在于標(biāo)準(zhǔn)通信領(lǐng)域線路工程安裝質(zhì)量與維護標(biāo)準(zhǔn)，更好地為通信運營供給優(yōu)質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)效勞。由于線路專業(yè)學(xué)問構(gòu)造龐雜，線路專業(yè)技術(shù)都呈現(xiàn)放射狀而放射到其他領(lǐng)域。作為線路維護人員，不僅要懂得線路維護行業(yè)、本崗位的專業(yè)技能和學(xué)問，還要懂得作為社會人所應(yīng)具備的其他學(xué)問和技能，使自己成為復(fù)合型人才。序言2當(dāng)前，新的通信技術(shù)在不斷更新，通信工程、維護質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)逐年提高，而本錢在不斷壓縮。如何保障通信工程、維護隊伍的新穎活力？這就要求我們要有打算對通信施工及維護人員進展業(yè)務(wù)提升培訓(xùn)，加強對通信施工及維護人員在學(xué)習(xí)力、學(xué)問力和技能水平提升的訓(xùn)練，使通信施工及維護人員自身的學(xué)問、技能、素養(yǎng)逐步適應(yīng)新維護標(biāo)準(zhǔn)和通信生產(chǎn)進展的需要。培訓(xùn),一是直接提高治理者力量水平和員工技能；二是為企業(yè)供給新的工作思路、學(xué)問、信息、技能。是增長員工才能和敬業(yè)、創(chuàng)新精神的根本途徑和極好方式，是最為重要的人力資源開發(fā)，是比物質(zhì)資本投資更重要的人力資本投資。此次，培訓(xùn)內(nèi)容根本依據(jù)“理論聯(lián)系實際、學(xué)用全都、按需施教、講求實效”的原則，從而有效的促進維護人員職業(yè)化所需要的綜合素養(yǎng)和力量的全面提高。3通信光纜線路運行維護當(dāng)前存在的問題1.維護治理思路和市場經(jīng)濟的進展存在差距，并且相對滯后(代維的機制、標(biāo)準(zhǔn)、方法及步驟沒有完善，代維的市場需要差異化治理〕；5.通信根本建設(shè)設(shè)計和施工治理不夠合理；2.根底維護手段達不到通信網(wǎng)絡(luò)的維護要求〔全電網(wǎng)絡(luò)：面對技術(shù)和設(shè)備；光電、全光網(wǎng)絡(luò)：面對網(wǎng)絡(luò)—穩(wěn)定，面對客戶—需求，和外部環(huán)境—外力影響〕；3.維護從業(yè)人員上升過快，缺少上崗培訓(xùn)，根底業(yè)務(wù)素養(yǎng)偏低，造成通信網(wǎng)維護質(zhì)量不高；4.通信設(shè)備根底資料，資源治理不完善；4學(xué)問面廣；學(xué)問點較多；學(xué)問難度低；嫻熟把握困難。學(xué)問點高；學(xué)問抽象；光纜接續(xù)、測試與割接需要專業(yè)培訓(xùn)。建立：有效機制，完善標(biāo)準(zhǔn)，先進方法，優(yōu)化步驟。日常維護：擅長觀看，擅長覺察，擅長思考，擅長甄別。宣傳聯(lián)系：提高智商，進展情商。外力防護：防范措施到位，防止故障擴大化。1.通信線路學(xué)問特點2.光纖、光纜學(xué)問特點3.光纜線路維護工作根本點5第一局部--綜述其次局部--光纖和光纜第三局部--通信光纜線路的建設(shè)程序及施工預(yù)備第四局部--光纜線路的敷設(shè)安裝與防護培訓(xùn)內(nèi)容第五局部--光纜接續(xù)與監(jiān)測第六局部--光纜線路工程檢測與竣工驗收第七局部--光纜線路的維護第八局部--光纜線路技術(shù)修理根本技能6第一局部綜述光纖通信的進展歷史和現(xiàn)狀1現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)2光纖通信的特點有哪些3光纖通信系統(tǒng)45無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)7光纖通信進展的歷史和現(xiàn)狀光纖通信，是指一種利用光與光纖傳遞信息的一種方式。屬于有線通信的一種。光經(jīng)過調(diào)制后便能攜帶信息。自1980年月起，光纖通信系統(tǒng)對于電信工業(yè)產(chǎn)生了革命性的作用，同時也在數(shù)字時代里扮演特別重要的角色。光纖通信具有傳輸容量大，保密性好等很多優(yōu)點。光纖通信現(xiàn)在已經(jīng)成為當(dāng)今最主要的有線通信方式。將需傳送的信息在發(fā)送端輸入到發(fā)送機中，將信息疊加或調(diào)制到作為信息信號載體的載波上，然后將已調(diào)制的載波通過傳輸媒質(zhì)傳送到遠處的接收端，由接收機解調(diào)出原來的信息。利用光纖做為通信之用通常應(yīng)具備以下幾個根本條件：1.以放射器產(chǎn)生光信號。2.以光纖傳遞光信號，同時必需確保光信號在光纖中不會衰減或是嚴峻變形。3.以接收器接收光信號，并且轉(zhuǎn)換成電信號。8古代希臘的一位吹玻璃工匠觀看到，光可以從玻璃棒的一端傳輸?shù)搅硪欢恕?930年，有人拉出了石英細絲，人們就把它稱為光導(dǎo)纖維，簡稱光纖或光波導(dǎo)，并論述了它傳光的原理。