A. 什么是光纤通信技术
光纤通信实质是光导纤维通信简称,实际应用中的光纤通信系统使用的不是单根的光纤,而是许多光纤聚集在一起的组成的光缆。
B. 光通信的技术
基于上述全光网络构架有很多核心技术,它们将引领光通信的未来发展。下面着重介绍ASON、FTTH、DWM、RPR这四项最重要的技术。 无论从国内研发进展、试商用情况,还是从国外的发展经验来看,国内运营商在传送网中大规模引入ASON技术将是必然的趋势。ASON(,智能光网络)是一种光传送网技术。产品和市场状况表明,ASON技术已经达到可商用的成熟程度,随着3G、NGN的大规模部署,业务需求将进一步带动传送网技术的发展,预计2007年ASON将得到更加广泛的商用。
2006年各大主要设备提供商华为、中兴、烽火、Lucent等已经推出了其可商用的ASON产品。中国电信、中国网通、中国移动、中国联通和中国铁通陆续开展了ASON的应用测试和小规模商用。
ASON在国外成功商用的经验表明,ASON将在骨干传送网发挥不可替代的作用。例如,AT&T的140个节点覆盖美国的骨干传送网;BT组建21CN网,已建40个ASON节点;Vodafone的131个节点覆盖英国的ASON骨干传送网,等等。
然而,ASON在路由、自动发现、ENNI接口等几方面的标准化工作还不完善,这成为制约ASON技术发展和商用的重要因素。未来中国将参与更多的ASON标准化工作,同时,ASON的标准化,尤其是其中ENNI的标准化,将取得突破性进展。 FTTH(Fiber To The Home,光纤到户)是下一代宽带接入的最终目标。实现FTTH的技术中,EPON(Ethernet Passive Optical Networks)将成为未来中国的主流技术,而GPON(Gigabit-capable passive optical networks)最具发展潜力。
EPON采用Ethernet封装方式,所以非常适于承载IP业务,符合IP网络迅猛发展的趋势。国家已经将EPON作为“863”计划重大项目,并在商业化运作中取得了主动权。
GPON比EPON更注重对多业务的支持能力,因此更适合未来融合网络和融合业务的发展。但是它还不够成熟并且价格偏高,还无法在中国大规模推广。
中国的FTTH还处于市场启动阶段,离大规模的商业部署还有一段距离。在未来的产业化发展中,运营商对本地网“最后一公里”的垄断是制约FTTH发展的重要因素,采取“用户驻地网运营商与房地产开发商合作实施”的形式,更有利于FTTH产业的健康发展。从日本、美国、欧洲和韩国等国家的FTTH发展经验来看,FTTH的核心推动力在于网络所提供的丰富内容,而政府对应用和内容的监控和管理政策也会制约FTTH的发展。 WDM突破了传统SDH网络容量的极限,将成为未来光网络的核心传输技术。
按照通道间隔的不同,WDM(,波分复用)可以分为DWDM(密集波分复用)和CWDM(稀疏波分复用)这两种技术。DWDM是当今光纤传输领域的首选技术,但CWDM也有其用武之地。
2006年,烽火、华为等设备厂商都推出了自己的DWDM系统,国内运营商也开展了相关的测试和小规模商用。未来DWDM将在对传输速率要求苛刻的网络中发挥不可替代的作用,如利用DWDM来建设骨干网等。
相对于DWDM,CWDM具有成本低、功耗低、尺寸小、对光纤要求低等优点。未来几年,电信运营商将会严格控制网络建设成本,这时CWDM技术就有了自己的生存空间,它适合快速、低成本多业务网络建设,如应用于城域和本地接入网、中小城市的城域核心网等。 弹性分组环(ResilientPacketRing,RPR)将成为未来重要的光城域网技术。许多国内外传输设备厂商都开发了内嵌RPR功能的MSTP设备,RPR技术得到了大量芯片制造商、设备制造商和运营商的支持和参与。
在标准化方面,IEEE802.17的RPR标准已经被整个 业界认可,而国内的相关标准化工作还在进行中。未来RPR将主要应用于城域网骨干和接入方面,同时也可以在分散的政务网、企业网和校园网中应用,还可应用于IDC和ISP之中。
C. 在光纤通信系统中,为什么要采用波分复用技术
主要是为了节省光纤,不需要再铺设光缆,而且扩容升级快,通常一天就能完成两个点的安装。在原有两芯光纤的基础上,用一套40通道的波分就可以跑40路业务,每路10G就400G。具体要根据实际情况制定解决方案。
D. 光纤通信技术的技术简介
名称
光纤通信技术
关键词
光波 光纤 通信技术
光纤结构
光纤由纤芯,包层和涂层组成,内芯一般为几十微米或几微米,中间层称为包层,通过纤芯和包层的折射率不同,从而实现光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输,涂层的作用就是增加光纤的韧性保护光纤。
光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。
E. 光纤通信技术的原理是什么
