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浅谈光纤通讯

来源:UC论文发表网2019-05-26 10:46

摘要:

  【摘要】比年来跟着IP业务量的爆炸式增长,电信网正开端向下一代可持续睁开的偏向睁开。光传输网是下一代网络的物理基 光纤通讯行将进入蓬勃睁开的新高潮。本文重要介绍光纤通讯的原理、优点、种类和常见的光纤故障。  【关键词】光纤通讯,原理,种类,特性  作者:杨志斌  中图分类号:TN文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)35-039-01  光纤通讯因此光波为载频,以光导纤维为...

  【摘要】比年来跟着IP业务量的爆炸式增长,电信网正开端向下一代可持续睁开的偏向睁开。光传输网是下一代网络的物理基础。光纤通讯行将进入蓬勃睁开的新高潮。本文重要介绍光纤通讯的原理、优点、种类和常见的光纤故障。


  【关键词】光纤通讯,原理,种类,特性


  作者:杨志斌


  中图分类号:TN文献标识码:A文章编号:1009-914X(2013)35-039-01


  光纤通讯因此光波为载频,以光导纤维为传输媒质的一种通讯办法。1966年英籍华人高锟博士初次提出了光导纤维的概念。1970年,美国康宁公司临盆出了衰减为20dB/km的光导纤维,同年美国贝尔试验室实现为了GaA1As半导体激光器室温下的连续工作。这两项重要效果的问世,揭开了光纤通讯的序幕,一种崭新的通讯办法由此降生。


  其简略工作原理为:电发射端机将用户信息停止模/数转换和时候复用,光发射端机将含有用户信息的电信号改变成光信号送入光纤,光信号在光纤中传输并颠末过程中继器到光接收端机,然后将接收到的光信号改变成电信号,经放大和处理后输入相应的电信号。电接收端机的感化是实现数/模变换和信息分路,将所传信号送给相应的用户,从而实现全体传输过程。


  光纤通讯之所以可以或许或许飞速睁开,是因为它具有如下的特出优点而决定。


  1.传输频带宽、通讯容量大


  由信息实践知道,载波频率越高通讯容量越大,因目前应用的光波频率比微波频率高103~104倍,所以通讯容量约可增长103~104倍。


  2.损耗低


  目前应用的光纤均为SiO2(石英)系光纤,要削减光纤损耗,重要是靠提高玻璃纤维的纯度离开达,因为目前制成的SiO2玻璃介质的纯净度高,所以光纤的损耗极低。在光波长λ=1.55μm附近,衰减有最低点,可低至0.2dB/km,已接近实践极限值。


  因为光纤的损耗低且是非金属的介质资料,因此,中继距离可以或许很长,在通讯线路中可削减中继站的数目,低落本钱且提高了通讯品格,不受电磁的干扰。


  3.线径细、重量轻


  因为光纤的直径很小,只要0.1mm阁下,因此制成光缆后,直


  径要比电缆细,而且重量也轻。如许在长途支线或市内支线上,空间利用率高,而且便于制作多芯光缆。


  4.资源丰富


  光纤通讯除上述重要优点之外,另有抗化学腐蚀等特色。当然,光纤自己也有缺点,如光纤质地脆、机械强度低;请求比较好的切断、衔接技术;分路、耦合比较麻烦等。但这些成就跟着技术的赓续睁开,都是可以或许或许克服的。


  一.光纤的布局


  目前通讯誉的光纤是石英玻璃(SiO2)制成的横截面很小的双层齐心圆柱体。未经涂覆和套塑料时称为裸光纤,由纤芯和包层构成。因为石英玻璃质地脆、易断裂,为了掩护光纤外面,提高抗拉强度和便于应用,一样平常需在裸光纤外面停止两次涂覆而构成光纤芯线,光纤芯线是由纤芯、包层、涂覆层及套塑四部分构成。


  二.光纤的种类


  1.光纤按照折射率散布分歧来分均匀光纤(突变型光纤)和非均匀光纤(渐变形光纤)两种。


  2.光纤按照传输的总模数来分单模光纤和多模光纤。


  单模光纤(SM———Single-modefiber)


  单模光纤的纤芯直径很小约为4~10μm,实践上只传输一种情势。因为单模光纤只传输主模,从而完全防止了情势色散,使得这种光纤的传输频带很宽,传输容量很大,适用于大容量、长距离的光纤通讯。


