回覆列表
  • 1 # Jnbfd

    光纖的種類很多,分類方法也是各種各樣的。從材料角度分按照製造光纖所用的材料分類,有石英系光纖、多組分玻璃光纖、塑膠包層石英芯光纖、全塑膠光纖和氟化物光纖等。塑膠光纖是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯(有機玻璃)製成的。它的特點是製造成本低廉,相對來說芯徑較大,與光源的耦合效率高,耦合進光纖的光功率大,使用方便。但由於損耗較大,頻寬較小,這種光纖只適用於短距離低速率通訊,如短距離計算機網鏈路、船舶內通訊等。目前通訊中普遍使用的是石英系光纖。按傳輸模式分按光在光纖中的傳輸模式可分為:單模光纖和多模光纖。多模光纖的纖芯直徑為50~62.5μm,包層外直徑125μm,單模光纖的纖芯直徑為8.3μm,包層外直徑125μm。光纖的工作波長有短波長0.85μm、長波長1.31μm和1.55μm。光纖損耗一般是隨波長加長而減小,0.85μm的損耗為2.5dB/km,1.31μm的損耗為0.35dB/km,1.55μm的損耗為0.20dB/km,這是光纖的最低損耗,波長1.65μm以上的損耗趨向加大。由於OHˉ的吸收作用,0.90~1.30μm和1.34~1.52μm範圍內都有損耗高峰,這兩個範圍未能充分利用。80年代起,傾向於多用單模光纖,而且先用長波長1.31μm。多模光纖多模光纖(Multi Mode Fiber):中心玻璃芯較粗(50或62.5μm),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訊號的頻率,而且隨距離的增加會更加嚴重。例如:600MB/KM的光纖在2KM時則只有300MB的帶寬了。因此,多模光纖傳輸的距離就比較近,一般只有幾公里。單模光纖單模光纖(Single Mode Fiber):中心玻璃芯很細(芯徑一般為9或10μm),只能傳一種模式的光。因此,其模間色散很小,適用於遠端通訊,但還存在著材料色散和波導色散,這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求,即譜寬要窄,穩定性要好。後來又發現在1.31μm波長處,單模光纖的材料色散和波導色散一為正、一為負,大小也正好相等。這就是說在1.31μm波長處,單模光纖的總色散為零。從光纖的損耗特性來看,1.31μm處正好是光纖的一個低損耗視窗。這樣,1.31μm波長區就成了光纖通訊的一個很理想的工作視窗,也是現在實用光纖通訊系統的主要工作波段。1.31μm常規單模光纖的主要引數是由國際電信聯盟ITU-T在G652建議中確定的,因此這種光纖又稱G652光纖。佳傳輸視窗為依據按最佳傳輸頻率視窗分:常規型單模光纖和色散位移型單模光纖。常規型:光纖生產長家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長的光上,如1300μm。色散位移型:光纖生產廠家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個波長的光上,如:1300μm和1550μm。我們知道單模光纖沒有模式色散所以具有很高的頻寬,那麼如果讓單模光纖工作在1.55μm波長區,不就可以實現高頻寬、低損耗傳輸了嗎?但是實際上並不是這麼簡單。常規單模光纖在1.31μm處的色散比在1.55μm處色散小得多。這種光纖如工作在1.55μm波長區,雖然損耗較低,但由於色散較大,仍會給高速光通訊系統造成嚴重影響。因此,這種光纖仍然不是理想的傳輸媒介。為了使光纖較好地工作在1.55μm處,人們設計出一種新的光纖,叫做色散位移光纖(DSF)。這種光纖可以對色散進行補償,使光纖的零色散點從1.31μm處移到1.55μm附近。這種光纖又稱為1.55μm零色散單模光纖,代號為G653。G653光纖是單通道、超高速傳輸的極好的傳輸媒介。現在這種光纖已用於通訊幹線網,特別是用於海纜通訊類的超高速率、長中繼距離的光纖通訊系統中。色散位移光纖雖然用於單通道、超高速傳輸是很理想的傳輸媒介,但當它用於波分複用多通道傳輸時,又會由於光纖的非線性效應而對傳輸的訊號產生干擾。特別是在色散為零的波長附近,干擾尤為嚴重。為此,人們又研製了一種非零色散位移光纖即G655光纖,將光纖的零色散點移到1.55μm 工作區以外的1.60μm以後或在1.53μm以前,但在1.55μm波長區內仍保持很低的色散。這種非零色散位移光纖不僅可用於現在的單通道、超高速傳輸,而且還可適應於將來用波分複用來擴容,是一種既滿足當前需要,又兼顧將來發展的理想傳輸媒介。還有一種單模光纖是色散平坦型單模光纖。這種光纖在1.31μm到1.55μm整個波段上的色散都很平坦,接近於零。但是這種光纖的損耗難以降低,體現不出色散降低帶來的優點,所以目前尚未進入實用化階段。按折射率分佈分按折射率分佈情況分:階躍型和漸變型光纖。階躍型:光纖的纖芯折射率高於包層折射率,使得輸入的光能在纖芯一包層交介面上不斷產生全反射而前進。這種光纖纖芯的折射率是均勻的,包層的折射率稍低一些。光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的,只有一個臺階,所以稱為階躍型折射率多模光纖,簡稱階躍光纖,也稱突變光纖。