光纖光纜基本知識.doc

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1、一、光纖　　1、概述　　光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。在多模光纖中，芯的直徑是15mm~50mm，大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯的直徑為8mm~10mm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套，以使光纖保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套，用來保護(hù)封套。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質(zhì)地脆,易斷裂,因此需要外加一保護(hù)層。其結(jié)構(gòu)如圖1所示?！　　　　￡懙厣系墓饫w通常埋在地下1米處，有時會受到地下小

2、動物的破壞。在靠近海岸的地方，越洋光纖外殼被埋在溝里。在深水中，它們處于底部，極有可能被魚類咬壞或被漁船撞壞。　　2、分類　　光纖主要分以下兩大類:　　　　1）傳輸點(diǎn)模數(shù)類　　　　傳輸點(diǎn)模數(shù)類分單模光纖(SingleModeFiber)和多模光纖(MultiModeFiber)。單模光纖的纖芯直徑很小,在給定的工作波長上只能以單一模式傳輸,傳輸頻帶寬,傳輸容量大。多模光纖是在給定的工作波長上,能以多個模式同時傳輸?shù)墓饫w。與單模光纖相比,多模光纖的傳輸性能較差?！　　　?)折射率分布類　　　　折射率

3、分布類光纖可分為跳變式光纖和漸變式光纖。跳變式光纖纖芯的折射率和保護(hù)層的折射率都是一個常數(shù)。在纖芯和保護(hù)層的交界面,折射率呈階梯型變化。漸變式光纖纖芯的折射率隨著半徑的增加按一定規(guī)律減小,在纖芯與保護(hù)層交界處減小為保護(hù)層的折射率。纖芯的折射率的變化近似于拋物線。折射率分布類光纖光束傳輸如圖2所示?！　　　　?、連接方式　　光纖有三種連接方式。首先，可以將它們接入連接頭并插入光纖插座。連接頭要損耗10%到20%的光，但是它使重新配置系統(tǒng)很容易。　　　　第二，可以用機(jī)械方法將其接合。方法是將兩根小心切

4、割好的光纖的一端放在一個套管中，然后鉗起來?？梢宰尮饫w通過結(jié)合處來調(diào)整，以使信號達(dá)到最大。機(jī)械結(jié)合需要訓(xùn)練過的人員花大約5分鐘的時間完成，光的損失大約為10%?！　　　〉谌?，兩根光纖可以被融合在一起形成堅(jiān)實(shí)的連接。融合方法形成的光纖和單根光纖差不多是相同的，但也有一點(diǎn)衰減。對于這三種連接方法，結(jié)合處都有反射，并且反射的能量會和信號交互作用?！　　　?、發(fā)送和接收　　　　有兩種光源可被用作信號源：發(fā)光二極管LED(light-emittingdiode)和半導(dǎo)體激光ILD(injectionlase

5、rdiode)。它們有著不同的特性，如下表?！　　　　　　　　」饫w的接收端由光電二極管構(gòu)成，在遇到光時，它給出一個點(diǎn)脈沖。光電二極管的響應(yīng)時間一般為1ns，這就是把數(shù)據(jù)傳輸速率限制在1Gb/s內(nèi)的原因。熱噪聲也是個問題，因此光脈沖必須具有足夠的能量以便被檢測到。如果脈沖能量足夠強(qiáng)，則出錯率可以降到非常低的水平?！　?、接口　　　　目前使用的接口有兩種。無源接口由兩個街頭熔于主光纖形成。接頭的一端有一個發(fā)光二極管或激光二極管（用于發(fā)送）。另一端有一個光電二極管（用于接收）。接頭本身是完全無源的，因而

6、是非常可靠的。　　　　另一種接口被稱作有源中繼器(activerepeater)。輸入光在中繼器中被轉(zhuǎn)變成電信號，如果信號已經(jīng)減弱，則重新放大到最強(qiáng)度，然后轉(zhuǎn)變成光再發(fā)送出去。連接計(jì)算機(jī)的是一根進(jìn)入信號再生器的普通銅線?，F(xiàn)在已有了純粹的光中繼器，這種設(shè)備不需要光電轉(zhuǎn)換，因而可以以非常高的帶寬運(yùn)行?！　　　《?、光纜　　　　光導(dǎo)纖維是一種傳輸光束的細(xì)微而柔韌的媒質(zhì)。光導(dǎo)纖維電纜由一捆纖維組成,簡稱為光纜。光纜是數(shù)據(jù)傳輸中最有效的一種傳輸介質(zhì),它有以下幾個優(yōu)點(diǎn):　　　　(1)頻帶較寬。　　(2)電磁絕緣

7、性能好。光纖電纜中傳輸?shù)氖枪馐?由于光束不受外界電磁干擾與影響,而且本身也不向外輻射信號,因此它適用于長距離的信息傳輸以及要求高度安全的場合。當(dāng)然,抽頭困難是它固有的難題,因?yàn)楦铋_的光纜需要再生和重發(fā)信號。　　(3)衰減較小?？梢哉f在較長距離和范圍內(nèi)信號是一個常數(shù)?！　?4)中繼器的間隔較大,因此可以減少整個通道中繼器的數(shù)目,可降低成本。根據(jù)貝爾實(shí)驗(yàn)室的測試,當(dāng)數(shù)據(jù)的傳輸速率為420Mbps且距離為119公里無中繼器時,其誤碼率為10—8,可見其傳輸質(zhì)量很好?！　《S電纜和雙絞線每隔幾千米就需要

8、接一個中繼器?！　　　≡谑褂霉饫|互聯(lián)多個小型機(jī)的應(yīng)用中,必須考慮光纖的單向特性,如果要進(jìn)行雙向通信,那么就應(yīng)使用雙股光纖。由于要對不同頻率的光進(jìn)行多路傳輸和多路選擇,因此在通信器件市場上又出現(xiàn)了光學(xué)多路轉(zhuǎn)換器。在普通計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中安裝光纜是從用戶設(shè)備開始的。因?yàn)楣饫|只能單向傳輸。為了實(shí)現(xiàn)雙向通信,光纜就必需成對出現(xiàn),一個用于輸入,一個用于輸出。光纜兩端接光學(xué)接口器?！　　　“惭b光纜需格外謹(jǐn)慎。連接每條光纜時都要磨光端頭,通過電燒烤或化學(xué)環(huán)氯工藝與光學(xué)接口連在一起,確保光通道不被阻塞。