光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式。1977年美国在芝加哥相距7000米的两电话局之间,首次用多模光纤成功地进行了光纤通信试验。85微米波段的多模光纤为第一代光纤通信系统。1981年又实现了两电话局间使用1.3微米多模光纤的通信系统,为第二代光纤通信系统。1984年实现了1.3微米单模光纤的通信系统,即第三代光纤通信系统。20世纪80年代中后期又实现了1.55微米单模光纤通信系统,即第四代光纤通信系统。用光波分复用提高速率,用光波放大增长传输距离的系统,为第五代光纤通信系统。新系统中,光纤通信系统,已达现场实验水平,将得到应用。光弧子通信系统可以获得极高的速率,20世纪末或21世纪初可能达到实用化。在该系统中加上光纤放大器有可能实现极高速率和极长距离的光纤通信。
光纤通信的发展极其迅速,至1991年底,全球已铺设光缆563万千米,到1995年已超过1100万千米。光纤通信在单位时间内能传输的信息量大。一对单模光纤可同时开通35000个电话,而且它还在飞速发展。光纤通信的建设费用正随着使用数量的增大而降低,同时它具有体积小,重量轻,使用金属少,抗电磁干扰、抗辐射性强,保密性好等优点。
F. 光纤通信是通过什么实现的
光纤通信系统主要由光发射端机、光纤、光中继器、光接收端机、监控及电源系统组成,通过这些设备,就实现了光纤通信.
G. 最早的商用光纤通信系统 1977年的光纤通讯系统采用多模光纤传导
最早的商用光纤通信系统是什么样子?光纤通信系统是以光为载波,利用纯度极高的玻璃拉制成极细的光导纤维作为传输媒介,通过光电变换,用光来传输信息的通信系统。随着国际互联网业务和通信业的飞速发展,信息化给世界生产力和人类社会的发展带来了极大的推动。光纤通信作为信息化的主要技术支柱之一,将成为21世纪最重要的战略性产业。下面就跟放肆吧一起具体看看最早的商用光纤通信系统等相关内容。
最早的商用光纤通信系统
光纤是利用光在纯度较高的玻璃或塑料拉制而成的细小光导纤维中,发生全反射现象,实现光电的变换,从而达到用光传递信息的一种工具。它不仅可以用来传输模拟信号和数字信号,还使视频信号的传输成为了可能。它的出现改变了传统信息传输工具中以铜等物质为主要传导媒介的模式,有力地推动了通讯事业的发展。
1977年,世界上第一个商用的光纤通讯系统,在美国芝加哥两个相距7千米的电话局之间开通。这个光纤通讯系统采用多模光纤传导方式。系统中,两根直径仅为0.1毫米左右的玻璃丝,就能开通8000路电话。这个商用光纤通讯系统的投入使用,使得人类通讯领域发生了翻天覆地的变化。
光纤通信
光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。
光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式,被称之为“有线”光通信。当今,光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小,而远优于电缆、微波通信的传输,已成为世界通信中主要传输方式。
通信系统
光纤通信技术和计算机技术是信息化的两大核心支柱,计算机负责把信息数字化,输入网络中去;光纤则是担负着信息传输的重任。当代社会和经济发展中,信息容量日益剧增,为提高信息的传输速度和容量,光纤通信被广泛的应用于信息化的发展,成为继微电子技术之后信息领域中的重要技术。
基本光纤通信系统
最基本的光纤通信系统由数据源、光发送端、光学信道和光接收机组成。其中数据源包括所有的信号源,它们是话音、图象、数据等业务经过信源编码所得到的信号;光发送机和调制器则负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号,先后用过的光波窗口有0.85、1.31和1.55。光学信道包括最基本的光纤,还有中继放大器EDFA等;而光学接收机则接收光信号,并从中提取信息,然后转变成电信号,最后得到对应的话音、图象、数据等信息。
数字光纤通信系统
光纤传输系统是数字通信的理想通道。与模拟通信相比较,数字通信有很多的优点,灵敏度高、传输质量好。因此,大容量长距离的光纤通信系统大多采用数字传输方式。
在光纤通信系统中,光纤中传输的是二进制光脉冲"0"码和"1"码,它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的,称为PCM(pulsecodemolation),即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号,由PCM电端机产生。
H. 光纤通信系统的概述
光纤即为光导纤维的简称。光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。
光纤通信是利用光波作载波,以光纤作为传输媒质将信息从一处传至另一处的通信方式,被称之为“有线”光通信。当今,光纤以其传输频带宽、抗干扰性高和信号衰减小,而远优于电缆、微波通信的传输,已成为世界通信中主要传输方式。
