综合维护原理培训
烟台分公司
2012年12月07日
本节课程简介
• 课程名称：SDH原理与光纤光缆原理培训
• 课 时：1课时
• 内容简介：介绍SDH原理传输速率及帧结构；传输组网方
式；PP环、MSP环的保护机理；光纤光缆的结构、类型及
性能指标。
目录
• SDH原理基础简介
• SDH传输组网方式
• 光纤通信原理
SDH原理基础简介
一、SDH的基本概念
二、速率与帧结构
• SDH （同步数字传输系列）：传输的基本任务
就是铺路(信息高速公路)和架桥(立交桥)。
• SDH 是一个将复用、线路传输和交叉功能结
合在一起， 并由统一网管进行管理操作的综合信息
网。
• 目前SDH在通信网的各个层次上都得到了广
泛的应用。
一、一、SDHSDH的基本概念的基本概念
PDHPDH存在的问题存在的问题
1.只有地区性的电接口规范，而不存在世界性标准；
2.没有光接口规范，使得各厂家设备互不兼容；
3.只有基群速率是同步的，二次群以上是异步的，需要进行
逐级码速调整，配备背对背的复用分解设备，系统复杂，
硬件数量多，速率越高，层次越多,会使传输性能下降；
电
/
光
光
/
电 分
接
分
接
复
接
分
接
复
接
复
接
光信号光信号
2/8Mb/s8/2Mb/s
8/34Mb/s
34/140Mb/s
34/8Mb/s
140/34Mb/s
2Mb/s
PDHPDH 设备分插支路信号的过程设备分插支路信号的过程
PDHPDH存在的问题存在的问题
4.主要为语音业务设计，而现代通信要求业务多样
化、宽带化（高速数据和视频）；
5.传输以点对点为主，缺乏网络拓扑的灵活性；
6.开销比特少，运行、维护和管理（OMA）能力差,
主要靠人工进行交叉连接。
SDH SDH 的基本概念和特点的基本概念和特点
1. 对网络节点接口进行了统一的规范（速率、帧结构
和复接方法等），使各厂家设备横向兼容；
2. 可以容纳北美、日本和欧洲现有的数字标准，便于
PDH向SDH过渡，具有后向兼容；
3. 适合高速大容量通信，基本模块是STM-1, STM-N
采用字节间插方法同步复用而成，便于升级和扩容；
SDH SDH 的基本概念和特点的基本概念和特点
STM-1
信号 “A”
STM-1
信号 “B”
STM-1
信号 “C”
STM-1
信号 “D”
字
节
间
插
复
用
器
STM-4 信号 (4×STM-1)
t
t
同步字节间插复用方法
SDH SDH 的基本概念和特点的基本概念和特点
8M
2
次
群
2M
2M
2M
2M
4. 低阶和高阶的复用和分解是一部到位，使设备大大简化；
5. 帧结构中安排了丰富的段开销，提高了OMA能力；
6. IP在STM-1上兼容，实现了IP over SDH。
SDH TM
终端复用器
SDH ADM
（DXC）
分插复用器
SDH TM
终端复用器
140M
2M
34M
140M2M 34M
140M
STM-N
34M
2M STM-N
140M
PDH
光
端
机
3
次
群
4
次
群
PDH
光
端
机
34M
4
次
群
140M34M
3
次
群
2
次
群
2M
2M
2M
2M
8M
SDH SDH 的缺点的缺点
SDH核心：标准光接口 同步复用 强大的网管能力
1 频 带 利 用 率 不 如 传 统 的 PDH 系 统；
2 指 针 调 整 增 加 了 设 备 的 复 杂 性；
3 低 频 抖 动 和 漂 移 性 能 易 于 损 伤， 特 别 在
PDH 到 SDH 的 过 渡 时 期；
4 强 大 的 软 件 控 制 能 力 潜 在 重 大 故 障 的
隐 患。
想一想：
什么是SDH?(中文含义）
SDH设备为什么能实现横向兼容？
SDH是同步数字系列，集复用、线路传输和交叉
连接为一体，并由统一网管进行管理的综合信息网。
SDH设备对网络节点接口进行了统一的规范（速
率、帧结构和复接方法等）,使各厂家设备横向兼容。
二、速率与帧结构
同步数字系列的速率同步数字系列的速率
SDH具有统一规范的速率，信号以同步传送模块（STM）的形式
传输。基本模块是STM-1，高等级速率以字节交错间插方式同步复用。