接著，這種玻璃絲存一些光學(xué)機械設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備(如胃鏡)中得到應(yīng)用。光纖是現(xiàn)代通信網(wǎng)中傳輸信息的主要媒質(zhì)。光纖通信作為一項新興的通信技術(shù)，從一開頭就顯示出無比的優(yōu)越性，引起人們的極大興趣和關(guān)注；在短短的四十幾年中，獲得了快速的進展。光纖通信之所以能夠成功，主要得益于超純石英玻璃纖維和半導(dǎo)體激光器的研制成功。早在1966年，英籍華人高錕他大膽地提出了人們應(yīng)當(dāng)能夠發(fā)送高速信息光脈沖到一根纖細的玻璃中的概念，并且做了一系列試驗，證明這是可以實現(xiàn)的。接著，1970年美國康寧公司生產(chǎn)出了低損耗光纖，光纖損耗從當(dāng)時的每千米幾千dB下降到20dB，GaAlAs半導(dǎo)體激光器也在同年實現(xiàn)了室溫下連續(xù)工作，從而揭開了光纖通信的序幕。9在高錕早期的試驗中，光纖的損耗約為3000dB／km，而光源也是性能并不優(yōu)良的發(fā)光二極管。今日，小于0.4dB／km的光纖己被廣泛安裝使用，而調(diào)制速率超過每秒上千兆比特的近紅外半導(dǎo)體激光器也已商品化。低損耗光纖和連續(xù)振蕩半導(dǎo)體激光器的研制成功，是光纖通信進展的重要里程碑。20世紀90年月，摻鉺光纖放大器(EDFA)的應(yīng)用快速得到了普及，用它可替代光一電一光再生中繼器，同時可對多個155nm波段的光信號進展放大，從而使波分復(fù)用(wDM)系統(tǒng)得到普及。進入21世紀以來，由于多種先進的調(diào)制技術(shù)、超強FEC糾錯技術(shù)、電子色散補償技術(shù)和偏振復(fù)用相干檢測等一系列新技術(shù)的突破和成熟，以及有源和無源器件集成模塊的大量問世，消失了以40Gb／s和100Gb／s為根底的WDM系統(tǒng)的應(yīng)用。下一代高速相干光通信系統(tǒng)的目標(biāo)是每信道的傳輸速率超過100Gb／s?！?0現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)1.通信系統(tǒng)的根本組成實現(xiàn)信息傳遞所需的一切技術(shù)設(shè)備和傳輸媒質(zhì)的總和稱為通信系統(tǒng)。以根本的點對點通信為例，通信系統(tǒng)的的根本形式是在信源與信宿之間建立一個傳輸〔轉(zhuǎn)移〕信息的通道〔信道〕，實現(xiàn)信息的傳輸?！餐ǔＲ卜Q為一般模型〕如下圖。信息信號信號信息信源變換器信道交換設(shè)備信道反變換器信宿干擾源基本通信系統(tǒng)模型信息：包括聲音、圖形、圖像、文字等，信號：隨信息做相應(yīng)變化的電壓或電流〔也可以是光〕。根本通信系統(tǒng)模型中各局部的功能如下：〔1〕信源：是指發(fā)出信息的信息源，或者說是信息的發(fā)出者。11〔2〕變換器：變換器的功能是把信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘??！?〕信道：信道是信號傳輸媒介的總稱?！?〕反變換器：反變換器是變換器的逆變換?！?〕信宿：是指信息傳送的終點，也就是信息接收者?！?〕噪聲源：噪聲源并不是一個人為實現(xiàn)的實體，但在實際通信系統(tǒng)中又是客觀存在的?，F(xiàn)代通信系統(tǒng)主要借助電磁波在自由空間的傳播或在導(dǎo)引媒體中的傳輸機理來實現(xiàn)，前者稱為無線通信系統(tǒng)，后者稱為有線通信系統(tǒng)。當(dāng)電磁波的波長到達光波范圍時，這樣的通信系統(tǒng)特稱為光通信系統(tǒng)，由于光的導(dǎo)引媒體承受特制的玻璃纖維，因此有線光通信系統(tǒng)又稱光纖通信系統(tǒng)。12由于人們對通信的容量要求越來越高,對通信的業(yè)務(wù)要求越來越多樣化,所以通信系統(tǒng)正快速向著寬帶化方向進展，而光纖通信系統(tǒng)將在通信網(wǎng)中發(fā)揮越來越重要的作用。通信系統(tǒng)只能實現(xiàn)兩個用戶間的單向通信,要實現(xiàn)雙向通信還需要另外一個通信系統(tǒng)完成相反方向的信息傳遞工作。而要實現(xiàn)多個用戶間的通信，則需要將多個通信系統(tǒng)有機地組成一個整體,使它們能協(xié)同工作，即形成通信網(wǎng)。⒊通信網(wǎng)的構(gòu)成和分類⑴通信網(wǎng)的構(gòu)成一個完整的通信網(wǎng)包括硬件和軟件。通信網(wǎng)的硬件通常是由用戶終端設(shè)備、傳輸系統(tǒng)、交換系統(tǒng)三大局部組成。為了使全網(wǎng)協(xié)調(diào)合理地工作，還要有各種規(guī)定，如信令方案、各種協(xié)議、網(wǎng)路構(gòu)造、路由方案、編號方案、資費制度與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等，這些均屬于軟件。