1966年英籍华人高锟(Charles Kao)发表论文提出用石英制作玻璃丝(光纤),其损耗可达20dB/km,可实现大容量的光纤通信。当时,世界上只有少数人相信,如英国的标准电信实验室(STL)、美国的Corning玻璃公司,Bell实验室等领导。2009年高锟因发明光纤获得诺贝尔奖。1970年,Corning公司研制出损失低达20dB/km,长约30 m的石英光纤,据说花费了3000千万美元。1976年Bell实验室在华盛顿亚特兰大建立了一条实验线路,传输速率仅45Mb/s,只能传输数百路电话,而用中同轴电缆可传输1800路电话。因为当时尚无通信用的激光器,而是用发光二极管(LED)做光纤通信的光源,所以速率很低。1984年左右,通信用的半导体激光器研制成功,光纤通信的速率达到144Mb/s,可传输1920路电话。1992年一根光纤传输速率达到2.5Gb/s,相当3万余路电话。1996年,各种波长的激光器研制成功,可实现多波长多通道的光纤通信,即所谓“波分复用”(WDM)技术,也就是在1根光纤内,传输多个不同波长的光信号。于是光纤通信的传输容量倍增。在2000年,利用WDM技术,一根光纤光纤传输速率达到640Gb/s。有人对高锟1976年发明了光纤,而2010年才获得诺贝尔奖有很大的疑问。事实上,从以上光纤发展史可以看出,尽管光纤的容量很大,没有高速度的激光器和微电子仍不能发挥光纤超大容量的作用。电子器件的速率才达到吉比特/秒量级,各种波长的高速激光器的出现使光纤传输达到太比特/秒量级(1Tb/s=1000 Gb/s),人们才认识到“光纤的发明引发了通信技术的一场革命!” 常规的光纤通信系统的主要组成部分是光纤、光源和光检测器。光纤包括单模和多模光纤,光源包括半导体激光器和发光二极管。中、长距离系统采用单模光纤和半导体激光器,新开发的高速系统用分布反馈(DFB)激光器,短距离系统可以采用多模光纤和发光二极管。
常规的光纤通信系统系指发送端对光源进行强度调制,接收端用光电检测器对收到的光信号进行直接检测(IM/DD)的系统,又称强度调制直接栓波光纤通信系统,它是90年代初实际使用主。其基本结构以2.488Gbit/s系统为例,如图2所示。
图的左方为发送端电的时分复用器,它把输入的155Mbit/s的数字信号复合为2.488Gbit/s的信号。该信号直接强度调制一只分布反馈激光器,再将已调光输出传送给单模光纤。图的右方先由光一电检测器把已调光直接检测,得出2.488Gbit/S的数字信号,再经时分解复器得出一组155Mbit/s的数字信号。
常规的光纤通信系统的中继设备如图3所示。
2.2 应用范围
光纤通信首先在电话局之间得到应用,构成光纤本地网,接着作为长途通信构成全国性的光纤网,它将成为宽带通信网的骨架。又发展海底光缆
系统作越洋通信或作短距离越岛、沿海岸等通信,著名的有横跨大西洋和太平洋的各海底光缆通信系统。例如1988年12月开始商用的最早一个横跨大西洋系统TAT—8,光缆里有3对光纤,2对使用,1对备用。每对信息率为280Mbit/s。全长6 700km,平均中继站间距为67knu波长1.3μm,采用常规的单模光纤。
各发达国家正在规划设计和建设光纤用户网,即光纤到户(FTTH)或光纤到马路边(FTTC)。其它的应用,如各种规模,在各种场合应用的光纤局域网等。 (1)通信容量大、传输距离远;一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽,只需一秒钟左右,即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。400Gbit/s系统已经投入商业使用。光纤的损耗极低,在光波长为1.55μm附近,石英光纤损耗可低于0.2dB/km,这比任何传输媒质的损耗都低。因此,无中继传输距离可达几十、甚至上百公里。
(2)信号干扰小、保密性能好;
(3)抗电磁干扰、传输质量佳,电通信不能解决各种电磁干扰问题,唯有光纤通信不受各种电磁干扰。
(4)光纤尺寸小、重量轻,便于铺设和运输;
(5)材料来源丰富,环境保护好,有利于节约有色金属铜。
(6)无辐射,难于窃听,因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。
(7)光缆适应性强,寿命长。
(8)质地脆,机械强度差。
(9)光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。
(10)分路、耦合不灵活。
(11)光纤光缆的弯曲半径不能过小(>20cm)
(12)有供电困难问题。
利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式.由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光-光纤通信. 光纤通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去;在接收端,检测器收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息.