简称 SDH 等级 标称速率
155M STM-1（1920CH） 155520Kb/s
622M STM-4（7680CH） 622080Kb/s
STM-16（30720CH） 2488320Kb/s
10G STM-64（122880CH） 9953280Kb/s
40G STM-256（491520CH）39813120Kb/s
帧结构帧结构
9 行
261 ×N列（字节）
1
2STM-N净负荷
（含POH）
用于通道性能监视、管理和控制
9×N 列
RSOH
AU-PTR
MSOH
容量 = 9 ×270 ×N 字节
8000帧/秒
125
SDH 具有统一的帧结构（270 ×N 列， 9 行） N=1、4、16、64，256。
主要由段开销（SOH）、净负荷（含POH）和指针（AU-PTR）组成。
指针指示信
息净负荷在
STM-N中的
位置
段开销用于
网络运行、
管理和维护
帧结构帧结构
• 由于其帧频为8000帧/秒，所以STM-1的传输速率为270＊9
＊8＊8000＝155520Kbit/s
• STM-N的帧频为8000帧/秒，这就是说信号帧中某一特定字
节每秒被传送8000次，那么该字节的比特速率是
8000×8bit＝64kbit/s。这个数字是不是也很眼熟，
64kbit/s是一路数字电话的传输速率。
• 其传输的方式为从左向右，从上向下。从图中看出，STM-
N的帧结构由3部分组成：段开销，包括再生段开销
（RSOH）和复用段开销（MSOH）；管理单元指针（AU-
PTR）；信息净负荷（payload）。
帧结构帧结构
SDH TM
终端复用器
SDH ADM
（DXC）
分插复用器
SDH TM
终端复用器
RS RSRS
REG
再生器
通道
支
路
信
号
（再生段）
MS（复用段）
支
路
信
号
支路信号
通道
MS（复用段） MSOH
RSOH
MSOH
RSOH
POH
RSOH
POH
通道
POH
SDHSDH开销类型和相关开销实体开销类型和相关开销实体
RSOH、MSOH、POH的区别
RSOH、MSOH、POH提供了对SDH信号的层层细化的监
控功能。例如系统，RSOH监控的是整个STM-16的信号
传输状态；MSOH监控的是STM-16中每一个STM-1信号的传
输状态；POH则是监控每一个STM-1中每一个打包了的低速
支路信号（例如2Mbit/s）的传输状态。这样通过开销的
层层监管功能，使你可以方便地从宏观（整体）和微观
（个体）的角度来监控信号的传输状态，便于分析、定位。
帧结构帧结构
段开销(SOH)
ll SOHSOH加到信息净荷中而建立加到信息净荷中而建立STM-NSTM-N。。
ll SOHSOH包含帧码、维护、信息、性能监视和其它运包含帧码、维护、信息、性能监视和其它运
行功能。行功能。
ll SOHSOH可分为再生段开销（可分为再生段开销（RSOHRSOH）和复用段开销）和复用段开销
（（MSOHMSOH）。）。
ll RSOHRSOH在中继器终结，在中继器终结，SOHSOH的第的第1-31-3行。行。
ll MSOHMSOH透明通过中继而在透明通过中继而在AUGAUG被组装和分装的地方被组装和分装的地方
终结，终结，SOHSOH的第的第5-95-9行。行。
ll 第第44行为指针（行为指针（AU PTRAU PTR））
段开销(SOH)
A1 A1 A1 A2 A2 A2 J0
B1 E1 F1
D1 D2 D3
B2 B2 B2 K1 K2
D4 D5 D6
D10 D11 D12
D7 D8 D9
S1 M1 E2
管理单元指针（AU PRT）
9字节
9
行
RSOH
MSOH
STM-1 SOH字节安排
段开销的字节安排
段开销(SOH)
STM-4 SOH字节安排
A2 A2 A2
E1
D2
K1
D5
D11
D8
M1
36字节
A1 A1 A1
B1
D1
B2 B2 B2
D4
D10
D7
S1
9
行
J0/C1
F1
D3
K2
D6
D12
D9
E2
A1
B2
A1
管理单元指针（AU PRT）
Z0/C1 Z0/C1
段开销(SOH)
STM-16 SOH字节安排
