光纖通信基礎(chǔ)知識(shí)資料摘抄，牽扯版權(quán)內(nèi)部資料禁止傳播

光纖通信的優(yōu)點(diǎn)通信容量大中繼距離長(zhǎng)不受電磁干擾資源豐富光纖重量輕、體積小光通信發(fā)展簡(jiǎn)史2000多年前烽火臺(tái)——燈光、旗語(yǔ)1880年光電話——無線光通信1970年光纖通信電磁波譜1cm1mm100um10um1um100nm10nm1nmλ波長(zhǎng)10G100G1T10T100T10^1510^1610^17f(Hz)1.6um1.51.41.31.21.11.0um900800700600nm光通信使用范圍紅外線紫外線光的基本知識(shí)光是一種電磁波可見光350nm—750nm光纖通信所用的波長(zhǎng)

800——1600nm光的反射、折射全反射光的基本知識(shí)n1n2n1<n2θ1θ2θ3入射折射反射視覺位置實(shí)際位置空氣水光纖的結(jié)構(gòu)纖芯包層保護(hù)套光纖的結(jié)構(gòu)纖芯core：折射率較高，用來傳送光；包層coating：折射率較低，與纖芯一起形成全反射條件；保護(hù)套jacket：強(qiáng)度大，能承受較大沖擊，保護(hù)光纖。3mm光纜橘色MM黃色SM常見光纖名詞數(shù)值孔徑（NumericAperture）

NA=SINθ

θ接收錐

外徑一般為125um(一根頭發(fā)平均100um)內(nèi)徑：?jiǎn)文?um

多模50/62.5um12595012562.5125光纖的尺寸光纖的分類按材料分類：玻璃光纖：纖芯與包層都是玻璃，損耗小，傳輸距離長(zhǎng)，成本高；膠套硅光纖：纖芯是玻璃，包層為塑料，特性同玻璃光纖差不多，成本較低；塑料光纖：纖芯與包層都是塑料，損耗大，傳輸距離很短，價(jià)格很低。多用于家電、音響，以及短距的圖像傳輸。按照光纖的模式分類單模（Single-Mode）多模（Multi-Mode）按折射率分類階越光纖漸變折射率光纖

光纖的分類常見光纖名詞衰減：光在光纖中傳輸時(shí)的能量損耗

單模光纖

1310nm0.4~0.6dB/km

1550nm0.2~0.3dB/km

塑料多模光纖

300dB/km光纖的衰減光纖的衰減圖0.70.80.91.01.11.21.31.41.51.6λnm

OH-OH-OH-第一窗口第二窗口第三窗口衰減(dB/km)水峰值654321色散(Dispersion)：光脈沖沿著光纖行進(jìn)一段距離后造成的頻寬變粗。它是限制傳輸速率的主要因素。模間色散：只發(fā)生在多模光纖，因?yàn)椴煌Ｊ降墓庋刂煌穆窂絺鬏?。材料色散：不同波長(zhǎng)的光行進(jìn)速度不同。波導(dǎo)色散：發(fā)生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時(shí)，會(huì)以稍有不同的速度行進(jìn)。在單模光纖中，通過改變光纖內(nèi)部結(jié)構(gòu)來改變光纖的色散非常重要。常見光纖名詞常見光纖名詞散射

由于光線的基本結(jié)構(gòu)不完美，引起的光能量損失，此時(shí)光的傳輸不再具有很好的方向性。光線缺陷光纖系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)一、基本光纖系統(tǒng)的構(gòu)架及其功能介紹：1.發(fā)送單元：把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)；2.傳輸單元：載送光信號(hào)的介質(zhì)；3.接收單元：接收光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；4.連接器件：連接光纖到光源、光檢測(cè)以及其它光纖。光纖系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)二、基本光纖系統(tǒng)方框圖：

信號(hào)光發(fā)射機(jī)光源中繼器檢測(cè)器光接收機(jī)信號(hào)電E/光O轉(zhuǎn)換光纖光O/電E轉(zhuǎn)換發(fā)送單元傳輸單元接收單元連接器件常用連接器類型FCTypeSCTypeSC2TypeFDDType常用連接器類型BICONICTypeD4TypeSMA905TypeSMA906TypeMINIBNCType連接頭端面類型Ferrule+FlangeInsertionLoss(插入損耗)<0.3dBReturnLoss(回波損耗)PC>40dBSPC>45dBUPC>50dBAPC>60dB無源器件耦合器（coupler）基本結(jié)構(gòu)