随着信息技术传输速度日益更新,光纤技术已得到广泛的重视和应用。在多微机电梯系统中,光纤的应用充分满足了大量的数据通信正确、可靠、高速传输和处理的要求。光纤技术在电梯上的应用,大大提高了整个控制系统的反应速度,使电梯系统的并联群控性能有了明显提高。电梯上所使用的光纤通信装置主要由光源、光电接收器和光纤组成。 微机控制系统输出的信号为电信号,而光纤系统传输的是光信号,因此,为了把微机系统产生的电信号在光纤中传输,首先要把电信号转换为光信号。光源就是这样一种电光转换器件。
光源首先将电信号转换成光信号,再向光纤发送光信号。在光纤系统中,光源具有非常重要的地位。可作为光纤光源的有白炽灯、激光器和半导体光源等。半导体光源是利用半导体的 PN结将电能转换成光能的,常用的半导体光源有半导体发光二极管(LED)和激光二极管(LD) 。半导体光源因其体积小、重量轻、结构简单、使用方便、与光纤易于相容等优点,在光纤传输系统中得到了广泛的应用。 光纤是光信号的传输通道,是光纤通信的关键材料。
光纤由纤芯、包层、涂敷层及外套组成,是一个多层介质结构的对称圆柱体。纤芯的主体是二氧化硅,里面掺有微量的其它材料,用以提高材料的光折射率。纤芯外面有包层,包层与纤芯有不同的光折射率, 纤芯的光折射率较高, 用以保证光信号主要在纤芯里进行传输。 包层外面是一层涂料,主要用来增加光纤的机械强度,以使光纤不受外来损害。光纤的最外层是外套,也是起保护作用的。
光纤的两个主要特征是损耗和色散。损耗是光信号在单位长度上的衰减或损耗,用db/km表示,该参数关系到光信号的传输距离,损耗越大,传输距离越短。多微机电梯控制系统一般传输距离较短,因此为降低成本,大多选用塑料光纤。光纤的色散主要关系到脉冲展宽。 在三菱电梯控制系统中, 光纤通信主要用于群控与单梯间的数据传送及两台并联的单梯之间的数据传送。三菱电梯所用的光纤装置主要由光源、光接收器和光纤组成,其中光源和光接收器被封装在光纤接插件的定插头内,光纤与动插头相连。 发送:CPU 通过专用 IC芯片将并行数据串行化,并根据通信格式插入相应位码(起始、停止、校验位等) ,由输出端 TXD将信号送入光纤接插件(即定插头) ,再由光纤接插件中的光源进行电—光转换,转换后的光信号通过光纤动插头向光纤发送光信号,光信号在光纤中向前传播。
接收:来自光纤的光信号经光纤接插件的动插头,向定插头的接收器发送,接收器将接受到的光信号进行光—电还原,从而得到相应的电信号,该电 信号送入到专用的 IC 芯片的RXD输入端,经专用 IC芯片将串行数据改为并行数据后,再向 CPU传送。 光纤通信的应用领域是很广泛的,主要用于市话中继线,光纤通信的优点在这里可以充分发挥,逐步取代电缆,得到广泛应用。还用于长途干线通信过去主要靠电缆、微波、卫星通信,现以逐步使用光纤通信并形成了占全球优势的比特传输方法;用于全球通信网、各国的公共电信网(如中国的国家一级干线、各省二级干线和县以下的支线);它还用于高质量彩色的电视传输、工业生产现场监视和调度、交通监视控制指挥、城镇有线电视网、共用天线(CATV)系统,用于光纤局域网和其他如在飞机内、飞船内、舰艇内、矿井下、电力部门、军事及有腐蚀和有辐射等中使用。
光纤传输系统主要由:光发送机、光接收机、光缆传输线路、光中继器和各种无源光器件构成。要实现通信,基带信号还必须经过电端机对信号进行处理后送到光纤传输系统完成通信过程。
它适合于光纤模拟通信系统中,而且也适用于光纤数字通信系统和数据通信系统。在光纤模拟通信系统中,电信号处理是指对基带信号进行放大、预调制等处理,而电信号反处理则是发端处理的逆过程,即解调、放大等处理。在光纤数字通信系统中,电信号处理是指对基带信号进行放大、取样、量化,即脉冲编码调制(PCM )和线路码型编码处理等,而电信号反处理也是发端的逆过程。对数据光纤通信,电信号处理主要包括对信号进行放大,和数字通信系统不同的是它不需要码型变换。
I. 目前网络光纤传输技术
