光纖通訊中,光導纖維傳遞光訊號的物理原理是利用光的全反射現象,要發生這種現象,必須滿足的條件是:光從光密介質射向光疏介質,且入射角等於或大於臨界角。
光導纖維是一種透明的玻璃纖維絲,直徑只有1~100μm左右。它是由內芯和外套兩層組成,內芯的折射率大於外套的折射率,光由一端進入,在內芯和外套的介面上經多次全反射,從另一端射出。光導纖維為混合物,屬於非晶體。光導纖維的主要成分是二氧化矽。
光纖傳輸有許多突出的優點:
頻頻寬
頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高,可以傳輸訊號的頻頻寬度就越大。在VHF頻段,載波頻率為48.5MHz~300Mhz。頻寬約250MHz,只能傳輸27套電視和幾十套調頻廣播。可見光的頻率達100000GHz,比VHF頻段高出一百多萬倍。儘管由於光纖對不同頻率的光有不同的損耗,使頻頻寬度受到影響,但在最低損耗區的頻頻寬度也可達30000GHz。目前單個光源的頻寬只佔了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫,好的單模光纖可達10GHz以上),採用先進的相干光通訊可以在30000GHz範圍內安排2000個光載波,進行波分複用,可以容納上百萬個頻道。
損耗低
在同軸電纜組成的系統中,最好的電纜在傳輸800MHz訊號時,每公里的損耗都在40dB以上。相比之下,光導纖維的損耗則要小得多,傳輸1.31um的光,每公里損耗在0.35dB以下若傳輸1.55um的光,每公里損耗更小,可達0.2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍,使其能傳輸的距離要遠得多。此外,光纖傳輸損耗還有兩個特點,一是在全部有線電影片道內具有相同的損耗,不需要像電纜幹線那樣必須引人均衡器進行均衡;二是其損耗幾乎不隨溫度而變,不用擔心因環境溫度變化而造成幹線電平的波動。
重量輕
因為光纖非常細,單模光纖芯線直徑一般為4um~10um,外徑也只有125um,加上防水層、加強筋、護套等,用4~48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm,比標準同軸電纜的直徑47mm要小得多,加上光纖是玻璃纖維,比重小,使它具有直徑小、重量輕的特點,安裝十分方便。
抗干擾能力強。因為光纖的基本成分是石英,只傳光,不導電,不受電磁場的作用,在其中傳輸的光訊號不受電磁場的影響,故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵禦能力。也正因為如此,在光纖中傳輸的訊號不易被竊聽,因而利於保密。
保真度高
因為光纖傳輸一般不需要中繼放大,不會因為放大引來新的非線性失真。只要鐳射器的線性好,就可高保真地傳輸電視訊號。實際測試表明,好的調幅光纖系統的載波組合三次差拍比C/CTB在70dB以上,交調指標cM也在60dB以上,遠高於一般電纜幹線系統的非線性失真指標。
工作效能可靠
我們知道,一個系統的可靠性與組成該系統的裝置數量有關。裝置越多,發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的裝置數量少(不像電纜系統那樣需要幾十個放大器),可靠性自然也就高,加上光纖裝置的壽命都很長,無故障工作時間達50萬~75萬小時,其中壽命最短的是光發射機中的鐳射器,最低壽命也在10萬小時以上。故一個設計良好、正確安裝除錯的光纖系統的工作效能是非常可靠的。
成本不斷下降
目前,有人提出了新摩爾定律,也叫做光學定律(Optical Law)。該定律指出,光纖傳輸資訊的頻寬,每6個月增加1倍,而價格降低1倍。光通訊技術的發展,為Internet寬頻技術的發展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統採用光纖傳輸方式掃清了最後一個障礙。由於製作光纖的材料(石英)來源十分豐富,隨著技術的進步,成本還會進一步降低;而電纜所需的銅原料有限,價格會越來越高。顯然,今後光纖傳輸將佔絕對優勢,成為建立全省、以至全國有線電視網的最主要傳輸手段。
噪聲小
光導纖維傳播資訊時發出的噪聲很小。在傳輸資訊容量非常大時,光導纖維也不會發出大的噪音。