13基于通信網(wǎng)的根本構(gòu)造，可以得出構(gòu)成通信網(wǎng)的根本要素是終端設(shè)備、傳輸鏈路、轉(zhuǎn)接交換設(shè)備及接入局部。終端設(shè)備是通信網(wǎng)中的源點和終點，它除對應(yīng)于信源和信宿之外，還包括了一局部變換和反變換裝置。不同的通信業(yè)務(wù)，對應(yīng)有不同的終端設(shè)備。如：業(yè)務(wù)的終端設(shè)備就是機；數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的終端設(shè)備就是數(shù)據(jù)終端。傳輸鏈路是網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的連接媒介，是信息和信號的傳輸通路。它除對應(yīng)于信道部特別，還包括一局部變換和反變換裝置，如明線傳輸、載波傳輸系統(tǒng)、數(shù)字微波傳輸系統(tǒng)、光纖傳輸系統(tǒng)及衛(wèi)星傳輸系統(tǒng)等，都可作為通信網(wǎng)傳輸鏈路的實現(xiàn)方式。轉(zhuǎn)接交換設(shè)備是現(xiàn)代通信網(wǎng)的核心。它的根本功能是完成接入交換節(jié)點鏈路的集合，轉(zhuǎn)接接續(xù)和安排。目前主要承受的是接續(xù)通話電路的電路交換方式，還有類似電報傳送的報文交換方式，以及分組交換方式。接入局部是業(yè)務(wù)節(jié)點接口和用戶網(wǎng)絡(luò)接口之間的傳送實體，通過標(biāo)準(zhǔn)接口將用戶接入到業(yè)務(wù)節(jié)點。14實際通信網(wǎng)的構(gòu)成如以下圖:用戶終端設(shè)備交換系統(tǒng)傳輸系統(tǒng)⑵通信網(wǎng)的分類通信網(wǎng)的劃分方法很多，可按用途來劃分，也可按傳輸信號的特征來劃分等等。依據(jù)所能實現(xiàn)的業(yè)務(wù)種類，通信網(wǎng)可以劃分為通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)以及播送電視網(wǎng)等；依據(jù)網(wǎng)絡(luò)所效勞的范圍，通信網(wǎng)可以劃分為本地網(wǎng)、長途網(wǎng)及國際網(wǎng)等。15⒋通信網(wǎng)的根本拓撲構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲泛指網(wǎng)絡(luò)的外形，即網(wǎng)絡(luò)結(jié)點和傳輸線路的幾何排列，它反映了物理上的連接性。除了最簡潔的點到點的物理拓撲外，網(wǎng)絡(luò)物理拓撲一般有5種類型，如線形、星形、樹形、環(huán)形、網(wǎng)孔形。網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲：線形

(a)1.線形將通信網(wǎng)的全部站點串聯(lián)起來，并使首末兩個點開放，就形成了線形拓撲。在這種拓撲構(gòu)造中，要使兩個非相鄰點之間完成連接，其間的全部點都必需完成連接功能。這是SDH早期應(yīng)用的比較經(jīng)濟的網(wǎng)絡(luò)拓撲形式，首末兩端使用終端復(fù)用器(TM)，中間各點使用分插復(fù)用器(ADM)。162.星形當(dāng)通信網(wǎng)的全部點中有一個特殊的點與其余點以輻射的形式直接相連，而其余點之間相互不能直接相連時，就形成了星形拓撲，又稱樞紐形拓撲。在這種拓撲構(gòu)造中，除了特殊點外的任意兩點間的連接都是通過特殊點進展的，特殊點為經(jīng)過的信息流進展路由選擇并完成連接功能。這種網(wǎng)絡(luò)拓撲可以將特殊點(樞紐站)的多個光纖終端綜合成一個，具有敏捷的帶寬治理，能節(jié)省投資和運營本錢，但是在特殊點存在失效問題和瓶頸問題。(b)網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲：星形173.樹形將點到點拓撲單元的末端點連接到幾個特殊點就形成樹形拓撲。樹形拓撲可以看成是線形拓撲和星形拓撲的結(jié)合。這種拓撲構(gòu)造在特殊點也存在瓶頸問題和光功率預(yù)算限制問題，特殊適用于播送式業(yè)務(wù)，但不適用于供給雙向通信業(yè)務(wù)。4.環(huán)形將通信網(wǎng)的全部站點串聯(lián)起來首尾相連，而且沒有任何點開放，就形成了環(huán)形網(wǎng)。將線形構(gòu)造的兩個首尾開放點相連就變成了環(huán)形網(wǎng)。在環(huán)形網(wǎng)中，要完成兩個非相鄰點之間的連接，這兩點之間的全部點都必需完成連接功能。環(huán)形網(wǎng)的最大優(yōu)點是具有很高的網(wǎng)絡(luò)生存性，因而在SDH網(wǎng)中受到特殊的重視。(c)網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲：樹形(d)網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲：環(huán)形