耦合器是雙向無源器件

基本形式有樹型、星型

——與耦合器對(duì)應(yīng)的有分路器（splitter）無源器件耦合器

以圖形表示1423無源器件波分復(fù)用器

WDM—WavelengthDivisionMultiplexer

在一條光纖中傳輸多個(gè)光信號(hào)，這些光信號(hào)頻率不同，顏色不同。波分復(fù)用器就是要把多個(gè)光信號(hào)耦合進(jìn)同一根光纖中；解波分復(fù)用器就是從一根光纖中把多個(gè)光信號(hào)區(qū)分出來。無源器件波分復(fù)用器（圖例）

λ1傳送器

λ2傳送器

λ1+

λ2

λ1+

λ2

λ1接收器

λ2接收器發(fā)送單元驅(qū)動(dòng)器光源接收單元檢測(cè)器放大器

輸出電路光放大器

λ0

λ1輸入（信號(hào)弱）

λ1輸出（信號(hào)強(qiáng)）光放大器波分復(fù)用器耦合器

λ1光源監(jiān)測(cè)光纖數(shù)字通信數(shù)字系統(tǒng)中脈沖的定義：10%90%50%脈沖寬度上升時(shí)間下降時(shí)間周期振幅1.振幅：脈沖的高度在光纖系統(tǒng)中表示光功率能量。2.上升時(shí)間：脈沖從最大振幅的10%上升到90%所需要的時(shí)間。3.下降時(shí)間：脈沖從振幅的90%下降到10%所需要的時(shí)間。4.脈沖寬度：脈沖在50%振幅位置的寬度，用時(shí)間表示。5.周期：脈沖特定的時(shí)間，就是完成一個(gè)循環(huán)所需要的工作時(shí)間。6.消光比：1信號(hào)光功率于0信號(hào)光功率的比值。光纖數(shù)字通信光纖通信中常用單位的定義：1.dB=10log10(Pout/Pin)Pout:輸出功率;Pin:輸入功率

2.dBm=10log10(P/1mw)是通信工程中廣泛使用的單位；通常表示以1毫瓦為參考的光功率；example:–10dBm表示光功率等于100uw。3.dBu=10log10(P/1uw)

光纖數(shù)字通信光纖的種類：A.按光在光纖中的傳輸模式可分為：?jiǎn)蚊饫w和多模光纖。多模光纖：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(shù)字信號(hào)的頻率，而且隨距離的增加會(huì)更加嚴(yán)重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時(shí)則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。單模光纖：中心玻璃芯較細(xì)（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，適用于遠(yuǎn)程通訊，但其色度色散起主要作用，這樣單模光纖對(duì)光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。

光纖的種類B.按最佳傳輸頻率窗口分：常規(guī)型單模光纖和色散位移型單模光纖。常規(guī)型：光纖生產(chǎn)廠家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長(zhǎng)的光上，如1300nm。色散位移型：光纖生產(chǎn)長(zhǎng)家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個(gè)波長(zhǎng)的光上，如：1300nm和1550nm。光纖的種類C.按折射率分布情況分：突變型和漸變型光纖。突變型：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低，模間色散高。適用于短途低速通訊，如：工控。但單模光纖由于模間色散很小，所以單模光纖都采用突變型。漸變型光纖：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高模光按正弦形式傳播，這能減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，但成本較高，現(xiàn)在的多模光纖多為漸變型光纖。光纖的種類4.常用光纖規(guī)格：?jiǎn)文＃?/125μm，9/125μm，10/125μm多模：50/125μm，歐洲標(biāo)準(zhǔn)62.5/125μm，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)，醫(yī)療和低速網(wǎng)絡(luò)：100/140μm，200/230μm塑料：98/1000μm，用于汽車控制光纖的種類光纖的接續(xù)方法主要有永久性連接、應(yīng)急連接、活動(dòng)連接。1