A2 A2 A2
E1
D2
K1
D5
D11
D8
144字节
A1 A1 A1
B1
D1
B2 B2 B2
D4
D10
D7
S1
9
行
F1
D3
K2
D6
D12
D9
E2
R
S
O
H
A1
B2
A1
管理单元指针（AU PRT）
M
S
O
H
M1 。。。
J0/C1 Z0/C1 Z0/C1
段开销(SOH)
STM-64 SOH字节安排
A2 A2 A2
E1
D2
K1
D5
D11
D8
576字节
A1 A1 A1
B1
D1
B2 B2 B2
D4
D10
D7
S1
9
行
F1
D3
K2
D6
D12
D9
E2
R
S
O
H
A1
B2
A1
管理单元指针（AU PRT）
M
S
O
H
M1 。。。
J0/C1 Z0/C1 Z0/C1
段开销字节描述
l 帧码：帧码：A1, A2A1, A2。。字节码型定义为A1：11110110（F6H）
A2：00101000（28H）
当连续5帧以上（625μs）收不到正确的A1、A2字节，即连续5
帧以上无法判别帧头（区分出不同的帧），那么收端进入帧失
步状态，产生帧失步告警——OOF；若OOF持续了3ms则进入帧丢
失状态——设备产生帧丢失告警LOF，下插AIS信号，整个业务
中断。在LOF状态下若收端连续1ms以上又处于定帧状态，那么
设备回到正常状态。
l 再生段踪迹字节：再生段踪迹字节： J0J0
用来重复地发送段接入点标识符，以便使接收机能确认
其与指定的发射机处于持续连接的状态。
段开销字节描述
ll数据信道（数据信道（DCCDCC）：）： D1D1——D12D12
D1~D3字节提供一个192kb/s信道, 用于中继段DCC。
D4~D12字节提供一个576kb/s信道, 用于复用段DCC。
l 公务信道：公务信道： E1, E2E1, E2
二个字节用以提供公务话音通道。E1是RSOH的一部份,
可在中继接入。E2是MSOH的一部份, 可在复用段终端
接入。
l 使用者通道：使用者通道： F1F1
本字节是予留给使用者, 例如提供临时的数据/话音电
路供
特别的维护目的。
段开销字节描述
ll B1 B1：： BIP-8BIP-8
一个字节安排给中继段误码监测。误码监测用8比特偶校验码（BIP-8）方法, 对STM-N前
一帧扰码之后的所有比特进行BIT-8校验计数, 结果放在当前帧扰码之前的B1字节中。
ll B2 B2 ：： BIP-NBIP-N2424
B2字节分配用于复用段误码监测功能。误码检出用BIP-N24偶校验。前一STM-N帧中的所
有比特的BIP-N24偶校验值放在当前帧扰码之前的B2中; SOH的前三行不进行校验。
ll 自动保护倒换（自动保护倒换（APSAPS）信道：）信道： K1, K2K1, K2（（b1-b5b1-b5））
两个字节分配给自动保护倒换（两个字节分配给自动保护倒换（APSAPS））指令。指令。
ll 复用段远端故障指示（复用段远端故障指示（MS-RDIMS-RDI）字节：）字节： K2K2（（b6-b8b6-b8））
MS-RDI用于向发信段回送一个指示信号，表示收信端检测到来话方向故障或正接收复用段
告警指示信号（MS-AIS） 。解扰码后的K2（b6-b8）构成 “110”即为MS-RDI信号。
段开销字节描述
ll 同步状况：同步状况： S1S1（（b5-b8b5-b8））
S1字节的5-8比特分配用于同步状况消息。
l 段远端误码块（段远端误码块（MS-REIMS-REI）指示字节：）指示字节：M1M1
ll 与传输媒质有关的字节：与传输媒质有关的字节：
单纤单向,单纤双向
l 备用字节备用字节
3 3 复用结构和步骤复用结构和步骤
3 3 复用结构和步骤复用结构和步骤
中国的SDH基本复用映射结构
STM-N AU-4AUG VC-4
TUG-3
TU-12 VC-12 C-12
C-4
C-3TU-3 VC-3
N 1
3
TUG-2
7 3
1
指针处理
定位
复接
映射
139264 kbit/s
34368 kbit/s
2048 kbit/s
想一想
1、SDH、STM-1的中文含义？
2、SDH的复用方式？
