光纖基本知識

光纖基本知識光纖基礎(chǔ)知識光纖按傳輸模式來劃分單模光纖(Single-mode)和多模光纖(Multi-mode)。單模光纖：單條光路徑，只傳輸一種模式的光(即只傳輸從某特定角度射入光纖的一束光)，由于完全避免了模式色散，使得單模光纖的傳輸頻帶很寬，因而適用于大容量、長距離的傳輸系統(tǒng)，以發(fā)光二極管或激光器為光源，采用1310nm和1550nm兩個波段。多模光纖：多條光路徑，可同時在一根光纖中傳輸多種模式的光，由于色散和相差，其傳輸性能較差、頻帶較窄、容量小、距離也較短，以激光器為光源，采用850nm和1300nm兩個波段。.光纖的規(guī)格(常用)單模：8/125》m，9/125|jm，10/125|jm多模：50/125pm歐洲標(biāo)準(zhǔn)；62.5/125》m美國標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)，醫(yī)療和低速網(wǎng)絡(luò)：100/140》m，200/230》m塑料：98/1000》m用于汽車控制。(注：光纖內(nèi)直徑/光纖外直徑)1970年，康寧科學(xué)家羅伯特?莫勒博士、唐納德?凱克博士和皮特?舒爾茨博士(Drs.RobertD.Maurer,DonaldB.Keck,andPeterC.Schultz)發(fā)明了世界上第一根低損耗光纖：細(xì)如發(fā)絲般高度透明的玻璃絲，通過光在纖芯內(nèi)的反射傳遞信息。和傳統(tǒng)的同軸線或雙絞線不同的是，光纖能為電信運(yùn)營商提供近乎無限的帶寬，以滿足全世界日益增長的語音、數(shù)據(jù)及視頻傳輸需要。此后光纖的技術(shù)發(fā)展及商業(yè)化，使電信及信息技術(shù)行業(yè)發(fā)生了革命性的變化。時至今日，康寧依然是國際光纖行業(yè)的市場領(lǐng)軍者，可提供全系列單模及多模光纖產(chǎn)品以滿足各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求。目前光纖產(chǎn)品用的約來越多了，下面收集了一些關(guān)于光纖的基本知識。光纖的中心是光傳播的玻璃芯，光纖通常被扎成束，外面包圍著一層折射率比玻璃芯低的玻璃封套以使光纖保持在芯內(nèi)，再外面是一層薄的塑料外套用來保護(hù)封套。光纖極高的可靠性和傳輸質(zhì)量以及光纖在設(shè)計制造中新技術(shù)的不斷采用使得光纖的使用范圍越來越廣泛。多模光纖和單模光纖光纖系統(tǒng)按照光的傳輸模式可分為多模光纖和單模光纖兩大類.單模光纖(SingleModeFiber):單模光纖在給定波長上只能以單一模式傳輸，單模光纖傳輸頻帶寬，傳輸容量大；單模光纖和多模光纖可以從纖芯的尺寸大小來簡單地判別。中心玻璃芯很細(xì)(芯徑一般為9或10pm),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，但還存在著材料色散和波導(dǎo)色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。后來又發(fā)現(xiàn)在1.31pm波長處，單模光纖的材料色散和波導(dǎo)色散一為正、一為負(fù)，大小也正好相等。這就是說在1.31pm波長處，單模光纖的總色散為零。從光纖的損耗特性來看，1.31pm處正好是光纖的一個低損耗窗口。這樣，1.31|Jm波長區(qū)就成了光纖通信的一個很理想的工作窗口，也是現(xiàn)在實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的主要工作波段。1.31|Jm常規(guī)單模光纖的主要參數(shù)是由國際電信聯(lián)盟ITU-T在G652建議中確定的，因此這種光纖又稱G652光纖。多模光纖(MultiModeFiber)：是在給定的波長上以多種模式傳輸?shù)墓饫w，多模傳輸時由于不同模式的光沿線傳輸?shù)乃俣炔煌瑫a(chǎn)生相位差將導(dǎo)致傳輸失真因而使其傳輸頻帶受限。