光纤通信原理与系统 光纤通信拓展知识？
光纤通信拓展知识？
全光通信技术是光纤通信技术的一种，是针对普通光纤系统中存在许多电子转换器件而改进的技术。该技术保证用户之间的所有信号都通过光波技术进行传输和交换，即从源节点到目的节点的数据传输过程在光域进行，其在各网络节点的交换采用全光网络交换技术。
光纤通信拓展知识？
光纤的基本知识
第一部分是光纤的原理和结构。
一、光及其特性：
1.光是一种电磁波。
可见光的部分波长范围为390~760nm(纳米)。大于760nm的部分是红外光，小于390nm的部分是紫外光。光纤有四种：850纳米，1300纳米，1310纳米，1550纳米。
2.光的折射、反射和全反射。
由于光在不同物质中的传播速度不同，当光从一种物质发射到另一种物质时，会在两种物质的界面发生折射和反射。而且折射光的角度会随着入射光的角度而变化。当入射光的角度达到或超过一定角度时，折射光就会消失，所有入射光都会被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长的光有不同的折射角(即不同的物质有不同的光折射率)，同样的物质对不同波长的光有不同的折射角。光纤通信就是基于上述原理。
二、光纤的结构和种类：
1.光纤结构：
裸光纤一般分为三层：中央高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5m)，中间为低折射率石英玻璃包层(直径一般为125m)，最外层为增强树脂涂层。
2.数值孔径：
不是所有入射到光纤端面的光都能被光纤透射，只有一定角度范围内的入射光才能被光纤透射。这个角度称为光纤的数值孔径。光纤较大的数值孔径有利于光纤的对接。不同厂家生产的光纤数值孔径是不一样的(ATampTCORNING)。
3.光纤的类型：
A.根据光在光纤中的传输方式，可分为单触式光纤和多模光纤。
多模光纤：中心玻璃芯较厚(50或62.5m)，可传输各种模式的光。但其模间色散较大，限制了数字信号传输的频率，而且随着距离的增加会更加严重。例如，600MB/KM的光纤在2KM处只有300MB的带宽。所以多模光纤的传输距离比较短，通常只有几公里。单模光纤：中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10m)，只能传输一种模式的光。所以它的模间色散很小，适合长距离通信，但是它的色散起主要作用。因此，单模光纤对光源的光谱宽度和稳定性要求较高，即光谱宽度要窄，稳定性要好。
B.根据最佳传输频率窗口，分为常规单模光纤和色散位移单模光纤。
常规：光纤制造商将光纤的传输频率优化在单一波长，如1300nm。
色散位移型：光纤厂商优化光纤在两个波长的传输频率，如1300nm和1550nm。
C.根据折射率分布，分为突变光纤和渐变光纤。
灾难性的：从光纤的中心纤芯到玻璃包层的折射率是突变的。它具有低成本和高模间色散。适用于短距离低速通信，如工业控制。但是单模光纤由于模间色散小，都是突变的。
渐变光纤：从光纤的中心纤芯到玻璃包层折射率逐渐降低，可以使高模光以正弦形式传播，可以降低模间色散，增加光纤带宽，增加传输距离，但成本较高。如今，多模光纤大多是渐变的
造成光纤衰减的主要因素有本征、弯曲、挤压、杂质、不均匀和对接等。
固有：是光纤的固有损耗，包括瑞利散射、固有吸收等。
弯曲：光纤弯曲时，光纤中的一部分光会因散射而损失，造成损耗。
挤压：光纤受挤压时轻微弯曲造成的损耗。
杂质：光纤中的杂质吸收和散射光纤中传播的光，造成损耗。
非均匀性：光纤材料折射率不均匀造成的损耗。
对接：光纤对接造成的损耗，如：轴线不同(单模光纤同轴度要求小于0.8m)，端面不垂直于轴线，端面不平整，对接芯径不匹配，焊接质量差。
四。光纤的优势：
1.光纤的通频带很宽。理论上可以达到30亿MHz。