3、SDH基本复用映射经过3个主要步骤？
4、SDH的帧结果由哪三部分组成？
5、SDH的三大核心特点？
目录
• SDH原理基础简介
• SDH传输组网方式
• 光纤通信原理
TM TM
TM
ADM
TM TM
1、链型
2、星型
3、树型
ADM
ADMADM
TM
TM
TM
：终端复用器TM
ADM ：分插分复用器
ADM
ADMADM
ADM
ADMADM
ADM
ADM
4、环型
5、网孔型
2. SDH2. SDH网络的生存性网络的生存性
随着科学和技术的发展，现代社
会对通信
的依赖性越来越大。通信网络的
生存性已成为
至关紧要的设计考虑，也成为市
场开放环境下
网络运营者或业务提供者之间的
重要竞争焦点。
随着科学和技术的发展，现代社会对通信
的依赖性越来越大。通信网络的生存性已成为
至关紧要的设计考虑，也成为市场开放环境下
网络运营者或业务提供者之间的重要竞争焦点。
（1）自动线路保护倒换（APS）
发
收
发
收
收
发
收
发
支
路
交
叉
交
叉
TM TM 工 作
保 护
OLT OLT
支
路
支路盘的上话同时桥接到主用和备用，下话由系统工作状态而定。当
主用群路检测到输入信号丢失（LOS）、帧失步（LOF）、MS-AIS，而
备用系统工作正常时，交叉盘输出备用群路的信号到支路盘，倒换操作只
在收端进行。当主用系统恢复正常后（5-12分钟）自动恢复到主用。
倒换桥接
1+1结构
桥接是把被保护的信号同时接到工作信道和保护信道发送。
倒换是指从保护信道而不是工作信道选择业务。
优点：可靠性高，倒换时间快。
缺点：设备利用率低，光缆故障无能为力。
你能理解桥接与倒
换吗？
（（11）自动线路保护倒换（）自动线路保护倒换（APSAPS））
MSA MST RST SPI REG MSTRSTSPI
工作 工作
A站 B站 C站
MST RST SPI REG MSTRSTSPI
保护 保护
MSA
M
S
P
MST RST SPI REG MSTRSTSPI
MST RST SPI REG MSTRSTSPI
MST RST SPI REG MSTRSTSPI
. . . . . .
M
S
P
效率高于1+1保护方案
工作 工作
工作 工作
工作 工作
MSA
MSA
MSA
MSA
MSA
MSA
MSA
MSA
W1
W2
W3
Wn
P
W1
W2
W3
Wn
P
工作段共享保护段，n 值范围为1~14。n个工作通路中任何一个或额外
业务通路与保护段连接，MSP对接收信号条件进行监视和评价（用APS）。
（（22）自）自 愈愈 环环
自愈环是指能提供冗余的带宽和/或冗余的网络
设备，使得因网络失效而受影响的业务能够自动恢
复的环网络。
SDH自愈环以其显著的经济性、较高的生存性
和可用性而成为光同步传输网最主要的拓扑结构。
单向环和双向环的概念单向环和双向环的概念
单向环 双向环
环上任意两个节点之间的双工
信号所经历的中间节点完全相同。
C
B
D
E
A
A-C
B
C
D
E
C-A
A
A-C
C-A
正常情况下，环中所有
业务信号按同一方向传输。
（（22）自）自 愈愈 环环
恢复方式与不恢复方式的区别
1、恢复方式是指在主用信道发生故障时，业务切换到备用
信道，当主用信道恢复后，再将业务切回主用信道。
2、不恢复方式是指在主用信道发生故障时，业务切换到备
用信道，当主用信道恢复后，业务不切回主用信道，而将
原备用信道转为主用信道。
（（22）自）自 愈愈 环环
（（22）自）自 愈愈 环环
通道保护环和复用段保护环的概念
通道保护环
业务量的保护是以通道为基础，倒换与否按每一个别通道的
信号质量而定，通常利用通道AIS信号来决定是否应倒换。
复用段保护环
业务量的保护是以复用段为基础，倒换与否按每一对节点间
的复用段信号的质量而定，倒换时整个复用段间的业务整个复用段间的业务都转
向保护信道。
二纤单向通道保护环（正常情况）
使用“发端桥接，收端倒换”结构，业务信号和保护信号分别由工
作光纤（W）和保护光纤（P）携带（1+1 保护），不需要APS协议。
节点4
节点1 节点2
节点3
3-1 1-3
3-1 1-3