中心玻璃芯較粗(50或62.5pm)，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)字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴(yán)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?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。在ISO/IEC11801標(biāo)準(zhǔn)中二者都是被認(rèn)可的傳輸媒介光纖的波長范圍光纖布線中使用光波的幾個波段：800nm~900nm短波波段；1250nm~1350nm長波波段和1500nm?1600nm長波波段。在這些波段中，光纖在每個波段的中心波長的傳輸性能表現(xiàn)最佳，因此，多模光纖的運(yùn)行波長為850nm或1300nm，單模光纖的運(yùn)行波長則為1310nm或1550nm。光纖連接器光纖連接器俗稱活接頭，國際電信聯(lián)盟ITU建議將其定義為用以穩(wěn)定地但并不是永久地連接兩根或多根光纖的無源組件CCITT,第VI研究組1992年3月于日內(nèi)瓦通過。光纖連接器是光纖通信系統(tǒng)中不可缺少的無源器件，它的使用使光通道間的可拆式連接成為可能。光纖連接器的種類很多，例如：FC圓形帶螺紋光纖接頭ST卡接式圓形光纖接頭SC方型光纖接頭LC窄體方形光纖接頭MT-RJ收發(fā)一體的方型光纖接頭按傳輸模式來分類根據(jù)光纖中傳輸模式的多少，可分為“單模光纖”和“多模光纖”兩類。單模光纖只傳輸一種模式，纖芯直徑較細(xì)，通常在8?10pm范圍內(nèi)。而多模光纖可傳輸多種模式，纖芯直徑較粗，典型尺寸為50pm左右，相當(dāng)于一根頭發(fā)絲那么精細(xì)。(1)單模光纖(Single-ModeFiber,SMF)單模光纖只傳輸主模，也就是說光線只沿光纖的內(nèi)芯進(jìn)行傳輸。單模光纖攜帶單個頻率的光將數(shù)據(jù)從光纜的一端傳輸?shù)搅硪欢?，如圖3-12左圖所示。圖3-12單/雙模光纖的信號傳輸SMF光纖細(xì)徑較細(xì)，約10pm。單模光纖使用的光波長為1.31pm或1.55pm。目前在有線電視和光通信中，是應(yīng)用最廣的一種光纖。由于SMF光纖完全避免了模式散射，使得單模光纖的傳輸頻帶很寬因而適用于大容量、長距離的光纖通信。SMF光纖只能傳一種模式的光，因此其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通信，但還存在著材料色散和波導(dǎo)色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。后來又發(fā)現(xiàn)在1.31|Jm波長處，單模光纖的材料色散和波導(dǎo)色散一個為正、一個為負(fù)，大小也正好相等。這就是說在1.31pm波長處，單模光纖的總色散為零。從光纖的損耗特性來看，1.31|Jm處正好是光纖的一個低損耗窗口。這樣，1.31|Jm波長區(qū)就成了光纖通信的一個很理想的工作窗口，也是現(xiàn)在實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的主要工作波段。1.31pm常規(guī)單模光纖的主要參數(shù)是由國際電信聯(lián)盟ITU-T在G652會議中確定的，因此它又稱G652光纖。SMF光纖沒有多模色散，不僅傳輸頻帶較多模光纖更寬，再加上SMF的材料色散和結(jié)構(gòu)色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使傳輸頻帶更寬。（2）多模光纖（Multi-ModeFiber，MMF）多模光纖可以在單根或多根光纖上同時攜帶幾種光波，如圖3-12右圖所示MMF光纖纖芯直徑較粗，通常為50pm或62.5pm。由于其模間色散較大，限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴(yán)重。例如：600Mb/s/km的光纖在2km時則只有300Mb/s