2.无主干段几十到一百多公里，铜线只有几百米长。
3.不受电磁场和电磁辐射的影响。
4.重量轻，体积小。例如，900对双绞线和21，000条电话线的直径为3英寸，重量为8吨/千米。而具有十倍通信容量的光缆具有0.5英寸的直径和450P/KM的重量。
5.光纤通信不带电，使用安全，可在易燃易爆场所使用。
6.宽工作环境温度范围。
7、化学腐蚀，使用寿命长。
第二部分光缆
1.光缆制造：
光缆的制造过程一般分为以下几个过程：
1.光纤筛选：选择传输特性优良、张力合格的光纤。
2.光纤染色：应用标准全色谱进行鉴别，要求在高温下不褪色、不迁移。
3.二次挤压：选择弹性模量高、线膨胀系数低的塑料，挤压成一定尺寸的管材，光纤掺入并填充防潮防水凝胶，最后存放数日(不少于两天)。
4.光缆绞合：几根挤出的光纤与增强单元绞合在一起。
5.挤压光缆外护套：在绞合的光缆上加一层护套。
二、光缆的种类：
1.根据敷设方式，有自承式架空电缆、管道光缆、铠装埋地光缆和海底光缆。
2.按光缆结构分为：集束光缆、绞合光缆、紧配光缆、带状光缆、非金属光缆和分支光缆。
3.按用途分，有：长距离通信用光缆、短距离室外光缆、混合光缆、建筑用光缆。
三。光缆的构造：
多年来，我们在光缆建设方面有一套成熟的方法和经验。
(1)光缆室外施工：
长距离光缆铺设最重要的是选择合适的路径。这里不一定最短的路是最好的，还要注意用地。
使用权，竖立或掩埋的可能性等。
必须有完整的设计施工图纸，这样施工和以后的检查才方便可靠。在施工过程中，始终注意不要让光缆变重。
或者被硬物压碎。
光缆转弯时，其转弯半径是光缆本身直径的20倍。
1.室外架空电缆结构：
a、架空挂线法，简单便宜，在国内应用最广，但加挂挂钩和整理需要时间。
吊线缠绕架空方式，稳定，维护量少。但是需要特殊的装订机。
c、自立式架空模式，对干线要求高，施工维护难度大，成本高，目前国内很少采用。
D.架空时，光缆干线应加导向装置，并防止光缆拖地。拉光缆时注意减少摩擦。每个主干上应留有一段用于伸缩的光缆。
e、注意光缆中金属物体的可靠接地。尤其是在山区，高-
d、电缆敷设的牵引力一般不大于120kg，光缆的加强芯部应牵引，并做好光缆头部的防水加固处理。
e、光缆的引入和引出处必须有分线装置，不能直接拖线。
D.注意管道和光缆的可靠接地。
3、直埋光缆敷设：
a、直埋光缆沟的深度应按标准开挖。标准见下表：
b、在不能挖地沟的地方，可以通过架空或钻孔埋设管道来敷设。
C.沟底要平整坚实，必要时可预填一些沙子、水泥或支撑物。
d .铺设时，可用人工或机械牵引，但应注意导向和润滑。
e、铺设完成后，应尽快将回填土覆盖并夯实。
4.建筑物内光缆的铺设：
a、垂直敷设时，要特别注意光缆的承重问题。一般光缆每两层固定一次。
B.光缆穿过墙壁或楼板时，应加带护口的保护塑料管，管内填充阻燃填料。
C.也可以提前在楼内铺设一定量的塑料管，以后要铺设光缆时再用牵引或真空Fab光缆。
四、光缆的选择：
光缆的选择除了光纤的数量和类型外，还应根据光缆的使用环境。
1.室外光缆直埋时，应选用铠装光缆。架空时，可选择带两根或多根加强筋和黑色塑料护套的光缆。
2.选择建筑用光缆时，应注意其阻燃性、毒性和烟雾特性。一般情况下，在管道内或强制通风场所可选用阻燃但冒烟型，在暴露环境中应选用阻燃无毒无烟型(立管)。
3.当在建筑物中垂直铺设电缆时，分配电缆)；可以选择；对于水平布线，可以选择分线电缆。
4.如果传输距离在2km以内，可以选择多模光缆；如果传输距离超过2km，可以使用中继或者选择单模光缆。
埋地光缆埋深标准为：
铺设部分或土壤质量
埋深(米)
评论
普通土壤(硬土)
1.2
半石质(砾石土、风化化石)
1.0
整块石头
0.8
从沟底加入10厘米的细土或沙子。
流砂
0.8
郊区、村庄和城镇
1.2
城市人行道
1.0
穿越铁路和公路
1.2
从道碴底部或从路面。
