以优质的产品﹑优惠的价格﹑优秀的服务回报客户!
Commitment to enhance customer brand image,customer business goals!
光纤传输基础知识
2017-12-17 14:24:14| 发布者: admin| 查看: 3120
●通信容量大 ●中继距离长 ●不受电磁干扰 ●资源丰富 ●光纤重量轻、体积小
2000多年前 烽火台——灯光、旗语 1880年 光电话——无线光通信 1970年 光纤通信
●1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。 ●1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续工作的半导体激光器。 ●1970年康宁公司的卡普隆(Kapron) 之作出损耗为20dB/km光纤。 ●1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。
因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且,折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
反射率分布:表征光学材料的一个重要参数是折射率,用N表示,真空中的光速C与材料中光速V之比就是材料的折射率。 N=C/V 光纤通信用的石英玻璃的折射率约为1.5
光纤裸纤一般分为三层: 第一层:中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9-10μm,(单模)50或62.5(多模)。 第二层:中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)。 第三层:最外是加强用的树脂涂层。
1)纤芯 core:折射率较高,用来传送光; 2)包层 coating:折射率较低,与纤芯一起形成全反射条件; 3)保护套 jacket:强度大,能承受较大冲击,保护光纤。 3mm光缆 橘色 MM 多模 黄色 SM 单模
外径一般为125um(一根头发平均100um) 内径:单模9um 多模50/62.5um
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同
按光在光纤中的传输模式可分为: 多模(Multi-Mode) (简称:MM) 单模(Single-Mode)(简称:SM)
多模光纤:中心玻璃芯较粗(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。
单模光纤:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。实际上是阶跃型光纤的种,只是纤芯径很小,理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内,并在纤芯内作直线传播。光纤脉冲几乎没有展宽。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。
按材料分类: 玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高; 胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多,成本较低; 塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及短距的图像传输。
按最佳传输频率窗口:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。 常规型: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1300nm。 色散位移型: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:1300nm和1550nm。
突变型: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。
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。
光纤尺寸: 1)单模纤芯直径:9/125μm,10/125μm 2)包层外径(2D)=125μm 3)一次涂敷外径=250μm 4)尾纤:300μm 5)多模: 50/125μm,欧洲标准 62.5/125μm,美国标准 6)工业,医疗和低速网络:100/140μm, 200/230μm 7)塑料:98/1000μm,用于汽车控制
造成光纤衰减的主要因素有:本征,弯曲,挤压,杂质,不均匀和对接等。 本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。 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。 挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。 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。 不均匀:光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。 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。
1)按敷设方式分有:自承重架空光缆,管道光缆,铠装地埋光缆和海底光缆。 2)按光缆结构分有:束管式光缆,层绞式光缆,紧抱式光缆,带式光缆,非金属光缆和可分支光缆。 3)按用途分有:长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。
