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光纖傳輸
閱讀�7934�(shí)間:2011-04-08 10:26:14

  光纖傳輸,即以光線為介質(zhì)�(jìn)行傳�。光纖,不僅可用來傳輸模擬信號和�(shù)字信�,而且可以滿足視頻傳輸?shù)男枨?。其?shù)�(jù)傳輸率能�(dá)幾千Mbps。如果在不使�中繼�的情況下,傳輸范圍能�(dá)�6-8km。光纖傳輸具有衰減小、頻帶寬、抗干擾性強(qiáng)、安全性能�、體積小、重量輕等優(yōu)�(diǎn),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�

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�(xué)性能不同的介�(zhì)�(gòu)�。內(nèi)部的介質(zhì)對光的折射率比環(huán)繞它的介�(zhì)的折射率高。由物理�(xué)可知,在兩種介質(zhì)的界面上,當(dāng)光從折射率高的一�(cè)射入折射率低的一�(cè)�(shí),只要入射角度大于一�(gè)臨界�,就會發(fā)生反射現(xiàn)象,能量將不受損�。這時(shí)包在外圍的覆蓋層就象不透明的物�(zhì)一�,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�(nèi)就被外層物質(zhì)吸收干凈�

  目前生產(chǎn)的光�,無論是玻璃介質(zhì)還是塑料介質(zhì),都可傳輸全部可見光和部分紅外光譜。用光纖做的光纜有多種結(jié)�(gòu)形式。短距離用的光纜主要有兩種,一種層�(jié)�(gòu)光纜是在中心加鋼絲或尼龍�,外束有若干根光�,外面在加一層塑料護(hù)�;另一種是高密度光纜,它有多層絲帶疊合而成,每一層絲帶上平行敷設(shè)了一排光�

特點(diǎn)及傳輸原�

  光纜傳輸?shù)�?shí)�(xiàn)與發(fā)展形成了它的幾�(gè)�(yōu)�(diǎn)。相對于銅線每秒1.54MHZ的速率光纖網(wǎng)�(luò)的運(yùn)行速率�(dá)到了每秒2.5GB。從帶寬�,很大的�(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�(qiáng)傳輸光纜中信�。光纖電纜對諸如無線電、電�(jī)或其他相鄰電纜的電磁噪聲具有較大的阻�,使其免于受電噪聲的干擾。從長遠(yuǎn)維護(hù)角度來看,光纜最終的維護(hù)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(jī),是信息到光纖線路的起始�(diǎn)。發(fā)射機(jī)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(zhuǎn)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�(chǎn)生光脈沖,同�(shí)采用透鏡,將光脈沖集中到光纖介質(zhì),使光脈沖沿線路在光纖介�(zhì)中傳輸。由�(nèi)部全反射原理可知,光脈沖很容易眼光纖線路�(yùn)�(dòng),光纖內(nèi)部全反射原理說明了當(dāng)入射角超過臨界值時(shí),光就不能從玻璃中溢出;相反,光纖會反射回玻璃內(nèi)。應(yīng)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(qiáng)、安全性能�、體積小、重量輕等優(yōu)�(diǎn),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�(zhì)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離,光纖作為光信號的傳輸介質(zhì)具有低損耗的特點(diǎn),光纖的頻帶可達(dá)�1�0GHz以上,一般圖像的帶寬只有8MHz,一�(gè)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(diǎn)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(yuǎn)�(yuǎn)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�(zhì),不�(dǎo)電,不會因斷�、雷擊等原因�(chǎn)生火�,因此安全性強(qiáng),在易燃,易爆等場合特別適用�

特�

  光纜不易分支,因?yàn)閭鬏�(shù)氖枪庑盘?,所以一般用于點(diǎn)到點(diǎn)的連接。光纖的總線�?fù)浣Y(jié)�(gòu)的實(shí)�(yàn)性多�(diǎn)系統(tǒng)已經(jīng)建成,但是價(jià)格還太貴。原則上,由光纖功率損失小、衰減少,有較大的帶寬潛�,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�(jià)可靠的發(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�(nèi)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(shí)壽命的要求。運(yùn)行在0.85um波長的發(fā)光二極管檢波器PIN也是低價(jià)的接收器。雪崩光二極管的信號增益比PIN大,但要�20�50V的電�,而PIN檢波器只需�5V電源。如果要�(dá)到更�(yuǎn)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�(gè)連接器的連接損耗低�25dB,易于安�,價(jià)格較�。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(dāng)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(yùn)行在0.8um波長的光纖衰減為6dB/Km,運(yùn)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�(zhì)是十分合適的,而且是必要的�

  目前采用一種光波波分復(fù)用技�(shù)WDM(WAVELENGTH DIVISION MULTI-PLEXING�,可以在一條線路上�(fù)�、發(fā)�、傳輸多�(gè)�,一般按一�(gè)字節(jié)八位并行傳輸,對每�(gè)位流使用不同的波�,所以它所需的支持電路可在低速率下運(yùn)�。WDM的光纖鏈路適合于字節(jié)寬度的設(shè)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�(diào)制為移幅鍵控法,又稱亮度�(diào)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�(gè)二�(jìn)制數(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�(diào)�,PIN和ILD檢波器直接響�(yīng)亮度�(diào)��

  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�(gè)線路系統(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(yuǎn)�(shí),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�(jìn)行放�,以提高接收能力�

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