沟渠、运河和池塘
1.2
农田排水沟
0.8
第三部分连接和检测
一、光缆连接：
方法主要包括永久连接、紧急连接和活动连接。
1.永久性光纤连接(也称为热熔):
在这种连接中，两根光纤的连接点被熔化并通过放电连接在一起。一般用于长途连接，永久或半永久固定连接。其主要特点是连接衰减是所有连接方式中最低的，典型值为0.01~0.03dB/点。但连接时需要特殊设备(焊机)和专业人员操作，连接点也需要特殊容器保护。
2.紧急连接(也称为冷熔):
应急连接主要采用机械和化学的方法将两根光纤固定和粘接在一起。这种方法的主要特点是连接快速可靠，典型的连接衰减为0.1~0.3dB/点。但长期使用后连接点会不稳定，衰减会大大增加，只能短时间内紧急使用。
3.活动连接：
活动是通过使用各种光纤连接器(插头和插座)将站与站或站与光缆连接起来的方法。这种方法灵活、简单、方便、可靠，常用于建筑物内的计算机网络布线。典型衰减为1dB/接头。
二、光纤检测：
光纤检测的主要目的是保证系统连接质量，减少故障因素，在光纤出现故障时找出故障点。有许多检测m
利用光功率计或光时域反射计(OTDR)对光纤进行定量测量，可以测量出光纤的衰减和接头的衰减，甚至可以测量出光纤的断点位置。这种测量可用于定量分析光纤网络故障的原因和评估光纤网络产品。
第四部分是光纤的应用和系统设计。
一、光纤的应用：
社会现在已经发展到信息化社会，声音、图像、数据等信息交换量非常大。以前的通信手段已经不能满足现在的要求，而光纤通信以其信息量大、保密性好、重量轻、体积小、无中继长距离等优点得到了广泛的应用。其应用领域遍布通信、交通、工业、医疗、教育、航空航天、计算机等行业，并向更广、更深层次发展。光纤的应用正在给人类生活带来深刻的影响和变化。
二、光纤网络系统设计：
光纤系统的设计一般遵循以下步骤：
1.首先要搞清楚要设计什么样的网络，它的现状如何，为什么要用光纤。
2.根据实际情况，选择合适的光纤网络设备、光缆、跳线等物品进行连接。选择应该以可获得性为基础，然后根据性能、价格、服务、产地和品牌来确定。
3.根据客户的要求和网络类型确定线路的走向，并绘制接线图。
4.当线路较长时，需要计算系统的衰减裕量，可按以下公式计算：
容差=发射光功率-接受灵敏度-线路衰减-连接衰减(dB)，其中线路衰减=光缆长度单位衰减；单位衰减与光纤质量有很大关系，一般单模为0.4 ~ 0.5 dB/km；模量多为2~4dB/km。
连接的衰减包括焊接接头的衰减，这与焊接手段和人员的素质有关。热熔一般为0.01~0.03dB/点。0.1 ~ 0.3分贝/点的冷熔点；接头的衰减与接头的质量有很大关系，一般为1dB/点。系统的衰减裕量一般不小于4dB。
5.如果核算不合格，应视情况修改设计，再进行核算。这种情况有时可能会重复几次。
三。设计示例：
1、校园网的改造：
根据情况，在现有细缆网络一侧使用1个LANart三端口中继器(双绞线-光纤-细缆)，另一侧使用另一个带光纤主干的LANart双绞线集线器。中间架空或埋地的集束型4芯室外多模光缆，可以焊接成带ST头的室内跳线(因为设备的光纤接口是ST型)。
计费：(一般多模设备在2km以内不需要计费，这里只是举例)
发射功率：- 16dBm
接收灵敏度：- 29.5dBm
线路衰减：1.5公里3.5分贝/公里=5.25分贝
连接衰减：2个接头衰减：2点1db/点=2dB。
两个焊接点为：2点0.07 db/点=0.14db。
衰减=-16 DBM-(-29.5 DBM)-5.25分贝-0.14分贝-2分贝=6.11分贝
经过以上计算，可以看出系统容量大于4dB，以上选项可以满足要求。
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，本站不承担相关法律责任.如有侵权/违法内容,本站将立刻删除。
