光纤通信必须掌握的基础知识

2019-08-02  来自: 河南宗正建设工程有限公司 浏览次数:217

    网络传输已经是我们生活不可缺少的一部分了,而光纤就是支撑整个传输系统的硬件设施,所以我们需要详细的了解光纤,才可以利用它为我们生活服务。光纤相关的产品有很多,例如光纤光缆、光纤跳线、光纤适配器、MPO/MTP数据中心、光纤配线箱等,既然知道了光纤的潜力无限,下面就一起来学习一下光纤传输的相关知识。

 

传输网络三层面

 底层:包括管道段,人井、手井、管孔/子管孔、线杆、引上井、标石等基础设施,还包括局站、机房等空间资源,它们为上层设备(DWDM/SDH/PDH/ODF/DDF等)、电缆、光缆等提供承载服务。

 中间层:包括电缆、光缆、光缆段、电缆段、纤芯、ODF、DDF、交接箱、分线盒、光交接箱、光分歧接头、接线盒等,它们为上层传输逻辑网络提供承载服务。

 上层:包括各类传输网络设备和网络连接(DWDM/SDH/PDH),以及传输网络的逻辑资源,如:波分复用设备、传输复用设备,交叉设备、中继设备(TM、ADM、DXC、REG)等以及波道、通道、电路等。

传输实现的方式和原理:

 工作层面(OSI):物理层(BIT)、数据链路层(FRAME)物理介质(有线传输介质和无线传输介质):双绞线、同轴电缆、光缆、微波等。

传输系统

 DWDM:密集波分复用传输系统

 SDH:(光)同步数字传输体制(协议)

 PDH:准同步数字传输体制(协议)

光纤通信概论:

 概念:以光为信息载体,利用光纤传输携带信息的光波,以达到通信的目的。

光纤的分类:

 按折射率分布分类:阶跃光纤和渐变光纤

 按传播模式分类:单模光纤和多模光纤

 阶跃光纤和渐变光纤:在纤芯与包层区域内,其折射率分布分别是均匀的,其值分别为n1 与n2,但在纤芯与包层的分界处,其折射率的变化是阶跃的.

 光纤轴心处的折射率大(n1),而沿剖面径向的增加而逐渐变小,其变化规律一般符合抛物线规律,到了纤芯与包层的分界处,正好降到与包层区域的折射率n2 相等的数值;在包层区域中其折射率的分布是均匀的即为n2。

单模和多模光纤:

 光是一种频率极高(3×1014 赫兹)的电磁波,当它在波导──光纤中传播时,根据波动光学理论和电磁场理论,需要用麦克斯韦式方程组来解决其传播方面的问题。而通过繁琐地求解麦氏方程组之后就会发现,当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时,光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播,如TMmn模、TEmn模、HEmn模等等(其中m、n=0、1、2、3、……)。其中HE11模被称为基模,其余的皆称为高次模.光纤的几何尺寸(主要是芯径)可以与光波长相比拟时,如芯径d1 在5~10 微米范围,光纤只允许一种模式(基模HE11)在其中传播,其余的高次模全部截止,这样的光纤叫做单模光纤。

 由于它只允许一种模式在其中传播,从而避免了模式色散的问题,故单模光纤具有极宽的带宽,特别适用于大容量的光纤通信。当光纤的几何尺寸(主要是纤芯直径d1)远远大于光波波长时(约1 微米),光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式,这样的光纤叫做多模光纤。

 不同的传播模式会具有不同的传播速度与相位,因此经过长距离的传输之后会产生时延,导致光脉冲变宽。这种现象叫做光纤的模式色散(又叫模间色散)。模式色散会使多模光纤的带宽变窄,降低了其传输容量,因此多模光纤仅适用于较小容量的光纤通信。通过渐变光纤减少模式色散,增加容量。


关键词: 光纤   通信        

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