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光纖基礎知識總結
來源： 閱(yue)讀：357 發布時間(jian)：2023-06-14 15:21:52
光纖基礎知識總結
1.光纖概念：
光導纖維（英語：Optical fiber），簡稱光纖，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反射原理傳輸的光傳導工具。
微細的光纖封裝在塑料護套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常光纖的一端的發射設備使用發光二極管或一束激光將光脈沖發送至光纖中，光纖的另一端的接收設備使用光敏組件檢測脈沖。包含光纖的線纜稱為光纜。
由于信息在光導纖維的傳輸損失比電在電線傳導的損耗低得多，更因為主要生產原料是硅，蘊藏量極大，較易開采，所以價格很便宜，促使光纖被用作長距離的信息傳遞介質。
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，就是利用光纖來傳輸攜帶信息的光波，以達到通信的目的。
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，光信號是由很多不同的成分組成的，由于信號的各頻率成分或各模式成分的傳播速度不同，經過光纖傳輸一段距離后，不同成分之間出現時延差，引起傳輸信號波形失真，脈沖展寬，這種現象稱為光纖色散。
  • 色散的影響：
光纖色散的存在使傳輸的信號脈沖畸變和展寬，從而產生碼間干擾。為了保證通信質量，必須增大碼間間隔，即降低信號的傳輸速率，這就限制了光纖系統的通信容量和傳輸距離。
  • 色散的分類：
按照色散產生的原因，光纖色散可分為模式色散，材料色散、波導色散和極化色散。
光纖的損耗：
光纖的損耗是指：光信號經光纖傳輸后，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。
 雜質吸收：光纖中雜質對光的吸收作用。
  • 散射損耗。線性散射；非線性散射；結構不完善散射。
  • 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，光纖雖然可以導光，但會使光的傳輸途徑改變。由傳輸模轉換為輻射模，使一部分光能滲透到包層中或穿過包層成為輻射模向外泄漏損失掉，從而產生損耗。當彎曲半徑大于5～10cm時，由彎曲造成的損耗可以忽略。
3.光纖通信的優點：
  • 通信容量巨大。從理論上講，一根光纖可以同時傳輸100億個話路，目前同時傳輸50萬個話路的試驗已經成功，比傳統同軸電纜、微波等高出幾千乃至幾十萬倍。
  • 中繼距離長。光纖具有極低的衰耗系數，配以適當的光發送、光接收設備、光放大器、前向糾錯與RZ編碼調制技術等，可使其中繼距離達數千公里以上，而傳統電纜只能傳送1.5km，微波50km，根本無法與之相比擬。
  • 保密性好
  • 適應能力強。具有不怕外界強電磁場的干擾、耐腐蝕等優點。
  • 因為光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的作用，在其中傳輸的光信號不受電磁場的影響，故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵御能力。也正因為如此，在光纖中傳輸的信號不易被竊聽，因而利于保密。
  • 體積小、重量輕
  • 原材料來源豐富、價格低廉
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，這就限制了傳輸數字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。
  • 單模光纖：只能傳一種模式的光，因此其模間色散很小，適用于遠程通訊。
單模光纖和多模光纖對比：
 5.光纖跳線（Optical Fiber Patch Cord/Cable)：
又叫光纖連接器，兩端都有連接頭。光跳線由一根或數根一定長度的光纖和光連接器構成，光跳線用來做從設備到光纖布線鏈路的跳接線，一般用于連接光端機和終端盒。
  • 單模光纖(Single-modeFiber)：一般光纖跳線用黃色表示，接頭和保護套為藍色；傳輸距離較長。單模光纜的連接距離可達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，產生短波長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或公司園區內具有成本效益，而單模光纖則更適合長距離運行。單模光纖可以傳輸更遠的距離，但是通常需要更昂貴的設備。對于長度不超過幾百米的安裝，多模式是經濟有效的。
光纖常見接口類型：
光纖連接器按連接頭的結構形式可分為：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，最早應用于存儲局域網絡。外殼材質為金屬，接口處有螺紋，和光模塊連接時可以固定的很好。

FC接口類型示例
  • ST接口：(Stab & Twisst)材質為金屬，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）,材質為塑料，推拉式連接，接口可以卡在光模塊上，常用于交換機.
    “SC”接頭是標準方型接頭，采用工程塑料，具有耐高溫，不容易氧化的優點。傳輸設備側光接口一般用SC接頭

SC接口示例
  • LC接口：（Lucent Connector）材質為塑料，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側采用，金屬接頭的可插拔次數比塑料要多。在表示尾纖接頭的標注中，常能見到“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器（之間還用到耦合器、跳線等）。一般出現在光纖終端盒內，通過熔接方式與其他光纜纖芯相連，可簡化電纜系統的安裝和維護工作。
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、波長以及傳輸間隔方面有必定的差異。一般來說，多模尾纖為橙色，作業波長為850nm，傳輸間隔在500m左右；單模尾纖色彩為黃色，作業波長為1310m或1550m，它可以傳輸的間隔較長，為10—40km左右。別的，依據光纖芯數的不同，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全體，而尾纖則有一個獨自的光纖頭，經過與光纖收發器相連，將光纖和雙絞線銜接，接到信息插座。在光纖的熔接過程中，常用到以下首要東西：光端盒、光纖收發器、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方的尾纖。FC銜接ODF盒，SC銜接設備的光口。這種光纖銜接器在前期的SBS和Optix設備中運用較多。
  • FC-FC類型，俗稱圓轉圓的尾纖。一般用做ODF架之間的跳纖。
  • SC-SC類型，俗稱方轉方尾纖，一般用在設備之間光板的銜接。
  • SC-LC類型，LC接口俗稱小方頭尾纖，歸于卡接式接頭。現在華為OSN系列設備，中興S系列設備，包含前期朗訊的波分設備，都是用的這種光纖銜接器。
  • LC-LC類型，一般用在波分設備之間的內部連纖中，這個運用比較少。

 

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