网络技术 知识导论 第三次--传输介质.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * 2.5 微波-卫星（7） （5）卫星通信： 基本概念：以卫星作为中继站转发微波信号，在多个地面站之间通信。 按卫星业务描述： 固定卫星业务FSS 广播卫星业务BSS 移动卫星业务MSS 按工作轨道分类 ： （1）同步轨道 GEO （2）中轨道 MEO （3）低轨道 LEO 2.5 微波-卫星（8） 卫星通信中使用的频谱资源——波段： ① C波段：6GHz/4GHz (上行/下行) C波段对于天气的适应性较好，但C波段的工作频率被地面微波系统所共享； ② Ku波段：14GHz/11GHz，它的频段并没有被其它系统所使用，能够提供一定的终端移动性支持，但更容易受到天气因素的干扰； ③ Ka波段：30GHz/20GHz，可以提供更宽的频谱供使用，Ka波段最容易受到天气因素（如雨衰）的影响； ④ L波段：390MHz/1550MHz，受天气影响最小，但可提供的频带宽度不足。 2.5 微波-卫星（4） 卫星网络分段: 空间段 控制段 地面段 卫星通信的特点: （1）下行广播，覆盖范围广 （2）工作频带宽 （3）通信质量好 （4）信号传输时延大 （5）控制复杂 2.6 光纤（1） 2.6.1光纤通信的概念与基本原理 激光，激光器具有亮度高、谱线窄、方向性好的特点，可以产生理想的光载波。利用可以导光的玻璃纤维——光纤进行长距离的光波传输。 光纤通信的定义：光纤通信是以光波为载频，光导纤维为传输媒介的一种通信方式。光纤通信一般在发送方对信息的数字编码进行强度调制，在接收端以直接检波的方式来完成光/电变换。 2.5 光纤（2） 2.6.2 光纤的工作窗口 1．工作窗口的定义 石英光纤也具有光波通过的选择特性，对特定波长的光波的传输损耗要明显小于其它波长的光波，这些特定的波长就是光纤的工作窗口。 2．三个工作窗口 （1）0.8~0.9 μm，最低损耗2.5dB/km，采用石英多模光纤，主要应用于近距通信，目前在传输网中已很少使用； （2）1.31 μm，最低损耗0.27 dB/km，采用石英单模光纤，目前已获得大规模应用； （3）1.55 μm，最低损耗0.16 dB/km，采用石英单模适当色散光纤。目前主要用于长距离传输系统，如跨海光缆等。 2.5 光纤（3） 2.6.3 光纤的相关概念 1．光在光纤中的传播 光在空气中沿直线传播，光射向镜面时会发生反射，从一种介质进入另一种介质时，会发生折射。当光从折射率大的介质进入折射率小的介质时，如果入射角大于临界值就会发生全反射。 如果在玻璃纤维外包裹一定的材料，就可以由全反射来保证光波只在玻璃纤维中传播，这即是光导纤维的工作原理。 2．光纤的结构 实用的光纤是比人的头发丝稍粗的玻璃丝，通信用光纤的外径一般为125~140 μm。一般光纤由纤芯和包层组成，纤芯完成信号的传输，包层与纤芯的折射率不同，将光信号封闭在纤芯中传输并起到保护纤芯的作用。工程中一般将多条光纤固定在一起构成光缆。 图2-7 光纤的结构 图2-8四芯光缆剖面示意图 2.5 光纤（4） 3．光纤的分类 （1）根据光纤横截面上折射率的不同，可以分为阶跃型光纤和渐变型光纤，阶跃型光纤的纤芯和包层间的折射率分别是一个常数，在纤芯和包层的交界面，折射率呈阶梯型突变。渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小，在纤芯与包层交界处减小为包层的折射率。纤芯的折射率的变化近似于抛物线； （2）按传输模式分：分为单模光纤（Single Mode Fiber）和多模光纤（Multi Mode Fiber）。 光以一特定的入射角度射入光纤，在光纤和包层间发生全发射，从而可以在光纤中传播，即称为一个模式。 当光纤直径较大时，可以允许光以多个入射角射入并传播，此时就称为多模光纤； 当直径较小时，只允许一个方向的光通过，就称单模光纤。 由于多模光纤会产生干扰、干涉等复杂问题，在带宽、容量上均不如单模光纤。实际通信中应用的光纤绝大多数是单模光纤。 （3）按照制造光纤所用的材料分：可以分为石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤。 2.5 光纤（5） 单模光纤又可以按照最佳传输频率窗口分为：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。常规型单模光纤是将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1.31 μm，相关国际标准为ITU-T G.652。色散位移型单模光纤是将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1.31 μm和1.55 μm，相关国际标准为ITU-T G .653。 2.5 光纤（6） 4．光纤的损耗 （1）损耗：当光波通过光纤后，光的强度会被衰减，这说明光纤中存在某种物质或是由于某种原因阻挡光波信号通过，这就形成了光纤的传输损耗。 （2）固有损耗和附加损耗