185.網(wǎng)孔形當(dāng)通信網(wǎng)的很多點直接互連時就形成了網(wǎng)孔形拓撲。假設(shè)全部的點都直接互連時就稱為抱負的網(wǎng)孔形。在非抱負的網(wǎng)孔形中，沒有直接相連的兩個點之間需要經(jīng)由其它點的轉(zhuǎn)接功能才能實現(xiàn)連接。網(wǎng)孔形的優(yōu)點是不存在如星形拓撲那樣的瓶頸問題和失效問題，兩點間有多種路由可選；缺點是構(gòu)造簡單、本錢較高。網(wǎng)絡(luò)的物理拓撲：網(wǎng)孔形(e)上述的拓撲構(gòu)造都有各自的特點，在網(wǎng)中都有不同程度的應(yīng)用。網(wǎng)絡(luò)拓撲的選擇要考慮的因素很多，如網(wǎng)絡(luò)的生存性是否高，網(wǎng)絡(luò)配置是否簡潔，網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造是否適于引進新業(yè)務(wù)等。一個實際網(wǎng)絡(luò)的不同局部適宜承受的拓撲構(gòu)造也有可能不同，例如本地網(wǎng)適宜承受環(huán)形和星形拓撲構(gòu)造，有時也可用線形拓撲，市內(nèi)局間中繼網(wǎng)適宜承受環(huán)形和線形拓撲，而長途網(wǎng)可能承受網(wǎng)孔形拓撲。19⒌現(xiàn)代通信網(wǎng)的進展傳統(tǒng)通信系統(tǒng)由傳輸、交換、終端三大局部組成。其中傳輸與交換局部組成通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸局部為網(wǎng)絡(luò)的鏈路(Link)，交換局部為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點〔Node〕。隨著通信技術(shù)的進展與用戶需求日益多樣化，現(xiàn)代通信網(wǎng)正處在變革與進展之中，網(wǎng)絡(luò)類型及所供給的業(yè)務(wù)種類不斷增加和更新，形成了簡單的通信網(wǎng)絡(luò)體系。為了更清晰地描述現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造，在此引入了網(wǎng)絡(luò)分層的概念，現(xiàn)代通信網(wǎng)可以分為3層：第一層：通信根底網(wǎng)其次層：業(yè)務(wù)網(wǎng)第三層：應(yīng)用層為了支持各層網(wǎng)絡(luò)的有效運行和治理，還需要有支撐網(wǎng)〔信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、電信治理網(wǎng)〕的介入，這些支撐網(wǎng)可以為通信網(wǎng)的某一層或多層效勞。20⑴通信根底網(wǎng)又可稱為傳送網(wǎng)。為簡化描述，我們可將通信根底網(wǎng)簡潔看成是一個以光纖、微波接力、衛(wèi)星傳輸為主的傳輸網(wǎng)絡(luò)。在這個傳輸網(wǎng)絡(luò)的根底上，依據(jù)業(yè)務(wù)節(jié)點設(shè)備類型的不同，可以構(gòu)建成不同類型的業(yè)務(wù)網(wǎng)。通信根底網(wǎng)的帶寬正在不斷拓寬，將逐步成為將來信息高速大路的傳輸平臺。對通信根底網(wǎng)的描述同樣引入了網(wǎng)絡(luò)分層概念，通信根底網(wǎng)也可以分為3層：第一層：傳輸媒介：目前主要有微波、通信衛(wèi)星、光纖等。其次層：傳輸系統(tǒng)：包括傳輸設(shè)備和傳輸復(fù)用設(shè)備。攜帶信息的基帶信號一般不能直接加到傳輸媒介上進展傳輸,需要有傳輸設(shè)備將它們轉(zhuǎn)換為適合在傳輸媒介上進展傳輸?shù)男盘枴５谌龑樱簜魉途W(wǎng)節(jié)點設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備主要為配線架和數(shù)字穿插連接設(shè)備(ＤＸＣ)、光穿插連接設(shè)備(OＸＣ),其主要任務(wù)是實現(xiàn)根底網(wǎng)傳輸電路的電路調(diào)度、故障切換和分別業(yè)務(wù)。21⑵業(yè)務(wù)網(wǎng)是向用戶供給諸如、數(shù)據(jù)、圖像等各種電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)網(wǎng)包括網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、智能網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等。⑶支撐網(wǎng)是使業(yè)務(wù)網(wǎng)正常運轉(zhuǎn)，增加網(wǎng)絡(luò)功能，提高全網(wǎng)效勞質(zhì)量，以滿足用戶需求的網(wǎng)絡(luò)。在各個支撐網(wǎng)中傳送相應(yīng)的掌握、檢測信號。支撐網(wǎng)包括信令網(wǎng)、同步網(wǎng)和電信治理網(wǎng)?