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光纖基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)
來(lái)源： 閱讀：439 發(fā)布時(shí)間：2023-06-14 15:21:52
光纖基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)
1.光纖概念：
光導(dǎo)纖維（英語(yǔ)：Optical fiber），簡(jiǎn)稱光纖，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，利用光在這些纖維中以全內(nèi)反射原理傳輸?shù)墓鈧鲗?dǎo)工具。
微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常光纖的一端的發(fā)射設(shè)備使用發(fā)光二極管或一束激光將光脈沖發(fā)送至光纖中，光纖的另一端的接收設(shè)備使用光敏組件檢測(cè)脈沖。包含光纖的線纜稱為光纜。
由于信息在光導(dǎo)纖維的傳輸損失比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多，更因?yàn)橹饕a(chǎn)原料是硅，蘊(yùn)藏量極大，較易開(kāi)采，所以價(jià)格很便宜，促使光纖被用作長(zhǎng)距離的信息傳遞介質(zhì)。
光纖的主要用途，是通信。目前通信用的光纖，基本上是石英系光纖，其主要成分是高純度石英玻璃，即二氧化硅(SiO2) 。
光纖通信系統(tǒng)，就是利用光纖來(lái)傳輸攜帶信息的光波，以達(dá)到通信的目的。
2.光纖的工作原理：
光纖的工作原理是：光的全反射。
光纖的色散：
  • 色散的原因：
在光纖中，光信號(hào)是由很多不同的成分組成的，由于信號(hào)的各頻率成分或各模式成分的傳播速度不同，經(jīng)過(guò)光纖傳輸一段距離后，不同成分之間出現(xiàn)時(shí)延差，引起傳輸信號(hào)波形失真，脈沖展寬，這種現(xiàn)象稱為光纖色散。
  • 色散的影響：
光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘?hào)脈沖畸變和展寬，從而產(chǎn)生碼間干擾。為了保證通信質(zhì)量，必須增大碼間間隔，即降低信號(hào)的傳輸速率，這就限制了光纖系統(tǒng)的通信容量和傳輸距離。
  • 色散的分類：
按照色散產(chǎn)生的原因，光纖色散可分為模式色散，材料色散、波導(dǎo)色散和極化色散。
光纖的損耗：
光纖的損耗是指：光信號(hào)經(jīng)光纖傳輸后，由于吸收、散射等原因引起光功率的減小。
  • 吸收損耗
    本征吸收：光纖材料本身所固有的吸收作用。
 雜質(zhì)吸收：光纖中雜質(zhì)對(duì)光的吸收作用。
  • 散射損耗。線性散射；非線性散射；結(jié)構(gòu)不完善散射。
  • 其他衰耗：微彎曲衰耗等。光纖是柔軟的，可以彎曲，可是彎曲到一定程度后，光纖雖然可以導(dǎo)光，但會(huì)使光的傳輸途徑改變。由傳輸模轉(zhuǎn)換為輻射模，使一部分光能滲透到包層中或穿過(guò)包層成為輻射模向外泄漏損失掉，從而產(chǎn)生損耗。當(dāng)彎曲半徑大于5～10cm時(shí)，由彎曲造成的損耗可以忽略。
3.光纖通信的優(yōu)點(diǎn)：
  • 通信容量巨大。從理論上講，一根光纖可以同時(shí)傳輸100億個(gè)話路，目前同時(shí)傳輸50萬(wàn)個(gè)話路的試驗(yàn)已經(jīng)成功，比傳統(tǒng)同軸電纜、微波等高出幾千乃至幾十萬(wàn)倍。
  • 中繼距離長(zhǎng)。光纖具有極低的衰耗系數(shù)，配以適當(dāng)?shù)墓獍l(fā)送、光接收設(shè)備、光放大器、前向糾錯(cuò)與RZ編碼調(diào)制技術(shù)等，可使其中繼距離達(dá)數(shù)千公里以上，而傳統(tǒng)電纜只能傳送1.5km，微波50km，根本無(wú)法與之相比擬。
  • 保密性好
  • 適應(yīng)能力強(qiáng)。具有不怕外界強(qiáng)電磁場(chǎng)的干擾、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。
  • 因?yàn)楣饫w的基本成分是石英，只傳光，不導(dǎo)電，不受電磁場(chǎng)的作用，在其中傳輸?shù)墓庑盘?hào)不受電磁場(chǎng)的影響，故光纖傳輸對(duì)電磁干擾、工業(yè)干擾有很強(qiáng)的抵御能力。也正因?yàn)槿绱耍诠饫w中傳輸?shù)男盘?hào)不易被竊聽(tīng)，因而利于保密。
  • 體積小、重量輕
  • 原材料來(lái)源豐富、價(jià)格低廉
4.光纖的種類
按傳輸模式分類：
  • 多模光纖：可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率，而且隨距離的增加會(huì)更加嚴(yán)重。
  • 單模光纖：只能傳一種模式的光，因此其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊。
單模光纖和多模光纖對(duì)比：
 5.光纖跳線（Optical Fiber Patch Cord/Cable)：
又叫光纖連接器，兩端都有連接頭。光跳線由一根或數(shù)根一定長(zhǎng)度的光纖和光連接器構(gòu)成，光跳線用來(lái)做從設(shè)備到光纖布線鏈路的跳接線，一般用于連接光端機(jī)和終端盒。
  • 單模光纖(Single-modeFiber)：一般光纖跳線用黃色表示，接頭和保護(hù)套為藍(lán)色；傳輸距離較長(zhǎng)。單模光纜的連接距離可達(dá)10公里。
  • 多模光纖(Multi-modeFiber)：一般光纖跳線用橙色表示，也有的用灰色表示，接頭和保護(hù)套用米色或者黑色；傳輸距離較短。多模光纜的連接距離要短的多，是300米或500米（主要看激光的不同，產(chǎn)生短波長(zhǎng)激光的光源一般有兩種，一種是62.5的，一種是50的）
多模光纖通常在建筑物內(nèi)或公司園區(qū)內(nèi)具有成本效益，而單模光纖則更適合長(zhǎng)距離運(yùn)行。單模光纖可以傳輸更遠(yuǎn)的距離，但是通常需要更昂貴的設(shè)備。對(duì)于長(zhǎng)度不超過(guò)幾百米的安裝，多模式是經(jīng)濟(jì)有效的。
光纖常見(jiàn)接口類型：
光纖連接器按連接頭的結(jié)構(gòu)形式可分為：FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT-R等類型，常用的為FC、SC、ST和LC。
  • FC接口：全名叫Ferrule Connector，最早應(yīng)用于存儲(chǔ)局域網(wǎng)絡(luò)。外殼材質(zhì)為金屬，接口處有螺紋，和光模塊連接時(shí)可以固定的很好。

