光纖和光纜的區別.txt如果不懂就說出來，如果懂了，就笑笑別說出來。貪婪是最真實的貧窮，滿足是最真實的財富。幽默就是乙個人想哭的時候還有笑的興致。光纖和光纜的區別
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光纖的分類
(1)按照傳輸模式來劃分光纖中傳播的模式就是光纖中存在的電磁波場場型,或者說是光場場形(he).各種場形都是光波導中經過多次的反射和干涉的結果.各種模式是不連續的離散的.
由於駐波才能在光纖中穩定的存在,它的存在反映在光纖橫截面上就是各種形狀的光場,即各種光斑.若是乙個光斑,我們稱這種光纖為單模光纖, 若為兩個以上光斑,我們稱之為多模光纖.· 單模光纖(single-mode) 單模光纖只傳輸主模,也就是說光線只沿光纖的內芯進行傳輸.
由於完全避免了模式射散使得單模光纖的· 傳輸頻帶很寬因而適用與大容量,長距離的光纖通迅.單模光纖使用的光波長為1310nm或1550 nm.如圖1單模纖光線軌跡圖.
· 多模光纖(multi-mode) 在一定的工作波長下(850nm/1300nm),有多個模式在光纖中傳輸,這種光纖稱之為多模光纖.由於色散或像差,· 因此,這種光纖的傳輸效能較差頻帶比較窄,傳輸容量也比較小,距離比較短.
2)按照纖芯直徑來劃分· 50/125(μm)緩變型多模光纖 · 62.5/125(μm)緩變增強型多光纖 · 8.3/125(μm)緩變型單模光纖備註:
50/62.5/8.3(μm)均為光纖光芯直徑數,125(μm)均為光纖玻璃包層的直徑數.
(3)按照光纖芯的折射率分布來劃分階越型光纖(step index fiber),簡稱sif;· 梯度型光纖(graded index fiber),簡稱gif; · 環形光纖(ring fiber); · w形光纖備註:50/62.5/8.
3(μm)均為光纖的光芯直徑數,125(μm)均為光纖玻璃包層的直徑數.
2.光纜
點對點光纖傳輸系統是通過光纜進行連線.光纜可包含1根光纖(有時稱單纖)或2根光纖(有時稱双纖),或者甚至更多(48纖,1000纖)
光纖的誕生
人類從未放棄過對理想光傳輸介質的尋找,經過不懈的努力,人們發現了透明度很高的石英玻璃絲可以傳光.這種玻璃絲叫做光學纖維,簡稱"光纖". 人們用它製造了在醫療上用的內窺鏡,例如做成胃鏡,可以觀察到距離一公尺左右的體內情況.
但是它的衰減損耗很大,只能傳送很短的距離.光的損耗程度是用每千公尺的分貝為單位來衡量的.直到20世紀60年代,最好的玻璃纖維的衰減損耗仍在每公里1000分貝以上.
每公里1000分貝的損耗是什麼概念呢每公里10分貝損耗就是輸入的訊號傳送1公里後只剩下了十分之一,20分貝就表示只剩下百分之一,30分貝是指只剩千分之一……1000分貝的含意就是只剩下億百分之一,是無論如何也不可能用於通訊的.因此,當時有很多科學家和發明家認為用玻璃纖維通訊希望渺茫,失去了信心,放棄了光纖通訊的研究.
雷射器和光纖的發明,使人們看到了光通訊的曙光.而要實現光纖通訊,還需要在雷射器和光纖的效能上有重大的突破.但是在這兩方面的突破遇到了許多困難,尤其是光纖的損耗要達到可用於通訊的要求,從每千公尺損耗1000分貝降低到20分貝似乎不太可能,以致很多科學家對實現光纖通訊失去了信心.
就在這種情況下,出生於上海的英藉華人高錕(博士,通過在英國標準電信實驗室所作的大量研究的基礎上,對光波通訊作出了乙個大膽的設想.他認為,既然電可以沿著金屬導線傳輸,光也應該可以沿著導光的玻璃纖維傳輸.2023年7月,高錕就光纖傳輸的前景發表了具有重大歷史意義的**,**分析了玻璃纖維損耗大的主要原因,大膽地預言,只要能設法降低玻璃纖維的雜質,就有可能使光纖的損耗從每公里1000分貝降低到20分貝/公里,從而有可能用於通訊.
這篇**使許多國家的科學家受到鼓舞,加強了為實現低損耗光纖而努力的信心.
世界上第一根低損耗的石英光纖――2023年,美國康寧玻璃公司的三名科研人員馬瑞爾,卡普隆,凱克成功地製成了傳輸損耗每千公尺只有20分貝的光纖.這是什麼概念呢用它和玻璃的透明程度比較,光透過玻璃功率損耗一半(相當於3分貝)的長度分別是:普通玻璃為幾厘公尺,高階光學玻璃最多也只有幾公尺,而通過每千公尺損耗為20分貝的光纖的長度可達150公尺.
這就是說,光纖的透明程度已經比玻璃高出了幾百倍!在當時,製成損耗如此之低的光纖可以說是驚人之舉,這標誌著光纖用於通訊有了現實的可能性.
光纖理論與光纖結構
一.光及其特性:
1. 光是一種電磁波.可見光部分波長範圍是:
390~760nm(毫微公尺).大於760nm部分是紅外光,小於390nm部分是紫外光.光纖中應用的是:
850,1300,1550三種.
2.光的折射,反射和全反射.