，F(xiàn)代通信網(wǎng)的將來進展趨勢可概括為“六化”，即通信技術(shù)數(shù)字化、通信業(yè)務(wù)綜合化、網(wǎng)絡(luò)互通融合化、通信網(wǎng)絡(luò)寬帶化、網(wǎng)絡(luò)治理智能化和通信效勞個人化。⒍現(xiàn)代通信傳輸技術(shù)信息需要在肯定的物理媒質(zhì)中傳播，我們將這種物理媒質(zhì)稱為傳輸媒質(zhì)。傳輸媒質(zhì)是傳遞信號的通道，供給兩地之間的傳輸通路。傳輸從大的分類上來區(qū)分有兩種，一種是電磁信號在自由空間中傳輸，這種傳輸方式叫做無線傳輸；另一種是電磁信號在某種傳輸線上傳輸，這種傳輸方式叫做有線傳輸。22常用的傳輸媒質(zhì)目前主要有：⑴微波微波通信技術(shù)問世已半個多世紀，它是在微波頻段通過地面視距進展信息傳播的一種無線通信手段。⑵衛(wèi)星衛(wèi)星通信是在微波中繼通信的根底上進展起來的。它是利用人造地球衛(wèi)星作為中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，從而實現(xiàn)兩個或多個地面站之間的通信?！?〕光纖光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱。光纖通信是以激光為載波，以光纖為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式。光波的波長為微米級，紫外線、可見光、紅外線屬于光波范圍。目前光纖通信使用的波長多為近紅外區(qū)內(nèi)，即波長為850nm、1310nm和1550nm的三個傳輸窗口。光纖具有傳輸容量大、傳輸損耗低、抗電磁干擾力量強、易于敷設(shè)和資源豐富等眾多優(yōu)點，可廣泛用于越洋通信、長途干線通信、市話通信和計算機網(wǎng)絡(luò)等很多需要數(shù)據(jù)傳輸?shù)膱龊稀?37.三代通信網(wǎng)絡(luò)介紹通信網(wǎng)絡(luò)的進展已經(jīng)受了兩代，第一代網(wǎng)絡(luò)節(jié)點用電纜互連在一起，其中電纜是一種窄帶線路，它的容量有限，這是全電網(wǎng)絡(luò)。用局部光纜取代電纜構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，這是現(xiàn)在正被廣泛使用的其次代網(wǎng)絡(luò)，因節(jié)點內(nèi)仍是對電信號進展交換，所以稱為電光網(wǎng)絡(luò)。全部節(jié)點被不連續(xù)的光纜連接起來，節(jié)點內(nèi)只對光信號進展交換，這就是將來的第三代網(wǎng)絡(luò)，即全光網(wǎng)絡(luò)。全光網(wǎng)絡(luò)是光在傳輸、放大、中繼、光存儲、上下話路、分組交換、復(fù)用和解復(fù)用過程中完全是在光頻范圍內(nèi)進展處理的網(wǎng)絡(luò)，目前局部功能已實現(xiàn)全光處理。24第一代網(wǎng)絡(luò)是電纜傳輸?shù)牡退僖蕴W(wǎng)、信令環(huán)和信令總線；其次代網(wǎng)絡(luò)是光纖傳輸?shù)腟DH網(wǎng)；第三代網(wǎng)絡(luò)就是將來的全光網(wǎng)絡(luò)。WDM技術(shù)加上全光節(jié)點技術(shù)才是全光網(wǎng)絡(luò)。全光網(wǎng)絡(luò)最重要的優(yōu)點是它的開放性。全光網(wǎng)絡(luò)本質(zhì)上是完全透亮的，即對不同速率、協(xié)議、調(diào)制頻率和制式的信號同時兼容，并允許幾代設(shè)備(PDH／SDH／ATM。)共存，并共同使用同一個光纖根底設(shè)施。全光網(wǎng)絡(luò)在構(gòu)造上特別敏捷，因此可以隨時增加一些新節(jié)點，包括增加一些無源分路／合路器和短光纖，而不必安裝另外的切換節(jié)點或者長光纜。全光網(wǎng)絡(luò)與電光網(wǎng)絡(luò)的顯著不同之處在于它具有最少量的電／光和光／電轉(zhuǎn)換。最重要的是沒有一個節(jié)點為其他節(jié)點傳輸和處理信息效勞。但是由于技術(shù)上的緣由，不行能完全是全光節(jié)點，在多級全光中繼放大后，也需要電中繼放大級來濾除累積的噪聲；即使在全光節(jié)點內(nèi)，也一時離不開電子電路掌握。所以，ITU--T稱下一代網(wǎng)絡(luò)為光傳送網(wǎng)(OTN)，有時人們也稱之為光互聯(lián)網(wǎng)。25光纖通信的特點光纖通信的主要特點：一是用光波作為載波傳輸信號，即傳輸?shù)氖枪庑盘?；二是用光?dǎo)纖維構(gòu)成的光纜作為傳輸線路，即以光纖作為媒質(zhì)傳輸手段。因此，在光纖通信中起主導(dǎo)作用的是產(chǎn)生光波的激光器和傳輸光波的光導(dǎo)纖維。激光可以運載巨大的信息量。光纖是一種介質(zhì)光波導(dǎo)，具有把光封閉在其中并沿軸向進展傳播的導(dǎo)波構(gòu)造。它是由直徑只有125μm的細玻璃絲構(gòu)成。光纖通信之所以能夠飛速進展和受到人們的極大重視，這是由于和其它通信手段相比，具有無以倫比的優(yōu)越性而打算的。