光纖通訊中,光導纖維傳遞光訊號的物理原理是利用光的全反射現象,要發生這種現象,必須滿足的條件是:光從光密介質射向光疏介質,且入射角等於或大於臨界角。
光導纖維是一種透明的玻璃纖維絲,直徑只有1~100μm左右。它是由內芯和外套兩層組成,內芯的折射率大於外套的折射率,光由一端進入,在內芯和外套的介面上經多次全反射,從另一端射出。光導纖維為混合物,屬於非晶體。光導纖維的主要成分是二氧化矽。
光纖傳輸有許多突出的優點:
頻頻寬
頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高,可以傳輸訊號的頻頻寬度就越大。在VHF頻段,載波頻率為48.5MHz~300Mhz。頻寬約250MHz,只能傳輸27套電視和幾十套調頻廣播。可見光的頻率達100000GHz,比VHF頻段高出一百多萬倍。儘管由於光纖對不同頻率的光有不同的損耗,使頻頻寬度受到影響,但在最低損耗區的頻頻寬度也可達30000GHz。目前單個光源的頻寬只佔了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫,好的單模光纖可達10GHz以上),採用先進的相干光通訊可以在30000GHz範圍內安排2000個光載波,進行波分複用,可以容納上百萬個頻道。
損耗低
在同軸電纜組成的系統中,最好的電纜在傳輸800MHz訊號時,每公里的損耗都在40dB以上。相比之下,光導纖維的損耗則要小得多,傳輸1.31um的光,每公里損耗在0.35dB以下若傳輸1.55um的光,每公里損耗更小,可達0.2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍,使其能傳輸的距離要遠得多。此外,光纖傳輸損耗還有兩個特點,一是在全部有線電影片道內具有相同的損耗,不需要像電纜幹線那樣必須引人均衡器進行均衡;二是其損耗幾乎不隨溫度而變,不用擔心因環境溫度變化而造成幹線電平的波動。
重量輕
因為光纖非常細,單模光纖芯線直徑一般為4um~10um,外徑也只有125um,加上防水層、加強筋、護套等,用4~48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm,比標準同軸電纜的直徑47mm要小得多,加上光纖是玻璃纖維,比重小,使它具有直徑小、重量輕的特點,安裝十分方便。
抗干擾能力強。因為光纖的基本成分是石英,只傳光,不導電,不受電磁場的作用,在其中傳輸的光訊號不受電磁場的影響,故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵禦能力。也正因為如此,在光纖中傳輸的訊號不易被竊聽,因而利於保密。
保真度高
因為光纖傳輸一般不需要中繼放大,不會因為放大引來新的非線性失真。只要鐳射器的線性好,就可高保真地傳輸電視訊號。實際測試表明,好的調幅光纖系統的載波組合三次差拍比C/CTB在70dB以上,交調指標cM也在60dB以上,遠高於一般電纜幹線系統的非線性失真指標。
工作效能可靠
我們知道,一個系統的可靠性與組成該系統的裝置數量有關。裝置越多,發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的裝置數量少(不像電纜系統那樣需要幾十個放大器),可靠性自然也就高,加上光纖裝置的壽命都很長,無故障工作時間達50萬~75萬小時,其中壽命最短的是光發射機中的鐳射器,最低壽命也在10萬小時以上。故一個設計良好、正確安裝除錯的光纖系統的工作效能是非常可靠的。
成本不斷下降
目前,有人提出了新摩爾定律,也叫做光學定律(Optical Law)。該定律指出,光纖傳輸資訊的頻寬,每6個月增加1倍,而價格降低1倍。光通訊技術的發展,為Internet寬頻技術的發展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統採用光纖傳輸方式掃清了最後一個障礙。由於製作光纖的材料(石英)來源十分豐富,隨著技術的進步,成本還會進一步降低;而電纜所需的銅原料有限,價格會越來越高。顯然,今後光纖傳輸將佔絕對優勢,成為建立全省、以至全國有線電視網的最主要傳輸手段。
噪聲小
光導纖維傳播資訊時發出的噪聲很小。在傳輸資訊容量非常大時,光導纖維也不會發出大的噪音。