光纤的容量大。其以光纤为传播媒介,光波为载波,具有很高的频率(约10的14次方HZ)。
光纤的损耗低、中继距离长。目前使用的光纤一般为石英光纤,其在1.55um波长区的损耗低至0.18db/km,理论上,其损耗系数可以低至10的-3次方到10的-5次方db/km,此时其中继距离可达数千数万公里。
光纤的抗电磁干扰能力强。相比于电话线和电缆不能和高压电线平行架设,光纤的架设不受电磁环境的影响。
保密性能好。电通信方式很容易被人窃听,只要在明线或者电缆附近设置一个接收装置,就可以获取明线或者电缆中传送的信息。
抗拉强度低
连接困难
怕水
主要有光发送机、光纤电缆、中继器和光接收机组成。
光发送机的主要作用是将电信号转换为光信号,并将生成的光信号注入光纤。光发送机一般由驱动电路、光源和调制器构成。
光接收机的主要作用是将光纤送来的光信号还原成原始的电信号。一般由光电检测器和解调器组成。
光纤的作用是为光信号的传送提供传送信道,将光信号由一处传送到另外一处。中继器的作用是延长光信号的传输距离。分为电中继器和光中继器(光放大器)。
根据调制信号的类型,光纤通信系统可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统。
根据光源的调制方式,光纤通信系统可以分为直接调制光纤通信系统和间接调制光纤通信系统。
根据光纤的传导模数量,光纤通信系统可以分为多模光纤通信系统和单模光纤通信系统。
根据系统的工作波长,光纤通信系统可以分为短波长光纤通信系统、长波长光纤通信系统和超长波长光纤通信系统。
一般分为三部分:折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层。
按照光纤截面上折射率分布,分为阶跃型光纤(SIF)和渐变型光纤(GIF).
按照光纤中传输的模式数量,分为多模光纤(MMF)和单模光纤(SMF)
按照光纤的工作波长分类,分为短波长光纤,长波长光纤和超长波长光纤
按照ITU-T建议分类,分为G.651(渐变型多模光纤),G.652(常规单模光纤),G.653(色散位移光纤)、G.654(截止波长光纤)和G.655(非零色散位移光纤)
按照套塑方式可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。
现在实用的石英光纤通常有以下三种:阶跃型多模光纤、渐变型多模光纤(G.651)和阶跃型单模光纤。
光缆一般分为缆芯和护层两大部分。缆芯是光缆的主体,其结构是否合理,与光纤的安全运行关系很大。基本要求是:光纤在缆芯中处于最佳位置和状态,保证光纤传输性能稳定,在光纤受到一定的拉力、侧压力等外力时,光纤不应承受外力影响,其次缆芯内的金属线对也应得到妥善安排,并保证其电气性能;另外缆芯截面应该尽可能小,以降低成本和敷设空间。
护层有护套和外护层构成,作用是进一步保护光纤,使光纤能适应在各种场地的敷设,如架空、管道、直埋、室内、过河、跨海等。对于采用外周加强元件的光缆结构,还需提供足够的抗拉、抗压、抗弯曲等机械特性方面的能力。
光纤的基本结构有层绞式、骨架式、束管式、带状式。我国使用最多的是层绞式和骨架式。
根据光缆的传输性能、距离和用途,可以分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用户光缆。
根据光缆的芯数多少,可以分为单芯和多芯光缆。
根据敷设方式,可以分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆。
根据护层材料性质,可以分为普通光缆、阻燃光缆等。
由分类、加强构件、派生(形状、特性)、护套和外护层五部分组成。
GY野外光缆(室外)
GR软光缆
GJ局内光缆(室内)
GS设备内光缆
GH海底光缆
GT特殊光缆
GW无金属光缆
Null:金属加强构件
F非金属加强构件
G金属重型加强构件
H非金属重型加强构件
B扁平式结构
Z自承式结构
