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1、光纖傳輸簡介和光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)計指南一、概述光纖即為光導(dǎo)纖維的簡稱。光纖通訊是以光波為載頻，以光導(dǎo)纖維為傳輸媒介的一種通信方式。光纖通訊之所以在最近短短的二十年中能得以迅猛的發(fā)展，是由于它具有以下的突出優(yōu)點而決定：1、傳輸頻帶寬、通訊容量大。光載波頻率為5X1014MHz,光纖的帶寬為幾千兆赫茲甚至更高。2、信號損耗低。目前的實用光纖均采用純凈度很高的石英(SiO2)材料，在光波長為1550nm附近，衰減可降至0.2dB/km,已接近理論極限。因此，它的中繼距離可以很遠。3、不受電磁波干擾。因為光纖為非金屬的介質(zhì)材料，因此它不受電磁波
2、的干擾。4、線徑細(xì)、重量輕。由于光纖的直徑很小，只有0.1mm左右，因此制成光纜后，直徑要比電纜細(xì)，而且重量也輕。因此，便于制造多芯光纜。5、資源豐富。光纖通訊除了上述優(yōu)點之外，還有抗化學(xué)腐蝕等特點。當(dāng)然光纖本身也有缺點，如光纖質(zhì)地脆、機械強度低；要求比較好的切斷、連接技術(shù)；分路、耦合比較麻煩等。二、光纖和光纜1、光纖的分類①按照傳輸模式來劃分：光纖中傳播的模式就是光纖中存在的電磁場場形，或者說是光場場形(HE)。各種場形都是光波導(dǎo)中經(jīng)過多次的反射和干涉的結(jié)果。各種模式是不連續(xù)的離散的。由于駐波才能在光纖中穩(wěn)定的存在，它的存在反映在
3、光纖橫截面上就是各種形狀的光場，即各種光斑。若是一個光斑，我們稱這種光纖為單模光纖，若為兩個以上光斑，我們稱之為多模光纖。l單模光纖(Single-Mode)單模光纖只傳輸主模，也就是說光線只沿光纖的內(nèi)芯進行傳輸。由于完全避免了模式色散，使得單模光纖的傳輸頻帶很寬，因而適用于大容量，長距離的光纖通訊。單模光纖使用的光波長為1310nm或1550nm。l多模光纖(Multi-Mode)在一定的工作波長下(850nm/1300nm)，有多個模式在光纖中傳輸，這種光纖稱之為多模光纖。由于色散或像差，因此，這種光纖的傳輸性能較差，頻帶較窄，
4、傳輸容量也比較小，距離比較短。②按照纖芯直徑來劃分：l50/125(μm)緩變型多模光纖l62.5/125(μm)緩變增強型多模光纖l8.3/125(μm)緩變型單模光纖備注：50/62.5/8.3μm均為光纖的光芯直徑數(shù)，125μm均為光纖玻璃包層的直徑數(shù)。③按照光纖芯的折射率分布來劃分：l階躍型光纖(Stepindexfiber)，簡稱SIF；l梯度型光纖(Gradedindexfiber)，簡稱GIF；l環(huán)形光纖(ringfiber)；lW型光纖2、光纜：點對點光纖傳輸系統(tǒng)是通過光纜進行連接。光纜可包含1根光纖(有時稱單纖)或
5、2根光纖(有時稱雙纖)，或者更多(48纖、1000纖)。3、光纖輔助器件：l光纖配線架(Housing)用于室內(nèi)光纖網(wǎng)絡(luò)配線系統(tǒng)。l光纖活動連接器(Connector)用于各類光纖設(shè)備(如光端機等)與光纖之間的連接。(ST-FC-SC)l光纖適配器和衰減器(AdaptorandAttenuator)光纖適配器用于各類光纖設(shè)備與光纖連接方式的轉(zhuǎn)換。光纖衰減器用于減弱輸入光功率，從此避免由于輸入光功率超強而使光接收機產(chǎn)生的失真。l光分路器(Coupler)適用于將一根光纖信號分解為多路光信號輸出(如：計算機網(wǎng)絡(luò)、CATV系統(tǒng)等)。l光波
6、分復(fù)用器(WDM)用于光路中不同波長的光的分離或混合。三、光纖系統(tǒng)設(shè)計簡介1、設(shè)計思路：系統(tǒng)的設(shè)計思路：設(shè)計者能選擇最有效及最節(jié)省成本的方式來傳遞光信號。要做到這一點，設(shè)計者必須了解系統(tǒng)中各個不同部件的要求和損耗，具體損耗如下表1：項目損耗1、連接器類型：ST連接器 1.00dBFC和SC連接器0.5dB2、光纖類型：多模光纖@850nm3.0～3.5dB/km多模光纖@1300nm1.0～1.5dB/km單模光纖@1310nm0.35～0.4dB/km單模光纖@1550nm0.2～0.3dB/km3、接口類型：對接（Butt）2.
7、0dB機械連接(Mechanical)0.5dB熔接(Fusion)0.1～0.2dB4、配線板：2.0dB除此之外，設(shè)計者還必須從以下幾個方面的情形著手考慮：l光纖系統(tǒng)是要傳輸視頻、音頻、數(shù)據(jù)、還是這些信號的組合？l這些信號是單向還是雙向？l信號的傳輸距離有多遠？l光纖系統(tǒng)的光學(xué)損耗預(yù)算是多少？l系統(tǒng)中光學(xué)損耗的總和和光端機允許的光學(xué)最大衰減值相比較的結(jié)果如何？2、光學(xué)傳輸損耗：光學(xué)損耗值或全部衰減值，是接收機和發(fā)射機之間各個獨立部件損耗的總和。引起光學(xué)損耗的主要原因有：l光纖每公里損耗l光纖耦合器的損耗l連接器的損耗l接口的損耗
8、在計算這些損耗時，不可能十分準(zhǔn)確，制造廠商將給出標(biāo)準(zhǔn)范圍并制定以下內(nèi)容的容限，如接頭的類型，光源發(fā)射器的壽命和狀態(tài)，以及包括溫度變化在內(nèi)的環(huán)境因素等。在估算光功率損耗時，可參考上面損耗表，進行預(yù)算。3、最大衰減值：一般光端機都標(biāo)有最大
