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光纖傳輸
閱讀�7908時間�2011-04-08 10:26:14

  光纖傳輸,即以光線為介質進行傳輸。光�,不僅可用來傳輸模擬信號和數(shù)字信�,而且可以滿足視頻傳輸?shù)男枨?。其?shù)�(jù)傳輸率能達幾千Mbps。如果在不使�中繼�的情況下,傳輸范圍能達到6-8km。光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、抗干擾性強、安全性能�、體積小、重量輕等優(yōu)�,所以在長距離傳輸和特殊�(huán)境等方面具有無法比擬的優(yōu)��

材料

  綜合布線系統(tǒng)中使用的光纖為玻璃多�850nm波長的LED,傳輸率�100M/bps,有效范圍約20Km.其纖芯和包層由兩種光學性能不同的介質構�。內部的介質對光的折射率比環(huán)繞它的介質的折射率高。由物理學可�,在兩種介質的界面上,當光從折射率高的一側射入折射率低的一側時,只要入射角度大于一個臨界�,就會發(fā)生反射現(xiàn)象,能量將不受損�。這時包在外圍的覆蓋層就象不透明的物質一樣,防止了光線在穿插過程中從表面逸出。只有那些初始入射角偏小的光線才有折射發(fā)�,并且在很短距離內就被外層物質吸收干��

  目前生產的光�,無論是玻璃介質還是塑料介質,都可傳輸全部可見光和部分紅外光�。用光纖做的光纜有多種結構形式。短距離用的光纜主要有兩�,一種層結構光纜是在中心加鋼絲或尼龍絲,外束有若干根光纖,外面在加一層塑料護套;另一種是高密度光�,它有多層絲帶疊合而成,每一層絲帶上平行敷設了一排光�

特點及傳輸原�

  光纜傳輸?shù)膶崿F(xiàn)與發(fā)展形成了它的幾個優(yōu)�。相對于銅線每秒1.54MHZ的速率光纖網(wǎng)絡的運行速率達到了每�2.5GB。從帶寬看,很大的優(yōu)勢是:光纖具有較大的信息容量,這意味著能夠使用尺寸很小的電�,將來就不用更新或增強傳輸光纜中信號。光纖電纜對諸如無線電、電機或其他相鄰電纜的電磁噪聲具有較大的阻抗,使其免于受電噪聲的干擾。從長遠維護角度來看,光纜最終的維護成本會非常低。光纖使用光脈沖沿光線路傳輸信息,以替代使用電脈沖沿電纜傳輸信息。在系統(tǒng)的一端是�(fā)射機,是信息到光纖線路的起始點。發(fā)射機接收到的已編碼電子脈沖信息來自于銅線電纜,然后將信息處理并轉換成等效的編碼光脈沖。使用發(fā)光二極管或注入式激光器產生光脈�,同時采用透鏡,將光脈沖集中到光纖介質,使光脈沖沿線路在光纖介質中傳輸。由內部全反射原理可�,光脈沖很容易眼光纖線路運動,光纖內部全反射原理說明了當入射角超過臨界值時,光就不能從玻璃中溢�;相�,光纖會反射回玻璃內。應用這一原理制作光纖的多芯電纜,使得與光脈沖形式沿光線路傳輸信息成為可能。光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、抗干擾性強、安全性能�、體積小、重量輕等優(yōu)�,所以在長距離傳輸和特殊�(huán)境等方面具有無法比擬的優(yōu)勀傳輸介質是決定傳輸損耗的重要因素,決定了傳輸信號所需中繼的距�,光纖作為光信號的傳輸介質具有低損耗的特點,光纖的頻帶可達�1�0GHz以上,一般圖像的帶寬只有8MHz,一個通道的圖象用一芯光纖傳輸綽綽有�,在傳輸語音、控制信號或接點信號方面更為�(yōu)勢t光纖傳輸中的載波是光�,光波是頻率極高的電磁波,遠遠比電波通訊中所使用的頻率高,所以不受干�。且光纖采用的玻璃材�,不導電,不會因斷路、雷擊等原因產生火花,因此安全性強,在易燃,易爆等場合特別適用�

特�

  光纜不易分支,因為傳�?shù)氖枪庑盘?,所以一般用于點到點的連接。光纖的總線拓撲結構的實驗性多點系�(tǒng)已經建成,但是價格還太貴。原則上,由光纖功率損失�、衰減少,有較大的帶寬潛力,因此,一般光纖能夠支持的接頭�(shù)比雙絞線或同軸電纜多得多。目前低價可靠的�(fā)送器�0.85um波長�(fā)光二極管LED,能支持100Mbps的傳輸率�1.5�2KM范圍內的局域網(wǎng)�

  激光二極管的發(fā)送器成本較高,且不能滿足百萬小時壽命的要�。運行在0.85um波長的發(fā)光二極管檢波器PIN也是低價的接收器。雪崩光二極管的信號增益比PIN�,但要用20�50V的電源,而PIN檢波器只需�5V電源。如果要達到更遠距離和更高速率,則可用1.3um波長的系�(tǒng),這種系統(tǒng)衰減很小,但要比0.85um波長系統(tǒng)貴源。另�,與之配套的光纖連接器也很重�,要求每個連接器的連接損耗低�25dB,易于安裝,價格較低。光纖的芯子和孔徑愈�,從�(fā)光二極管LED接收的光愈多,其性能就愈�。芯子直徑為100um,包層直徑為140um 的光�,可提供相當好的性能。其接收的光能比62.5/125um光纖的多4dB,比50/125um光纖�8.5dB。運行在0.8um波長的光纖衰減為6dB/Km,運行在1.3um波長的光纖衰減為4dB/Km�0.8um的光纖頻寬為150MHz/Km�1.3um的光纖頻寬為500MHz/Km�

  綜合布線系統(tǒng)中,主干線使用光纖做為傳輸介質是十分合適�,而且是必要的�

  目前采用一種光波波分復用技術WDM(WAVELENGTH DIVISION MULTI-PLEXING�,可以在一條線路上復用、發(fā)送、傳輸多個位,一般按一個字節(jié)八位并行傳輸,對每個位流使用不同的波長,所以它所需的支持電路可在低速率下運�。WDM的光纖鏈路適合于字節(jié)寬度的設備接�,是一種新的數(shù)�(jù)傳輸系統(tǒng)�

過程

  由發(fā)光二極管LED或注入型激光二極管ILD�(fā)出光信號沿光媒體傳播,在另一端則有PIN或APD光電二極管作為檢波器接收信號。對光載波的調制為移幅鍵控法,又稱亮度調制(IntensityModulation�。典型的做法是在給定的頻率下,以光的出現(xiàn)和消失來表示兩個二進制�(shù)�。發(fā)光二極管LED和注入型激光二極管ILD的信號都可以用這種方法調制,PIN和ILD檢波器直接響應亮度調��

  功率放大──將光放大器置于光�(fā)送端之前,以提高入纖的光功率。使整個線路系�(tǒng)的光功率得到提高。在線中繼放大──建筑群較大或樓間距離較遠�,可起中繼放大作�,提高光功率。前置放大──在接收端的光電檢測器之后將微信號進行放大,以提高接收能力�

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