FC接口類型示例
  • ST接口：(Stab & Twisst)材質(zhì)為金屬，接口處為卡扣式，常用于光纖配線架

     ST接口類型示例
  • SC接口：（Square Connector）,材質(zhì)為塑料，推拉式連接，接口可以卡在光模塊上，常用于交換機(jī).
    “SC”接頭是標(biāo)準(zhǔn)方型接頭，采用工程塑料，具有耐高溫，不容易氧化的優(yōu)點(diǎn)。傳輸設(shè)備側(cè)光接口一般用SC接頭

SC接口示例
  • LC接口：（Lucent Connector）材質(zhì)為塑料，用于連接SFP光模塊，接口可以卡在光模塊上
    “LC”接頭與SC接頭形狀相似，較SC接頭小一些。“FC”接頭是金屬接頭， 一般在ODF側(cè)采用，金屬接頭的可插拔次數(shù)比塑料要多。在表示尾纖接頭的標(biāo)注中，常能見(jiàn)到“FC/PC”，“SC/PC”等。

LC接口示例
6.光纖尾纖(the tail fiber)：
又叫尾線、豬尾線，一端是連接頭，另一端是光纜纖芯的斷頭。主要用于連接光纜與光纖收發(fā)器（之間還用到耦合器、跳線等）。一般出現(xiàn)在光纖終端盒內(nèi)，通過(guò)熔接方式與其他光纜纖芯相連，可簡(jiǎn)化電纜系統(tǒng)的安裝和維護(hù)工作。
尾纖的分類：
同光纖跳線一樣，尾纖也分為單模尾纖和多模尾纖。它們兩者在色彩、波長(zhǎng)以及傳輸間隔方面有必定的差異。一般來(lái)說(shuō)，多模尾纖為橙色，作業(yè)波長(zhǎng)為850nm，傳輸間隔在500m左右；單模尾纖色彩為黃色，作業(yè)波長(zhǎng)為1310m或1550m，它可以傳輸?shù)拈g隔較長(zhǎng)，為10—40km左右。別的，依據(jù)光纖芯數(shù)的不同，尾纖又可以分為單芯尾纖、4芯尾纖、6芯尾纖、8芯尾纖、12芯尾纖、24芯尾纖等。
尾纖的作用：
尾纖首要的一個(gè)效果就是銜接。光纖和尾纖銜接，把光纜中的裸纖和光纖尾纖熔合在一起變成一個(gè)全體，而尾纖則有一個(gè)獨(dú)自的光纖頭，經(jīng)過(guò)與光纖收發(fā)器相連，將光纖和雙絞線銜接，接到信息插座。在光纖的熔接過(guò)程中，常用到以下首要東西：光端盒、光纖收發(fā)器、尾纖、耦合器、專用剝線鉗、光纖切割刀等。傳輸體系常用的尾纖有SC/PC、FC/PC、LC/PC、E2000/APC、ST/PC等五種接口。
常用的尾纖類型：
  • FC-SC類型，也就是一般所的圓轉(zhuǎn)方的尾纖。FC銜接ODF盒，SC銜接設(shè)備的光口。這種光纖銜接器在前期的SBS和Optix設(shè)備中運(yùn)用較多。
  • FC-FC類型，俗稱圓轉(zhuǎn)圓的尾纖。一般用做ODF架之間的跳纖。
  • SC-SC類型，俗稱方轉(zhuǎn)方尾纖，一般用在設(shè)備之間光板的銜接。
  • SC-LC類型，LC接口俗稱小方頭尾纖，歸于卡接式接頭。現(xiàn)在華為OSN系列設(shè)備，中興S系列設(shè)備，包含前期朗訊的波分設(shè)備，都是用的這種光纖銜接器。
  • LC-LC類型，一般用在波分設(shè)備之間的內(nèi)部連纖中，這個(gè)運(yùn)用比較少。

 

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