P
W
2选1数据开关
二纤单向通道保护环（倒换后）
使用“发端桥接，收端倒换”结构，业务信号和保护信号分别由工
作光纤（W）和保护光纤（P）携带（1+1 保护），不需要APS协议。
节点4
节点1 节点2
节点3
3-1 1-3
3-1 1-3
P
W
2选1数据开关
倒换
对于单个线路失效，通道保护环可以100%
地恢复受影响的业务。
对于单个节点失效，以失效节点为目的节
点的业务将不可避免地丢失，而通过失效节
点的业务将由于通道保护环机制而得以完全
恢复。
通道保护环的保护能力
二纤双向复用段保护环
利用时隙交换技术使光纤W1和P2上的信号都置于一根光纤，用一半时
隙传业务信号，一半时隙留给保护信号；W2和P1光纤同样安排。
节点1
节点4 节点3
9-16时隙
2-3
节点2
3-2
W1/P2
W2/P1
1-8时隙
二纤双向复用段共享保护环二纤双向复用段共享保护环
a) 正常情况 b) 故障情况下的倒换
W2 / P1
P2W1 /
A
B
C
D
W2 / P1
P2W1 /
W2 / P1
P2W1 /
A
B
C
D
W2 / P1
P2W1 /
倒换
故障
利用时隙交换技术使光纤W1和P2上的信号都置于一根光纤，用一半时
隙传业务信号，一半时隙留给保护信号；W2和P1光纤同样安排。
两种自愈环的比较
1、业务容量（仅考虑主用业务）
单向通道保护环的最大业务容量是STM-N，双纤双向复用段保护
环的业务容量为M/2 ×STM-N（M是环上节点数）。
2、复杂性
二纤单向通道保护环无论从控制协议的复杂性，还是操作的复
杂性来说，都是各种倒换环中最简单的，由于不涉及APS的协
议处理过程，因而业务倒换时间也最短。二纤双向复用段保
护环的控制逻辑则是各种倒换环中最复杂的。
3、兼容性
二纤单向通道保护环仅使用已经完全规定好了的通道AIS信号来
决定是否需要倒换，与现行SDH标准完全相容，因而也容易满
足多厂家产品兼容性要求。
二纤双向复用段保护环使用APS协议决定倒换，而APS协议尚未
标准化，所以复用段倒换环目前都不能满足多厂家产品兼容
性的要求。
4. 4. 网络应用网络应用
STM16或STM4 1+1 线路保护链型结构
128X128X128X 128X
STM16或STM4分支
链型 + 链型分支（星形结构）
128X
128X
128X 128X
128X
128X
ADM
5
TM
6
TM
7
双向线路倒换环
单向通道倒换环
链型 + 环型分支
ADM
3
ADM
2
ADM
4
ADM
1
环路跨接网
ADM
ADM
ADM
ADMADM
ADM
光分支
622/155
两环内的业务可在两环内（相同或不同等级）以
各自通道保护或复用段保护的方式进行，环间业务以
子网连接保护方式进行。
ADM
ADM ADMADM
ADM
相交环
ADM
ADM
ADMADM
ADM
相切环
ADM ADM
ADM
中心节点有两个主子架，每个子架有2 块群路盘，
并且有622或155支路盘连接两个子架实现业务互通。
生存性好生存性差
问题回顾
1、单向环与双向环的区别？
2、5种网络基本的结构?
3、单向通道保护环与双纤双向复用段保护环的业务流向？
小结
目录
• SDH原理基础简介
• SDH传输组网方式
• 光纤通信原理
光纤知识概论
1、 光纤通信概念：利用光纤来传输携带信息的光波以达到
通信的目的。
典型的光纤通信系统方框图如下：
从图中可以看出，数字光纤通信系统基本上由光发送机、光纤
与光接收机组成。发送端的电端机把信息（如话音）进行模/数
转换，用转换后的数字信号去调制发送机中的光源器件LD，则
LD就会发出携带信息的光波。即当数字信号为“1”时，光源
器件发送一个“传号”光脉冲；当数字信号为“0”时，光源器
件发送一个“空号”（不发光）。光波经低衰耗光纤传输后到
达接收端。在接收端，光接收机把数字信号从光波中检测出来
送给电端机，而电端机再进行数/模转换，恢复成原来的信息。
就这样完成了一次通信的全过程。
光发送机的调制方式
光发送机的调制方式有两种：
1、直接调制也称内调制（一般速率小于等于
2、间接调制也称外调制（一般速率大于
光纤通信的优点
