光纖通信基礎知識匯總!必修課!
光纖通信的優(yōu)點
通信容量大
中繼間隔長
不受電磁攪擾
資源豐富
光纖重量輕、體積小
光的根本知識
光纖結構
光纖裸纖通常分為三層:
第一層:基地高折射率玻璃芯(芯徑通常為9-10μm,(單模)50或62.5(多模)。
第二層:中間為低折射率硅玻璃包層(直徑通常為125μm)。
第三層:最外是加強用的樹脂涂層。
1)纖芯 core:折射率較高,用來傳送光
2)包層 coating:折射率較低,與纖芯一同形成全反射條件
3)維護套 jacket:強度大,能承受較大沖擊,維護光纖。
3mm光纜 橘色 MM 多模
黃色 SM 單模
光纖的尺度
外徑通常為125um(一根頭發(fā)平均100um)
內徑:單模9um 多模50/62.5um
數(shù)值孔徑
入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸,僅僅在某個視點范圍內的入射光才可以。這個視點就稱為光纖的數(shù)值孔徑。光纖的數(shù)值孔徑大些對于光纖的對接是有利的。不一樣廠家出產(chǎn)的光纖的數(shù)值孔徑不一樣
光纖的品種
按光在光纖中的傳輸形式可分為:
多模(Multi-Mode) (簡稱:MM)
單模(Single-Mode)(簡稱:SM)
多模光纖:基地玻璃芯較粗(50或62.5μm),可傳多種形式的光。但其模間色散較大,這就約束了傳輸數(shù)字信號的頻率,并且隨間隔的添加會更加嚴峻。例如:600MB/KM的光纖在2KM時則只有300MB的帶寬了。因此,多模光纖傳輸?shù)拈g隔就比較近,通常只有幾公里。
單模光纖:基地玻璃芯較細(芯徑通常為9或10μm),只能傳一種形式的光。實際上是階躍型光纖的種,僅僅纖芯徑很小,理論上只允許單一傳達途徑的直進光入射至光纖內,并在纖芯內作直線傳達。光纖脈沖幾乎沒有展寬。因此,其模間色散很小,適用于遠程通訊,但其色度色散起主要作用,這么單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的請求,即譜寬要窄,穩(wěn)定性要好。
光纖的分類
按材料分類:
玻璃光纖:纖芯與包層都是玻璃,損耗小,傳輸間隔長,本錢高
膠套硅光纖:纖芯是玻璃,包層為塑料,特性同玻璃光纖差不多,本錢較低
塑料光纖:纖芯與包層都是塑料,損耗大,傳輸間隔很短,報價很低。多用于家電、音響,以及短距的圖畫傳輸。
按最好傳輸頻率窗口:
常規(guī)型:光纖出產(chǎn)長家將光纖傳輸頻率最好化在單一波長的光上,如1300nm。
色散位移型:光纖出產(chǎn)長家將光纖傳輸頻率最好化在兩個波長的光上,如:1300nm和1550nm。
突變型:光纖基地芯到玻璃包層的折射率是突變的。其本錢低,模間色散高。適用于短途低速通訊,如:工控。但單模光纖因為模間色散很小,所以單模光纖都選用突變型。
漸變型光纖:光纖基地芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小,可使高模光按正弦形式傳達,這能減少模間色散,提高光纖帶寬,添加傳輸間隔,但本錢較高,如今的多模光纖多為漸變型光纖。
常用光纖標準
1)單模纖芯直徑:9/125μm,10/125μm
2)包層外徑(2D)=125μm
3)一次涂敷外徑=250μm
4)尾纖:300μm
5)多模:50/125μm,歐洲標準;62.5/125μm,美國標準
6)工業(yè):醫(yī)療和低速網(wǎng)絡:100/140μm, 200/230μm
7)塑料:98/1000μm,用于汽車操控
光纖衰減
形成光纖衰減的主要因素有:本征,彎曲,揉捏,雜質,不均勻和對接等。
本征:是光纖的固有損耗,包含:瑞利散射,固有吸收等。
彎曲:光纖彎曲時有些光纖內的光會因散射而損失掉,形成的損耗。
揉捏:光纖遭到揉捏時發(fā)作微小的彎曲而形成的損耗。
雜質:光纖內雜質吸收和散射在光纖中傳達的光,形成的損失。
不均勻:光纖材料的折射率不均勻形成的損耗。
對接:光纖對接時發(fā)作的損耗,如:不一樣軸(單模光纖同軸度請求小于0.8μm),端面與軸心不垂直,端面不平,對接心徑不匹配和熔接質量差等。
光纖接續(xù)的品種
光纜接續(xù)通??煞譃閮纱箢悾?
1)光纖的固定接續(xù)(俗稱死接頭)。通常選用光纖熔接機用于光纜直接頭。
2)光纖的活動接頭(俗稱活接頭)。用可以拆卸的銜接器銜接(俗稱活接頭)。用于光纖跳線、設備銜接等地方
因為光纖端面的不完整性和光纖端面壓力的不均勻性,一次放電熔接光纖的接頭損耗還比較大,如今選用二次放電熔接法。先對光纖端面預熱放電,給端面整形,去掉灰塵和雜物,同時通過預熱使光纖端面壓力均勻。
光纖銜接損耗的監(jiān)測辦法
光纖銜接損耗的監(jiān)測辦法有三種:
1、在熔接機上進行監(jiān)測。
2、光源、光功率計監(jiān)測。
3、OTDR測量法
光纖接續(xù)的操作辦法
光纖接續(xù)操作通常分為:
1、光纖端面的處理。
2、光纖的接續(xù)安裝。
3、光纖的熔接。
4、光纖接頭的維護。
5、余纖的盤留五個過程。
通常全部光纜的接續(xù)按以下過程進行:
第一步:很多好長度,開剝光纜,除掉光纜護套
第二步:清洗、去掉光纜內的石油填充膏。
第三步:捆扎好光纖。
第四步:檢查光纖心數(shù),進行光纖對號,核對光纖色標是否有誤
第五步:加強心接續(xù)
第六步:各種輔助線對,包含公務線對、操控線對、屏蔽地線等接續(xù)(如果有上述線對。
第七步:光纖的接續(xù)。
第八步:光纖接頭維護處理
第九步:光纖余纖的盤庫留處理
第十步:完成光纜護套的接續(xù)
第十一步:光纜接頭的維護。
光纖的損耗
1310 nm : 0.35 ~ 0.5 dB/Km
1550 nm : 0.2 ~ 0.3dB/Km
850 nm : 2.3 ~ 3.4 dB/Km
光纖熔接點損耗:0.08dB/點
光纖熔接點 1點/2km
常見光纖名詞
1)衰減
衰減:光在光纖中傳輸時的能量損耗單模光纖1310nm 0.4~0.6dB/km1550nm 0.2~0.3dB/km塑料多模光纖300dB/km
2)色散
色散(Dispersion):光脈沖沿著光纖跋涉一段間隔后形成的頻寬變粗。它是約束傳輸速率的主要因素。
模間色散:只發(fā)作在多模光纖,因為不一樣形式的光沿著不一樣的途徑傳輸。
材料色散:不一樣波長的光跋涉速度不一樣。
波導色散:發(fā)作原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時,會以稍有不一樣的速度跋涉。在單模光纖中,通過改變光纖內部結構來改變光纖的色散非常重要。
光纖類型
G.652零色散點在1300nm左右
G.653零色散點在1550nm左右
G.654負色散光纖
G.655色散位移光纖
全波光纖
3)散射
因為光線的根本結構不完美,引起的光能量損失,此時光的傳輸不再具有很好的方向性。
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