光纖通信作為信息化的主要技術(shù)支柱之一，必將成為21世紀最重要的戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)。26光纖通信技術(shù)和計算機技術(shù)是信息化的兩大核心支柱，計算機負責(zé)把信息數(shù)字化，輸入網(wǎng)絡(luò)中去；光纖則是擔(dān)負著信息傳輸?shù)闹厝?。?dāng)代社會和經(jīng)濟進展中，信息容量日益劇增，為提高信息的傳輸速度和容量，光纖通信被廣泛的應(yīng)用于信息化的進展，成為繼微電子技術(shù)之后信息領(lǐng)域中的重要技術(shù)。光纖通信的優(yōu)點：⑴傳輸頻帶寬、通信容量大；⑵傳輸損耗低,中繼距離長；⑶不受電磁干擾；(4)線徑細、重量輕;(5)資源豐富;(6)抗腐蝕;(7)安全保密。27⒉存在著缺乏固然，在光纖通信中,同樣也存在著很多缺乏。⑴光纖性質(zhì)脆，需要適當(dāng)?shù)赝糠蠹右詯圩o。此外,為了保證能承受肯定的敷設(shè)張力，在光纖構(gòu)造上也需要多加考慮。⑵切斷和連接光纖時，需要高精度的切斷接續(xù)技術(shù),這在電纜連接時是不需要的。⑶分路耦合不便利。⑷光纖不能輸送中繼器所需要的電能。⑸彎曲半徑不宜太小。光纖通信盡管存在上述問題,但是隨著技術(shù)的不斷進展都使之得以解決,不影響光纖的廣泛應(yīng)用。28最根本的光纖通信系統(tǒng)由數(shù)據(jù)源、光發(fā)送端、光學(xué)信道和光接收機組成。其中數(shù)據(jù)源包括全部的信號源，它們是話音、圖象、數(shù)據(jù)等業(yè)務(wù)經(jīng)過信源編碼所得到的信號；光發(fā)送機和調(diào)制器則負責(zé)將信號轉(zhuǎn)變成適合于在光纖上傳輸?shù)墓庑盘枺群笥眠^的光波窗口有0.85nm、1.31nm和1.55nm。光學(xué)信道包括最根本的光纖，還有中繼放大器EDFA等；而光學(xué)接收機則接收光信號，并從中提取信息，然后轉(zhuǎn)變成電信號，最終得到對應(yīng)的話音、圖象、數(shù)據(jù)等信息。依據(jù)通信系統(tǒng)信道中傳輸?shù)氖悄M信號還是數(shù)字信號，可以相應(yīng)地把通信系統(tǒng)分成兩類：即模擬通信系統(tǒng)與數(shù)字通信系統(tǒng)。信道中傳輸模擬信號的系統(tǒng)稱為模擬通信系統(tǒng)，傳輸數(shù)字信號的系統(tǒng)稱為數(shù)字通信系統(tǒng)。應(yīng)當(dāng)指出，模擬通信與數(shù)字通信是依據(jù)信道中的信號而不是依據(jù)信源輸出的原始信號來劃分的，因此數(shù)字通信系統(tǒng)也可以用來傳送模擬的原始信號。光纖通信系統(tǒng)29光纖傳輸系統(tǒng)是數(shù)字通信的抱負通道。與模擬通信相比較，數(shù)字通信有很多的優(yōu)點，靈敏度高、傳輸質(zhì)量好。因此，大容量長距離的光纖通信系統(tǒng)大多承受數(shù)字傳輸方式。數(shù)字通信具有如下的優(yōu)點：⑴抗噪聲性能好；⑵便于使用現(xiàn)代計算技術(shù)對所傳輸?shù)男畔⑦M展處理；⑶數(shù)字信號易于進展加密。有利于實現(xiàn)保密通信；⑷設(shè)備制造簡潔。數(shù)字通信系統(tǒng)中用的大局部是數(shù)字電路。近年來,由于生產(chǎn)技術(shù)的進展,幾乎全部的數(shù)字電路都實現(xiàn)了集成化,大規(guī)模集成電路已普遍應(yīng)用。因而數(shù)字通信的設(shè)備簡潔做到體積小,功耗低，制造簡潔，牢靠性高。固然，數(shù)字通信也有肯定的缺點,即它全部的系統(tǒng)帶寬要比模擬通信寬。以為例,一路模擬通常只占4kHz帶寬,但一路數(shù)字可能要占20--60kHz的帶寬。301.光纖通信系統(tǒng)構(gòu)成⑴光纖通信系統(tǒng)根本組成光纖通信系統(tǒng)是光波作載波,以光纖作為傳輸線路的通信系統(tǒng)。目前有用的光纖通信系統(tǒng),一般承受的是數(shù)字編碼、強度調(diào)制——直接檢波通信系統(tǒng)。它由常規(guī)的電端機、光端機、光中繼器及光纖傳輸線路所組成,如以下圖所示。該系統(tǒng)可分為三大局部：光發(fā)送、光傳輸和光接收，光發(fā)送完成電光轉(zhuǎn)換任務(wù)，光傳輸局部的作用是把光信號從發(fā)送端傳到接收端，光接收完成光電轉(zhuǎn)換任務(wù)。強度在這里指導(dǎo)光強,即單位面積上的光功率,強度調(diào)制是指用信號去直接調(diào)制光源的光強,使之隨信號電流成線性變化；直接檢波是指信號直接在接收機的光頻上檢測為電信號。31根本光纖通信系統(tǒng)原理圖32下面簡要地介紹各根本組成局部的工作狀況：〔1〕光發(fā)信機光發(fā)信機是實現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機。它由光源、驅(qū)動器和調(diào)制器組成。其功能是將來自于電端機的電信號對光源發(fā)出的光波進展調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號耦合到光纖或光纜去傳輸。