A、通信容量大
B、中继距离长
C、保密性能好
D、适应能力强
E、体积小、重量轻、便于施工和维护
F、原材料来源丰富，潜在的价格低廉
光纤的结构
A 纤芯 ： （直径约9-50um）折射率较高，用来传送光；
B 包层 ： （直径约125um）折射率较低，形成波导效应，与
纤芯形成全反射；
C 涂覆层/保护套 ：（直径约）强度大，能承受较大冲
击，保护光纤。
光纤呈圆柱形，由纤芯、包层与涂敷层三大部分组成，
如下图
光纤的结构
纤芯 --高透明材料
包层 --高透明材料
涂敷层 --保护层
包层折射率略小于纤芯
纤芯主要采用高纯度的SiO2二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，提高纤
芯的光折射率n1；包层也是高纯度的二氧化硅，也掺杂一些掺杂剂，主要是
降低包层的光折射率n2；涂敷层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙，增加机械强
度和可弯曲性。
光纤的分类
按材料分类：按材料分类：
•• 二氧化硅系光纤二氧化硅系光纤
•• 多组份光纤多组份光纤
•• 塑料光纤塑料光纤
光纤的分类
• 用于通信，如：光缆用于通信，如：光缆
• 用于传感器，如：光纤陀螺用于传感器，如：光纤陀螺
• 用于传输图像，如：内窥镜用于传输图像，如：内窥镜
• 其它用途，如用于传输能量其它用途，如用于传输能量
按用途分类：按用途分类：
光纤的分类
多模光纤多模光纤
单模光纤单模光纤
按传输模式分类：按传输模式分类：
光纤的种类
①、 光纤
1310nm性能最佳光纤(色散未移位光纤)。
它有二个波长工作区：1310nm与1550nm。
在 1310nm波长：色散最小 (未移位 )，小于
~
在1550nm波长：色散较大，为20ps/；但损耗很小，为~
② 、 光纤
1550nm性能最佳光纤(色散移位光纤)。
它主要用于1550nm波长工作区。
在 1550nm波长，色散较小 (色散移位 )，为
~
但它不能用于WDM方式，因会出现四波混频效应(FWM)。
光纤的种类
③ 、光纤
1550nm损耗最小光纤。它主要用于1550nm波长工作区，其损耗为
~
④ 、 光纤
它是为克服光纤的FWM效应而设计的新型光纤。其性能与光
纤类似，但既能用于WDM，又能传输TDM方式的10G。
理想情况：
A）、低色散：2~10ps/；
B)、色散斜率小于
C)、大的有效面积，可避免出现非线性效应。
各类光纤的应用状况
① 光纤
在我国占99﹪以上。虽称1310nm性能最佳光纤，但绝大部分却用于
1550nm，其原因是在1310nm无实用化光放大器。
它可会传输或以为基群的WDM系统；但传输TDM的10G ，面
临色散受限的难题(色度色散与PMD)。
② 光纤
因FWM效应而被冷落。
③ 光纤
用量不大，主要用于海缆，价位高。
④ 光纤
因既可输TDM的10G，又可传心或10G为基群的WDM系统；所以近
年倍受青睐。但理想的光纤无法实现，因在在光纤的有效横截
面积与色散斜率二方面难民均衡。
目前，光纤尚无国际统一规范。
---大的有效面积，会有效地避免非线性效应，但将导致色散斜的增加。
---小的色散斜率将会便于色散的补偿；但其有效面积却减小。
光缆的种类
1、层绞式
2、骨架式
3、大束管式
4、带状式
光纤的三大特性：纤维特性、传输特性、机械特性
1、纤维特性
主要指光纤的导光原理。
2、传输特性
主要指光纤的衰耗与色散
3、机械特性
主要指光纤的抗牵引的能力
光纤的传输特性--衰耗
光纤的衰耗是影响系统传输距离的重要因素，因此努力把光纤的衰耗
降低到最低，是长期以来人们一直奋斗的目标。
使光纤产生衰耗的原因很多，但可归纳如下：
本征吸收
吸收衰耗
杂质吸收
线性散射
衰耗 散射衰耗 非线性散射
结构不完整散射
其它衰耗（微弯曲衰耗）
光纤的传输特性--衰耗
1、本征吸收
定义：构成光纤材料本身所固有的吸收作用。
纯二氧化硅对光的吸收作用所引起的光纤衰耗是比较小，在600-900NM波长
范围稍大，但小于1dB/km,而在1000-1800波长范围，几乎为零。