因光在不同物質中的傳播速度是不同的,所以光從一種物質射向另一種物質時,在兩種物質的交介面處會產生折射和反射.而且,折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化.當入射光的角度達到或超過某一角度時, 折射光會消失, 入射光全部被反射回來,這就是光的全反射.
不同的物質對相同波長光的折射角度是不同的(即不同的物質有不同的光折射率),相同的物質對不同波長光的折射角度也是不同.光纖通訊就是基於以上原理而形成的.
二.光纖結構及種類:
1.光纖結構:
光纖裸纖一般分為三層: 中心高折射率玻璃芯(芯徑一般為50或62.5μm),中間為低折射率矽玻璃包層(直徑一般為125μm),最外是加強用的樹脂塗層.
2.數值孔徑:
入射到光纖端麵的光並不能全部被光纖所傳輸,只是在某個角度範圍內的入射光才可以.這個角度就稱為光纖的數值孔徑.光纖的數值孔徑大些對於光纖的對接是有利的.
不同廠家生產的光纖的數值孔徑不同(at&tcorning). 3.光纖的種類:
a. 按光在光纖中的傳輸模式可分為: 單摸光纖和多模光纖.
多模光纖:中心玻璃芯教粗(50或62.5μm),可傳多種模式的光.
但其模間色散較大,這就限制了傳輸數碼訊號的頻率,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的頻寬了.
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:中心玻璃芯教細(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,但其色度色散起主要作用,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.
b.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:光纖生產長家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個波長的光上,如:1300μm和1550μm.
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.適用於短途低速通訊,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.
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. 4.
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
塑料: 98/1000μm 用於汽車控制.
三.光纖製造與衰減:
1.光纖製造:
現在光纖製造方法主要有: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.
2.光纖的衰減:
造成光纖衰減的主要因素有: 本徵,彎曲,擠壓,雜質,不均勻和對接等.
本徵: 是光纖的固有損耗,包括:瑞利散射,固有吸收等.
彎曲: 光纖彎曲時部分光纖內的光會因散射而損失掉,造成的損耗.
擠壓: 光纖受到擠壓時產生微小的彎曲而造成的損耗.
雜質: 光纖內雜質吸收和散射在光纖中傳播的光,造成的損失.
不均勻: 光纖材料的折射率不均勻造成的損耗.
對接: 光纖對接時產生的損耗,如:不同軸(單模光纖同軸度要求小於0.8μm),端麵與軸心不垂直,端麵不平,對接心徑不匹配和熔接質量差等.
四.光纖的優點:
1. 光纖的通頻帶很寬.理論可達30億兆赫茲.
2. 無中繼段長.幾十到100多公里,銅線只有幾百公尺.
3. 不受電磁場和電磁輻射的影響.
4. 重量輕,體積小.例如:通2萬1千話路的900對雙絞線,其直徑為3英吋,重量8 噸/km.而通訊量為其十倍的光纜直徑為0.5英吋,重量450p/km.
5. 光纖通訊不帶電,使用安全可用於易燃,易暴場所.
6. 使用環境溫度範圍寬.
7. 化學腐蝕,使用壽命長.
光纖裝置術語
idf: intermediate distribution frame,分配線架 mdf: main distribution frame,主配線架.
oc:(optical carrier,光載波)是sonet規範中定義的傳輸速度.oc定義光裝置的傳輸速度,sts定義電氣裝置的傳輸速度.
sc: subscriber connector(optical fiber connector) 使用者聯結器(光纖聯結器).
onent:sonet(synchronous optical network,光纖同步網路)是一種用於高速資料通訊的光纖傳輸系統.sonet被**公司和公用通訊公司部署,其速度從51mb/s直到每秒幾千兆.
sonet是一種提供先進網路管理和標準光纖介面的智慧型系統.它採用自恢復環結構,如果一條線路發生故障,它能夠改道傳送.sonet幹線廣泛用於匯集低速t1和t3線路.
sonet是寬頻isdn(b-isdn)標準規定的.歐洲相應的標準是採用時分復用(tdm)技術同時傳送多資料流.
st:straight tip,直通式光纖聯結器.tp:tunst pair,對絞線.
光纜終端盒:主要用於光纜終端的固定,光纜與尾纖的熔接及余纖的收容和保護.
光纖盒:應用於利用光纖技術傳輸數字和類似語音,**和資料訊號.光纖盒可進行直接安裝或桌面安裝.特別適合進行高速的光纖傳輸.
光纖面板:光學纖維面板具有傳光效率高,級間耦合損失小,傳像清晰,真實,在光學上具有零厚度等特點.最典型的應用是作為微光像增強器的光學輸入,輸出視窗,對提高成像器件的品質起著重要作用.
廣泛的應用於各種陰極射線管,攝像管,ccd耦合及其他需要傳送影象的儀器和裝置中.
光纖耦合器:(coupler)又稱分歧器(splitter),是將光訊號從一條光纖中分至多條光纖中的元件,屬於光被動元件領域,在電信網路,有線電視網路,使用者迴路系統,區域網路中都會應用到,與光纖聯結器分列被動元件中使用最大項的.光纖耦合器可分標準耦合器(雙分支,單位1×2,亦即將光訊號分成兩個功率),星狀/樹狀耦合器,以及波長多工器(wdm,若波長屬高密度分出,即波長間距窄,則屬於dwdm),製作方式則有燒結(fuse),微光學式(micro optics),光波導式(w**e guide)三種,而以燒結式方法生產占多數(約有90%).
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