T填充式结构
S松套结构
Y聚乙烯护套
V聚氯乙烯护套
U聚氨酯护套
A铝、聚乙烯护套
L铝护套
Q铅护套
G钢护套
S钢、铝、聚乙烯综合护套
当前的主要技术有:波分复用技术,可以充分利用单模光纤低损耗区带来的巨大带宽资源。根据每一信道光波的频率(或者波长)不同,将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道,把光波作为信号的载波,在发送端采用波分复用器(合波器),将不同规定波长的信号光载波合并起来送入一根光纤进行传输。在接收端,再由一波分复用器(分波器)将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。由于不同波长的光载波信号可以看作互相独立(不考虑光纤非线性时),从而在一根光纤中可实现多路光信号的复用传输。自从上个世纪末,波分复用技术出现以来,由于它能极大提高光纤传输系统的传输容量,迅速得到了广泛的应用。
不同种类的光纤,由于其传输特性不同,会有不同的适用范围,按光在光纤中的传输模式划分,可以分为单模光纤和多模光纤两种。常用的多模光纤直径125um,其中芯径一般在50-100um之间。在多模光纤中,可以有数百个光波同时传播,多模光纤一般工作于短波长(0.8um)区,损耗于色散都比较大,带宽较小,适用于低速短距离光通信系统中。多模光纤的优点在于其具有较大的纤芯直径,可以用较高的耦合效率将光功率注入道多模光纤中。
常用的单模光纤直径也为125um,芯径为8-12um。在单模光纤中,因为只有一个模式传播,不存在模间色散,具有较大的传输带宽,并且在1550nm波长区的损耗非常低(约0.2-。25db、km),所以被广泛应用于高速长距离的光纤通信系统中。使用单模光纤时,色度色散是影响信号传输的主要因素,所以对光源的谱宽和稳定性都有比较高的要求,即 谱宽要窄,稳定性要好。 单模光纤一般必须使用半导体激光器激励。按照最佳传输频率窗口划分,可以分为常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。它们的区别主要在于传输频率,常规型最佳传输频率在1310nm附近,而色散位移型最佳传输频率在1550nm附近。
分为有源光器件和无源光器件。
光无源器件是光纤通信设备的重要组成部分,是不含光能源的光功能器件的总称,不需要外加能源驱动工作的光电子器件。光无源器件在光路中都要消耗能量,插入损耗是其主要性能指标。光无源器件有光纤连接器、光开关、光衰减器、光纤耦合器、波分复用器、光调制器、光滤波器、光隔离器、光环行器等。它们在光路中分别实现连接、能量衰减、反向隔离、分路或合路、信号调制、滤波等功能。
常用的光无源器件
光纤连接器:实现光纤之间活动连接的光无源器件,具有将光纤与其他无源器件、光纤与系统和仪表进行活动连接的功能。其采用机械和光学结构,使两根光纤的纤芯对准,保证90%以上的光能够通过,目前由代表性并且正在使用的光纤连接器主要由五种结构。
一是套管结构,由插针和套筒组成
二是双锥结构,利用锥面定位
三是V形槽结构,将两个插针放入V形槽基座中,再用盖板将插针压紧,利用对准原理使纤芯对准。
四是球面定心结构,由装有精密钢球的基座和装有圆锥面的插针组成。
五是透镜耦合结构,分为球透镜耦合和自聚焦透镜耦合两种。[if !vml]
光纤连接器的种类
Fc:螺纹连接,外部零件采用金属材料制作的连接器,是我国电信网采用的主要品种。
St:带键的卡口式锁紧结构,确保连接时准确对准。
对于fc、sc、st等不同的连接器,在对不同型号插头连接时,需要转换器进行连接。
光纤耦合器:将光信号进行分路或者合路、插入、分配的一种器件。
将电信号转换成光信号或者将光信号转换成电信号的关键器件,是光传输系统的心脏,需要外加能源驱动工作。将电信号转换成光信号的器件称为光源,主要包括半导体光源、半导体光探测器、光纤激光器、光放大器、光波长转换器、光调制器、光开关、路由器。