這種光纖的傳輸模式很多,各種模式的傳輸路徑不一樣,經傳輸後到達終點的時間也不相同,因而產生時延差,使光脈衝受到展寬。所以這種光纖的模間色散高,傳輸頻帶不寬,傳輸速率不能太高,用於通訊不夠理想,只適用於短途低速通訊,比如:工控。但單模光纖由於模間色散很小,所以單模光纖都採用突變型。這是研究開發較早的一種光纖,現在已逐漸被淘汰了。為了解決階躍光纖存在的弊端,人們又研製、開發了漸變折射率多模光纖,簡稱漸變光纖。漸變型光纖:光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小,可使高次模的光按正弦形式傳播,這能減少模間色散,提高光纖頻寬,增加傳輸距離,但成本較高,現在的多模光纖多為漸變型光纖。漸變光纖的包層折射率分佈與階躍光纖一樣,為均勻的。漸變光纖的纖芯折射率中心最大,沿纖芯半徑方向逐漸減小。由於高次模和低次模的光線分別在不同的折射率層介面上按折射定律產生折射,進入低折射率層中去,因此,光的行進方向與光纖軸方向所形成的角度將逐漸變小。同樣的過程不斷髮生,直至光在某一折射率層產生全反射,使光改變方向,朝中心較高的折射率層行進。這時,光的行進方向與光纖軸方向所構成的角度,在各折射率層中每折射一次,其值就增大一次,最後達到中心折射率最大的地方。在這以後。和上述完全相同的過程不斷重複進行,由此實現了光波的傳輸。可以看出,光在漸變光纖中會自覺地進行調整,從而最終到達目的地,這叫做自聚焦。按工作波長分按光纖的工作波長分類,有短波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。常用光纖規格單模: 8/125μm, 9/125μm, 10/125μm多模: 50/125μm 歐洲標準 62.5/125μm 美國標準工業,醫療和低速網路: 100/140μm, 200/230μm塑膠光纖: 98/1000μm 用於汽車控制。光纖製造目前通訊中所用的光纖一般是石英光纖。石英的化學名稱叫二氧化矽(SiO2),它和我們日常用來建房子所用的砂子的主要成分是相同的。但是普通的石英材料製成的光纖是不能用於通訊的。通訊光纖必須由純度極高的材料組成;不過,在主體材料裡摻入微量的摻雜劑,可以使纖芯和包層的折射率略有不同,這是有利於通訊的。製造光纖的方法很多,目前主要有:管內CVD(化學汽相沉積)法,棒內CVD法,PCVD(等離子體化學汽相沉積)法和VAD(軸向汽相沉積)法。但不論用哪一種方法,都要先在高溫下做成預製棒,然後在高溫爐中加溫軟化,拉成長絲,再進行塗覆、套塑,成為光纖芯線。光纖的製造要求每道工序都要相當精密,由計算機控制。在製造光纖的過程中,要注意:①光纖原材料的純度必須很高。②必須防止雜質汙染,以及氣泡混入光纖。③要正確控制折射率的分佈;④正確控制光纖的結構尺寸;⑤儘量減小光纖表面的傷痕損害,提高光纖機械強度。光纜的優點光導纖維是一種傳輸光束的細微而柔韌的媒質。光導纖維電纜由一捆光纖組成,簡稱為光纜。光纜是資料傳輸中最有效的一種傳輸介質,它的優點和光纖的優點類似,主要有以下幾個方面:(1)頻帶較寬。(2)電磁絕緣效能好。光纖電纜中傳輸的是光束,由於光束不受外界電磁干擾與影響,而且本身也不向外輻射訊號,因此它適用於長距離的資訊傳輸以及要求高度安全的場合。當然,抽頭困難是它固有的難題,因為割開的光纜需要再生和重發訊號。(3)衰減較小。可以說在較長距離和範圍內訊號是一個常數。(4)中繼器的間隔較大,因此可以減少整個通道中繼器的數目,可降低成本。根據貝爾實驗室的測試,當資料的傳輸速率為420Mbps且距離為119公里無中繼器時,其誤位元速率為,傳輸質量很好。而同軸電纜和雙絞線每隔幾千米就需要接一箇中繼器。主要效能指標:(1)位元率:也稱資訊速率,是通道上每秒所傳的位元率,單位為位元/秒,寫成b/s.(2)頻寬:是個頻率範圍,在這個頻率範圍之內,訊號可以不失真的進行傳輸。(3)通訊容量:位元率*通訊距離(Mb/s*km)頻寬越大,通道容量越大;頻寬取決於載波的頻率,載波頻率越高,頻寬越大經驗:頻寬大約為載波訊號頻率的十分之一。雙絞線300KHZ ,同軸電纜1GHz,微波100GHZ,光纖100-1000THZ,其理論頻寬可達50THz.單波訊號速率已達40Gb/sWDM中在1525-1565nm共40nm的範圍內(在0.8nm的頻帶間隔),WDM系統可以傳輸50個通道,若每個通道傳輸速率為10Gb/s,則系統總的傳輸速率為50*10Gb/s.載波是指被調製以傳輸訊號的波形,一般為正弦波。一般要求正弦載波的頻率遠遠高於調製訊號的頻寬,否則會發生混疊,使傳輸訊號失真。 可以這樣理解,我們一般需要傳送的資料的頻率是低頻的,如果按照本身的資料的頻率來傳輸,不利於接收和同步。使用載波傳輸,我們可以將資料的訊號載入到載波的訊號上,接收方按照載波的頻率來接收資料訊號,有意義的訊號波的波幅與無意義的訊號的波幅是不同的,將這些訊號提取出來就是我們需要的資料訊號。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 有哪些mysql資料庫容災備份方案推薦?