2、杂质吸收
光纤中的杂质对光的吸收作用，是造成光纤衰耗的主要原因。
光纤中的杂质大致可以分为二大类，即过渡金属离子与氢氧根离子。
过渡金属离子包括铜、铁、铬、钴、锰、镍离子等，这些离子在光的作用下会
发生震动而吸收光能量；每种离子都有自己的吸收峰波长，上述过渡金属离
子的吸收峰波长都落在600~1800nm波长范围。
氢氧根离子对光的吸收峰波长落在1000~1800nm波长范围；因此在此波长范围
氢氧根离子的含量多少对光纤的衰耗具有重大影响。
光纤的传输特性--衰耗
·散射衰耗
定义：所谓散射衰耗是指光在光纤中发生散射时所引起的衰耗。
光的散射现象可分为线性散射与非线性散射。
1、线性散射衰耗-----瑞利散射
所谓线性散射，是指由于光纤材料内部的密度不均匀引起的，从而使折射率沿
纵向产生不均匀，其不均匀点的尺寸比光波波长还要小，光在光纤中传输，
遇到这些比波长小，带有随机起伏的不均匀物质时，改变了传输方向，产生
了散射。这样，线性散射会把光功率辐射到光纤外部而引起衰耗。
瑞利散射是典型的线性散射，它与波长的4次方成反比，即光波长越长，瑞利
散射衰耗越小。
光纤材料不均匀，会造成其折射率分布不均匀，易产生瑞利散射。
2、 非线性散射衰耗
所谓非线性散射，是指某光波长模式的部分功率非线性地转换到其它的波长中。
布里渊散射与拉曼散射是典型的非线性散射。
如果光纤中的光功率过大，就会出现非线性散射现象。因此防止发生非线性散
射的根本方法，就是不要使光纤中的光功率信号过大，如不超过+25dBm。
光纤的传输特性--衰耗
·其它衰耗
其它衰耗包括微弯曲衰耗与连接衰耗等；它们占的比例很小。
总之，在影响光纤衰耗的诸多因素中，最主要的是杂质吸收所
引起的衰耗。光纤材料中的杂质如氢氧根离子与过渡金属离
子对光的吸收能力极强，它们是产生光纤衰耗的主要因素。
因此要想获得低衰耗光纤，必须对制造光纤用的原材料二氧
化硅等进行非常严格的化学提纯，使其杂质的含量降到几个
PPb以下。
衰耗系数a
衰耗系数是多模光纤最重要的特性参数之一（另一个是带宽系
数）。因为在很大程度上决定了多模光纤通信的中继距离。
衰耗系数的定义为：每公里光纤对光功率信号的衰减值。其表
达式为：
a=10㏒PI /PO (dBm/km)
其中
Pi为输入光功率值（瓦特）
PO为输出光功率值（瓦特）
长度为L公里的光纤的衰耗值为A = aL 。
光纤的传输特性--色散
色散的定义：当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的
光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，甚至有了明显
的失真，这说明光纤对光脉冲有展宽的作用，即光纤存在
色散。这主要是光脉冲的前端和后端在光纤中传输的距离
不一致，导致脉冲变宽。
光纤的色散是引起光纤带宽变窄的主要原因，光纤带宽
变窄会限制光纤的传输容量，同时，也限制了光信号的传
输距离。
光纤色散的分类：
光纤的色散可以分为三部分，即模式色散、材料色散和波导色散。
模式色散：主要对多模光纤而言，对单模光纤来说，因只有一个模式传
播，不存在模式色散的问题。
定义：多模光在多模光纤中传输时会存在许多种传输模式，而每种传输
模式具有不同的传播速度和相位，因此虽然在输入端同时输入光脉冲信
号，但到达接收端时的时间却不一致，于是产生了脉冲展宽的现象，叫
模式色散。
材料色散：是指组成光纤的材料二氧化硅本身所产生的色散。
波导色散：波导色散是指由光纤的波导结构所引起的色散。
光接口标准与参数
1、 光接口类型与代码
①第一类光接口
不含光放大器以及线路速率低于10G/s的接口。
光接口代码：
W:I-代表局内通信；S-代表短距离通信；
L-代长距离通信；V-代表甚长距离通信；
U-代表超长距离通信。
Y:代表STM等级，Y=1、4、16、64。
*同步光缆系统(十四)
Z：代表使用光纤类型与工作窗口；
光纤，工作波长为1310nm；
光纤，工作波长为1550nm；
光纤，工作波长为1550nm；
光纤，工作波长为1550nm。
例：：工作在光纤的1550nm波长区，传输速率为的长距离光接