  目前,ITU-T已经在G.652、G.653、G.654和G.655中分离定义了4种分歧设计的单模光纤。此中G.652光纤便是目前普遍应用的单模光纤,称为1310nm波长机能最佳的单模光纤,它同时具有1310nm和1550nm两个窗口,零色散点位于1310nm窗口,而最小衰减窗口位于1550nm窗口;G.653光纤称为1550nm波长机能最佳的单模光纤,重要应用于1550nm工作波长区;G.654光纤称为停止波长移位单模光纤,重要应用于必要很长再生段距离的海底光纤通讯;G.655光纤是非零色散移位单模光纤,适于密集波分复用(DWDM)体系应用。


  多模光纤(MM———Multi-modefiber)


  在一定的工作波长下,当有多个情势在光纤中传输时,则这种光纤称为多模光纤。多模光纤的纤芯直径一样平常为50~75μm。多模光纤剖面折射率的散布,有均匀的和非均匀,前者称为多模均匀光纤,后者称为多模非均匀光纤。


  三.光纤的损耗特性和色散特性


  损耗特性和色散特性是光纤的两个重要特性。


  1.光纤的损耗特性光波在光纤中传输,跟着传输距离的增长而光功率逐渐下降,这便是光纤的传输损耗。光纤的每单位长度的损耗,间接相干到光纤通讯体系传输距离的长短。


  构成光纤损耗的原因很多,有来自光纤自己的损耗,也有光纤与光源的耦合损耗和光纤之间的衔接损耗。


  2.光纤的色散特性光纤中光信号中的分歧频率成分或分歧情势,在光纤中传输时,因为速率的分歧而使得流传光阴分歧,因此构成光信号中的分歧频率成分或分歧情势到达光纤终端有先有后,从而发生波形畸变的一种现象。


  这种现象表示在传一个脉冲信号时,光脉冲将跟着传输距离的延长,脉冲的宽度越来越被展现。


  光纤的色散包含情势色散、资料色散和波导色散三种。


  四.光缆的布局和种类


  为了把光纤敷设到实际线路中,并在运行中经受实际环境的侵扰,必需对被覆盖光纤再施掩护,做成光缆。光缆的种类很多,但不论光缆的详细布局情势如何,都是由缆芯、护套和增强元件构成。


  按照缆中光纤数分为单芯光缆和多芯光缆。


  五.常用测试仪表的用途和常见的光纤故障


  对运行中光缆线路的掩护重要是实时发现成就和正确处理成就。


  1.光时域反射仪(OTDR)简称光时域计,它是颠末过程被测光纤中发生的背向瑞利散射信号来工作的,所以又叫做背向散射仪。重要用来测量光纤的长度、光纤故障点、光纤衰耗和光纤接头损耗等。是光纤临盆、施工和掩护中不行缺少的仪表。


  OTDR由激光源将一束光脉冲发射到被测光纤中。通常要抉择脉冲的宽度。由被测光纤链路特性及光纤自己特性反射回的信号返回OTDR。信号颠末过程一耦合器到接收机,在那里光信号被转换为电信号。末了经阐发并显示在屏幕上。


  由光阴值乘以光在光纤中的速率即获得距离,如许,OTDR可以或许显示返回的相对光功率对距离的相干。有了这个信息,就可得出无关链路的非常重要的特性如下:


  距离:链路上特征点(如接头、弯曲点等)的地位,链路的距离等。


  ①损耗:单个光纤接头的损耗。②衰减:链路中光纤的衰减。③反射:一事件的反射大小,如活接头。


  2.光功率计光通讯离不开光功率这个重要参数。发送机输入光功率、接收光功率、接收灵敏度和静态规模的测量,实际上也是在称心一定误码率条件下测量能接收的最小光功率和最大光功率。光纤衰耗、接头衰耗的测量、实际上也是测量光纤两端的光功率。而光功率计便是测量光功率的仪表,所以它是光通讯科研、临盆、施工掩护中必备的仪表之一。


  六、结束语


  电信网正开端向下一代可持续睁开的偏向睁开,而修建具有弘大传输容量的光纤基础举动措施是下一代网络的物理基。从光纤通讯的睁开现状与趋向来看,完全有来由认为光纤通讯进入了又一次蓬勃睁开的新高潮。而这一次睁开高潮触及的规模更广,技术更新更难,影响力更大和影响面更宽,势必对全体电信网和信息业发生加倍深远的影响。它的演变和睁开结果将在很大程度上决定电信网和信息业的未来大情势,也将对下一世纪的社会经济睁开拓生弘大影响。


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