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纤亿通之光纤传输知识必备大全

[来源：纤亿通可以] [日期：2021-07-13] [点击数：1926]

光纤传输是弱电行业必须掌握的基础知识，如果你想加入弱电行业，首先要阅读这篇文章。

第一：光纤通信的优点

传输距离远：光纤连接距离可达120km；
传输速度快：光纤接入能够提供千兆、万兆、40G、100G、400G等高速带宽；
损耗低：光纤介质的制造纯度极高，所以光纤的损耗极低，在通信线中可以减少中继站的数量，提高了通信质量；
抗扰能力强：光纤是非金属的介质材料，使用光纤作为传导介质，不受电磁干扰；

第二：光通信发展简史

1 3000多年前，烽火台，打开通信大门-视觉光通信

2 1880年，现代光通信的雏型光电话——无线光通信

3 1970年，光纤通信

4 1960年科学家希奥多·哈罗德·梅曼（Theodore Harold Maiman）发明了第一个红宝石激光器，解决了光源问题

5 1970年康宁拉出了第一根衰减为20dB/km的低损耗石英光纤

6 1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。

第三电磁波谱及波段划分

第四光的折射/反射和全反射

光的折射：光由一种媒质进入另一种媒质或在同一种不均匀媒质中传播时，方向发生偏折的现象叫做光的折射。

反射：种光学现象。指光在传播到不同物质时，在分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。光遇到水面、玻璃以及其他许多物体的表面都会发生反射。当光在两种物质分界面上改变传播方向又返回原来物质中的现象。

全反射：当光从光密介质进入光疏介质时，折射角大于入射角。当入射角增大到某一角度时，折射角等于90°，此时，折射光完全消失，入射光全部返回原来的介质中，这种现象叫做全反射。

第五光的基本知识和光纤结构

1. 2.光纤结构

a．光纤裸纤一般分为三层：

内部：中心高折射率玻璃芯(芯径)一般为9-10μm,(单模）50或62.5(多模)。

中间：低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm）。

最外层：是加强用的树脂涂层。

1)纤芯 core：折射率较高，用来传送光；

2)包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；

3)保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。

3mm光缆：橘色， MM，多模；黄色，SM，单模

b．光纤的尺寸

外径：一般为125um(一根头发平均100um)

内径：单模9um；多模50/62.5um

3.光纤的种类

1) 按传输模式可分为：

多模 (Multi-Mode) (简称：MM): 中心玻璃芯较粗（50或62.5μm），可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里

单模 (Single-Mode) (简称：SM): 中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10μm），只能传一种模式的光。实际上是阶跃型光纤的种，只是纤芯径很小，理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内，并在纤芯内作直线传播。光纤脉冲几乎没有展宽。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。

2) 按材料分类：

玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输距离长，成本高；

胶套硅光纤：纤芯是玻璃，包层为塑料，特性同玻璃光纤差不多，成本较低；

塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输距离很短，价格很低。多用于家电、音响，以及短距的图像传输。

4.光纤衰减

造成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。

本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。

弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。

挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。

杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。

不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。

对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴（单模光纤同轴度要求小于0.8μm），端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。

光纤的损耗：

1310 nm : 0.35 ~ 0.5 dB/Km

1550 nm : 0.2 ~ 0.3dB/Km

850 nm : 2.3 ~ 3.4 dB/Km

光纤熔接点损耗：0.08dB/点

光纤熔接点 1点/2km

5.光缆的种类

1)按敷设方式分有：自承重架空光缆，管道光缆，铠装地埋光缆和海底光缆。

2)按光缆结构分有：束管式光缆，层绞式光缆，紧抱式光缆，带式光缆，非金属光缆和可分支光缆。

3)按用途分有：长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。

6.光纤连接损耗的监测方法

A. 光纤连接损耗的监测方法有三种：

1、在熔接机上进行监测。

2、光源、光功率计监测。

3、OTDR测量法

B. 光纤接续的操作方法

1、光纤端面的处理。

2、光纤的接续安装。

3、光纤的熔接。

4、光纤接头的保护。

5、余纤的盘留五个步骤。

7.常见光纤名词

1)衰减

衰减：光在光纤中传输时的能量损耗，单模光纤1310nm 0.4~0.6dB/km，1550nm 0.2~0.3dB/km；塑料多模光纤300dB/km

2)色散

色散(Dispersion)：光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。

模间色散：只发生在多模光纤，因为不同模式的光沿着不同的路径传输。

材料色散：不同波长的光行进速度不同。

波导色散：发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时，会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中，通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。

3)散射

由于光线的基本结构不完美，引起的光能量损失，此时光的传输不再具有很好的方向性。

8.光纤系统基础知识功能介绍

1.发送单元：把电信号转换成光信号；

2.传输单元：载送光信号的介质；

3.接收单元：接收光信号并转换成电信号；

4.连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。

波分复用器

WDM—Wavelength Division Multiplexer在一条光纤中传输多个光信号，这些光信号频率不同，颜色不同。波分复用器就是要把多个光信号耦合进同一根光纤中；解波分复用器就是从一根光纤中把多个光信号区分出来。

放大器

放大器是能把输入讯号的电压或功率放大的装置，由电子管或晶体管、电源变压器和其他电器元件组成。用在通讯、广播、雷达、电视、自动控制等各种装置中。

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