〔2〕光收信機光收信機是實現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機。它由光檢測器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光信號，經(jīng)光檢測器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，然后，再將這微弱的電信號經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端機去。〔3〕電端機電端機是數(shù)字終端設(shè)備的簡稱，是組成光纖通信系統(tǒng)不行缺少的局部。一般來說，電端機包括PCM基群設(shè)備和高次群復(fù)用設(shè)備。33〔4〕光纖或光纜光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調(diào)光信號，經(jīng)過光纖或光纜的遠距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送信息任務(wù)?！?〕中繼器中繼器由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光信號在光纖中傳輸時受到的衰減；另一個是對波形失真的脈沖近行整形?！?〕光纖連接器、耦合器等無源器件由于光纖或光纜的長度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長度也是有限度的〔如3Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機的連接及耦合，對光纖連接器、耦合器等無源器件的使用是必不行少的。34〔7〕光源和光電檢測器①光源在光纖通信系統(tǒng)中光源是光發(fā)送局部的“心臟”，是實現(xiàn)光纖通信的重要器件之一。對光源的要求是：壽命長，要求長達106小時〔100年以上〕；有足夠的輸出光功率；放射波長必需在低損耗傳輸窗口四周；發(fā)光面積和光束的發(fā)散角要小，譜線寬度要狹窄。為了滿足光纖通信系統(tǒng)對光源的要求，目前廣泛使用的光源有半導(dǎo)體發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器，兩者各有優(yōu)缺點。激光器〔LD〕優(yōu)于發(fā)光二極管〔LED〕的方面是：a.激光器的響應(yīng)速度較快，可用于較高的調(diào)制速度；b.激光器的光譜較窄，應(yīng)用于單模光纖時，光在光纖中傳播引起的色散小，可用于大容量通信；c.耦合到光纖中的功率高，傳輸距離遠。35LD缺乏于LED的方面是：a.溫度特性差。由于激光器的輸出功率依靠于溫度，而發(fā)光二極管不是激光振蕩，無閾值電流、故其溫度特性好；b.易損壞，壽命短；c.激光器本錢高，價格昂貴。發(fā)光二極管廉價；d.LD調(diào)制線性不如LED。由于激光器與發(fā)光二極管各有其特點，所以目前在應(yīng)用激光器的同時，也大量應(yīng)用發(fā)光二極管。大容量、遠距離光纖通信宜用激光器；小容量、近距離通信，可用發(fā)光二極管。36②光電檢測器在光纖通信系統(tǒng)中，光電檢測器是把光纖輸出的光信號轉(zhuǎn)換為電信號。它是光接收機的關(guān)鍵元件，對光接收機的靈敏度和延長通信距離有著重要的影響。對光電檢測器的根本要求是：高效率，低噪聲，有足夠高的響應(yīng)速度或足夠的帶寬，在工作波長上有足夠高的靈敏度，具有接收弱信號的力量；有良好的溫度特性和穩(wěn)定性；工作電壓盡量低，使用簡潔；體積小，壽命長。光電檢測器通常承受光電二極管。光電二極管利用了半導(dǎo)體結(jié)受光照之后鼓勵電子而形成電流的性質(zhì)。只要有微弱的光，就能檢測很大的電流。372.長距離光纖通信系統(tǒng)〔有源系統(tǒng)〕在長途光纖通信系統(tǒng)中，每隔一段距離需設(shè)置中繼器，以把經(jīng)過長距離傳輸衰減變得很微弱并畸變的光信號進展光檢測變成電信號，經(jīng)放大整形再生后驅(qū)動光源，產(chǎn)生光信號再送入光纖傳輸，這就是傳統(tǒng)的光-電-光中繼器以下圖所示。38利用摻稀土光纖制作的光纖放大器，其中以摻鉺光纖放大器(EDFA)為主；尤其是EDFA已經(jīng)成熟，其增益高、輸出功率大、噪聲低、帶寬大、碼速穿透，完全可代替光-電-光中繼器，正推動著光纖通信技術(shù)的革命—新一代全光通信技術(shù)，如以下圖所示。393.WDM系統(tǒng)〔有源系統(tǒng)〕把不同波長的光信號復(fù)用到一根光纖中進展傳送〔每個波長承載一個TDM電信號〕的方式統(tǒng)稱為波分復(fù)用。