光缆的接续与成端是光缆线路维护人员必须掌握的基本技能。 光缆的接续技术分类: 1)光纤的接续技术和光缆的接续技术两部分。 2)光缆的成端类似光缆的接续,只不过由于接头材料不同而操作该当也有所不同。
光缆接续一般可分为两大类: 1)光纤的固定接续(俗称死接头)。一般采用光纤熔接机;用于光缆直接头。 2)光纤的活动接头(俗称活接头)。用能够拆卸的连接器连接(俗称活接头)。用于光纤跳线、设备连接等地方
由于光纤端面的不完整性和光纤端面压力的不均匀性,一次放电熔接光纤的接头损耗还比较大,现在采用二次放电熔接法。先对光纤端面预热放电,给端面整形,去除灰尘和杂物,同时通过预热使光纤端面压力均匀。
光纤连接损耗的监测方法有三种: 1、在熔接机上进行监测。 2、光源、光功率计监测。 3、OTDR测量法
光纤接续操作一般分为: 1、光纤端面的处理。 2、光纤的接续安装。 3、光纤的熔接。 4、光纤接头的保护。 5、余纤的盘留五个步骤。
通常整个光缆的接续按以下步骤进行: 第一步:大量好长度,开剥光缆,除去光缆护套; 第二步:清洗、去除光缆内的石油填充膏。 第三步:捆扎好光纤。 第四步:检查光纤心数,进行光纤对号,核对光纤色标是否有误; 第五步:加强心接续; 第六步:各种辅助线对,包括公务线对、控制线对、屏蔽地线等接续(如果有上述线对。 第七步:光纤的接续。 第八步:光纤接头保护处理; 第九步:光纤余纤的盘库留处理; 第十步:完成光缆护套的接续; 第十一步:光缆接头的保护。
1310 nm : 0.35 ~ 0.5 dB/Km 1550 nm : 0.2 ~ 0.3dB/Km 850 nm : 2.3 ~ 3.4 dB/Km 光纤熔接点损耗:0.08dB/点 光纤熔接点 1点/2km
1)衰减 衰减:光在光纤中传输时的能量损耗单模光纤1310nm 0.4~0.6dB/km1550nm 0.2~0.3dB/km塑料多模光纤300dB/km
2)色散 色散(Dispersion):光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。 模间色散:只发生在多模光纤,因为不同模式的光沿着不同的路径传输。 材料色散:不同波长的光行进速度不同。 波导色散:发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时,会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中,通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。
光纤类型 G.652零色散点在1300nm左右 G.653零色散点在1550nm左右 G.654负色散光纤 G.655色散位移光纤 全波光纤
3)散射 由于光线的基本结构不完美,引起的光能量损失,此时光的传输不再具有很好的方向性。
基本光纤系统的构架及其功能介绍: 1.发送单元:把电信号转换成光信号; 2.传输单元:载送光信号的介质; 3.接收单元:接收光信号并转换成电信号; 4.连接器件:连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。
主要功能再分配光信号 重要应用在光纤网络 尤其是应用在局域网 在波分复用器件上应用
基本结构 耦合器是双向无源器件 基本形式有树型、星型 ——与耦合器对应的有分路器(splitter)
以图形表示
WDM—Wavelength Division Multiplexer在一条光纤中传输多个光信号,这些光信号频率不同,颜色不同。波分复用器就是要把多个光信号耦合进同一根光纤中;解波分复用器就是从一根光纤中把多个光信号区分出来。
波分复用器(图例)
发送单元
接收单元
放大器
数字系统中脉冲的定义: 1.振幅:脉冲的高度在光纤系统中表示光功率能量。 2.上升时间:脉冲从最大振幅的10%上升到90%所需要的时间。 3.下降时间:脉冲从振幅的90%下降到10%所需要的时间。 4.脉冲宽度:脉冲在50%振幅位置的宽度,用时间表示。 5.周期:脉冲特定的时间,就是完成一个循环所需要的工作时间。 6.消光比:1信号光功率于0信号光功率的比值。
光纤通信中常用单位的定义:
1. dB = 10 log10 ( Pout / Pin ) Pout :输出功率 ; Pin :输入功率
2. dBm = 10 log10 ( P / 1mw) 是通信工程中广泛使用的单位; 通常表示以1毫瓦为参考的光功率; example: –10dBm表示光功率等于100uw。
3. dBu = 10 log10 ( P / 1uw) |
网站地图
产品导航:卫星天线 视频编码器 高清编码器 邻频调制器 复用器 数字调制器 QAM调制器 数字电视调制器 卫星接收机 光接收机 有线电视放大器 调制器 H264编码器 干线放大器 酒店IPTV网络互动电视解决方案 酒店数字电视解决方案 酒店卫星电视机房系统 网络视频编码器 宾馆有线电视系统方案
友情链接: 酒店IPTV网络电视设备博客 数字电视设备厂家博客 河北数字电视 江西卫星电视 湖北有线数字电视 安徽卫星电视IPTV 山东数字电视 广东有线电视 福建IPTV网络电视直播 北京IPTV网络电视点播 上海数字电视 江苏卫星电视 浙江有线电视 酒店IPTV网络电视设备 长沙航天和一微博 酒店数字电视设备 湖南电视台 湖南IPTV网络电视 中国有线电视网络 国家广电总局官网 长沙航天和一机电 宾馆IPTV网络电视产品
联系我们:电话:0731-88167648 88147436 手机:13755148565
邮箱:414380395@qq.com 微信号:catv888
地址:湖南省长沙市岳麓区枫林三路217号(航天管理局)