口。
：工作在光纤的1310nm波长区，传输速率为的短距离光接口。
光源标称波长(nm)
光纤类型
1310 1310 1550 1310 1550
目标传输距离
(km)
2 ~15（STM-64为
20）
~40 ~80
I-1
I-4
I-16
I-64
STM-1
STM-4
STM-16
STM-64
STM
等级
应 用 局内通信 短距离局间通信 长距离局间通信
应用代码：I 表示局内通信，S 表示短距离、L 表示长距离、
V 表示甚长距离、U 表示超长距离局间通信。字母后第一位
数字表示STM 等级，第二位数字表示光纤类型和工作波长。
光接口标准与参数
速率等级 距离 接收点 发送点
STM-1
局内 -23至-8 -8至-15
短距 -28至-8 -8至-15
长距 -34至-10 0至-5
STM-4
局内 -23至-8 -8至-15
短距 -28至-8 -8至-15
长距 -28至-10 -2至—3
STM-
16
局内 -18至-3 -3至-10
短距 -18至0 0至-5
长距 -26至-9 1至-4
光接口标准
光接口标准与参数
1、 第一类光接口参数
①光发送机
A)：发送光功率Ps
在规定伪随机码序列的调制下，光发送机在参考点S的平均发光功率。如
-3~+2dBm。
②光接收机
A)：接收灵敏度
在规定误码率要求的条件下(如1*10¯¹º)，光接收机在参考点所能承受的
最大光功率值(dBm)。
B)：过载光功率
在规定误码率要求的条件下(如1*10-¹º)，光接收机在参考点R所能承受
的最大光功率值(dBm)
光缆的接续
• 光纤纤芯 光纤芯径 8 m ，错位 2 m 导致 db
衰减
• 纤芯轴向夹角 纤芯有 1 夹角，导致 dB 接头损耗
• 光纤端面倾斜 倾角 1 时，导致 dB 接头损耗
• 光纤芯径不同 芯径相差 10%，损耗增加 dB
光纤对接续影响
光缆的接续
如果光纤芯径 8 m ，错位 2 m 导致 db衰减
如果要求接头损耗 < dB，纤芯错位一定要 <
m
2 m
光纤纤芯：
光纤1 光纤2
光缆的接续
纤芯有 1 夹角，导致 dB 接头损耗
如果要求接头损耗 < dB，纤芯夹角应 <
纤芯轴向夹角：
1
光纤1 光纤2
光缆的接续
倾角 1 时，导致 dB 接头损耗
光纤端面倾斜：
1
光纤1 光纤2
光缆的接续
芯径相差 10%，损耗增加 dB
光纤芯径不同：
光纤1 光纤2
维护注意事项
1、机房环境温度：＋5 —＋40摄氏度
2、设备电源电压：-48V±15%（烽火） -48V±20%（华为）
3、拔纤时注意激光别正对眼睛，以免伤眼。
4、保持机房清洁干净，防尘防潮,机房湿度：≤85% ，防止鼠虫进入。
5、按计划对设备进行各项例行检查，并记录检查结果。
6、按计划清洗风扇防尘网，如果发现设备表面温度过高，应检查防尘网是否堵塞，风扇
是否运转正常，保证稳定的温度范围。
长期工作温度: 5度---40度
短期工作温度: 0度---45度
机房温度最好保持在20℃左右。
7、对设备硬件进行操作时应带防静电手腕。操作前联系传输网管进行确认。
8、施工完毕后，清理机房卫生，子架上散热孔不应有杂物。(如2M线缆,尾纤等)。
9、布放尾纤时，应随时张贴尾纤标签，并保证标签字迹清晰，内容明确。光纤的弯曲半
径不小于60MM
• 一、保持机房清洁干净，防尘防潮，防止鼠虫进入。
• 二、按计划对设备进行各项例行检查，并记录检查结果。
• 三、按计划清洗风扇防尘网，如果发现设备表面温度过高，应检查防尘网是否堵塞，
风扇是否运转正常，保证稳定的温度范围。
• 长期工作温度: 5度---40度
短期工作温度: 0度---45度
机房温度最好保持在20℃左右。
• 四、对设备硬件进行操作时应带防静电手腕。操作前联系传输网管进行确认。
• 五、施工完毕后，清理机房卫生，子架上散热孔不应有杂物。(如2M线缆,尾纤等)。
• 六、布放尾纤时，应随时张贴尾纤标签，并保证标签字迹清晰，内容明确。
课程回顾
1、光端机的两种调制方式？
2、光纤的组成？
3、平均发送光功率、灵敏度、与过载点的概念
4、光接口标准
5、光缆接续
谢 谢谢 谢