波分復(fù)用是一種光纖傳輸技術(shù)，這種技術(shù)在一根光纖上使用不同的波長傳輸多種光信號。以下圖為WDM系統(tǒng)的示意圖，幾個或幾百個波長在單根光纖中一起傳輸，用EDFA中繼放大，使傳輸容量提高幾倍甚至幾百倍，代表著新一代高速大容量光纖通信技術(shù)的進展方向與爭論熱點。40一.PON技術(shù)的概念1.PON技術(shù)的概念以及特點無源光網(wǎng)絡(luò)〔PON〕(PassiveOpticalNetwork，無源光網(wǎng)絡(luò))技術(shù)是一種一點到多點的光纖接入技術(shù)，它由局側(cè)的OLT〔光線路終端〕、用戶側(cè)的ONU〔光網(wǎng)絡(luò)單元〕以及ODN〔光安排網(wǎng)絡(luò)〕組成。所謂“無源”是指在ODN中不含有任何有源電子器件及電子電源，全部由光分路器等無源器件組成。無源光網(wǎng)絡(luò)〔PON〕是一種純介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)，避開了外部設(shè)備的電磁干擾和雷電影響，削減了線路和外部設(shè)備的故障率，提高了系統(tǒng)牢靠性，同季節(jié)省了維護本錢，是通信行業(yè)長期期盼的技術(shù)。同有源系統(tǒng)比較，PON技術(shù)具有節(jié)省光纜資源、帶寬資源共享，節(jié)省機房投資，設(shè)備安全性高，建網(wǎng)速度快，綜合建網(wǎng)本錢低等優(yōu)點。無源光網(wǎng)絡(luò)(PON)412.分光比允許PON以肯定的分光比配置，從完全不分路(變成點對點系統(tǒng))到通過光損耗預(yù)算和PON協(xié)議規(guī)定的最大分路值。PON容量是共享的，所以分光比越大，每個ONU的平均可用帶寬就越小。同樣，分光損耗越大，留給光纜的光功率預(yù)算就越小，系統(tǒng)的有效范圍也就越小。但承受PON最主要的緣由是為了分擔(dān)饋線光纖和0LT的費用，所以分光比越大，系統(tǒng)所需器件的平均本錢就越小。不過，系統(tǒng)總本錢不會始終隨分光比的增大而減小。這是由于，對于給定的系統(tǒng)有效范圍，分光比越大，對光電器件的要求也越高，本錢也隨之增加。綜合以上因素，分光比為1：16～32是最經(jīng)濟的，F(xiàn)SAN(全業(yè)務(wù)接入網(wǎng)論壇)規(guī)定最大分光比配置為1：64。423.PON技術(shù)的工作原理

〔1〕.工作原理框圖如下圖，PON系統(tǒng)由位于中心局端的一個光線路終端〔OLT〕和位于客戶端的一組關(guān)聯(lián)光網(wǎng)絡(luò)終端〔ONT〕組成，在它們之間是由光纖和無源分光器或連接器組成的光安排網(wǎng)絡(luò)〔ODN〕。

43〔2〕.基于TDM/TDMA的上行/下行流量治理。在PON中，OLT與ONU之間承受的數(shù)據(jù)傳輸方式包括WDM/WDMA、SCM/SCMA、CDM/CDMA和TCM/TCMA，實際應(yīng)用中一般承受TDM/TDMA方式，圖說明在PON系統(tǒng)中從OLT到多個ONU其下行承受TDM〔時分復(fù)用)播送方式、上行承受TDMA〔時分多址〕方式的數(shù)據(jù)傳輸過程。TDM方式*在ONU注冊成動后安排一個唯一的LLID(規(guī)律鏈路標(biāo)識)；*在每一個分組開頭之前添加一個LLID，替代以太網(wǎng)前導(dǎo)符的最終兩個字節(jié)；*OLT接收數(shù)據(jù)時比較LLID注冊列表，ONU接收數(shù)據(jù)時，僅接收符合自己的LLID的幀或者播送幀。44OLT接收數(shù)據(jù)前比較LLID注冊列表；每個ONU在由局方設(shè)備統(tǒng)一安排的時隙中發(fā)送數(shù)據(jù)幀；安排的時隙補償了各個ONU距離的差距，避開了各個ONU之間的碰撞TDMA方式45二.PON技術(shù)的分類以及在FTTx中的應(yīng)用1.光纖接入程度FTTxFTTx接入程度分為FTTB、FTTC、FTTZ、FTTH、FTTO、FTTF等。其中最主要的是FTTB〔光纖到大樓〕、FTTC〔光纖到路邊〕、FTTH〔光纖到用戶〕三種形式。隨著軟交換與光纜技術(shù)進一步成熟，F(xiàn)TTH將成為我們通信接入形式的最終目標(biāo)。有源光纖接入技術(shù)如PDH、SDH、MSTP、點到點以太網(wǎng)系統(tǒng)因機房建設(shè)、有源設(shè)備建設(shè)、維護本錢高等緣由而漸漸被淘汰；PON技術(shù)則由于無源化帶來的維護本錢低，以及無機房建設(shè)產(chǎn)生的建設(shè)本錢低，愈加受到行業(yè)歡送。在目前眾多的光纖接入技術(shù)中，PON技術(shù)比較適合FTTH的大規(guī)模進展。46

2.各種PON技術(shù)的特點

PON技術(shù)始于20世紀80年月初，目前市場上的PON產(chǎn)品依據(jù)其承受的技術(shù)，主要分為APON／BPON〔ATMPON／寬帶PON〕、EPON〔以太網(wǎng)PON〕和GPON〔吉比特PON〕。

從長遠的業(yè)務(wù)進展趨勢看，ATM化的無源光網(wǎng)絡(luò)/寬帶無源光網(wǎng)絡(luò)〔APON/BPON〕可用帶寬遠遠不夠。以FTTC為例，盡管典型主干下行速率可達622Mbit/s，但分路后實際可分到每個用戶的帶寬將大大減小。按32路計算，每一個分支的可用帶寬僅剩19.5Mbit/s，再按