光纤基础知识

一、光纤的概念

  光纤(Optical fibre / Fibre optics)是光导纤维的简写,是一种由玻璃(二氧化硅)制成的纤维,可作为光传导工具。

  光纤传输(Optical fiber transmission),即以光导纤维为介质进行的数据、信号传输。光导纤维,不仅可用来传输模拟信号和数字信号,而且可以满足视频传输的需求。光纤传输一般使用光缆进行,单根光导纤维的数据传输速率能达几Gbps,在不使用中继器的情况下,传输距离能达几十公里。

二、光纤的传输原理

  光信号从一种介质进入到另一种介质时,会同时产生折射与反射现象。当介质1的折射率高于介质2,那么折射角度就会大于入射角度。当入射光从临界角入射至介质1和介质2的介面处时,它的折射角度为90度,这时光信息不会进入介质2(图例1)。当入射角度大于临界角度时,将会产生全反射现象,则光信息会在介质1内传输不会进入介界2(图例2),光纤通信的传光原理就是采用了光纤的全反射效应

  图例1

  

  图例2

  

三、光纤的构成

  从内至外,依次是纤芯、包层、涂覆层

  涂覆层的作用是:增加光纤的机构强度和可弯曲性,对光纤进行保护。

  纤芯和包层都是高纯度二氧化硅,它们含有不同的掺杂剂,从而使得纤芯的折射率高于包层,因此,当光信号以合适的入射角进入纤芯后,就能在纤芯与包层之间形成全反射,从而实现对光的传输。

  

四、光纤的分类

   根据不同的标准我们可以把光纤划分成不同的种类。在通信中常用光的传播模式对光纤进行划分,也就是多模光纤和单模光纤

  多模光纤常用光波波长是1.31um或1.55um,纤芯直径是50um或62.5um。它的直径远大于光波波长,在这种情况下,允许光信号以多个角度入射进光纤进行传输,这种不同角度的光信号我们称为不同的模,因此这种光纤称为多模光纤。多模光纤在传输信号时,由于多个模式传输信号的速度不同,因此产生的色散比较大,时延、速率低等问题,多模光纤一般用于短距离的传输(多模光纤的颜色一般是橘色的)。

  单模光纤常用光波波长是1.31um或1.55um,纤芯直径是9um,它与通信用的光波波长基本差不多,在这种情况下,光纤只允许与光纤轴方向一致的光信号进行传输,单模光纤的数据传输方式简单来讲,就是沿着光纤轴向以直线方式传输,传输的容量大,距离长,是当前光信号传输中最常用的介质。标识有SM字样(单模光纤的颜色一般是黄色的)。

  光纤的标准:

  G.651:多模,主要用于短距传输(光波波长850um和1310um)。

  G.652:单模,主要用于陆缆。
  

  光信号的类型:

  850nm信号:传输损耗大,适合短距传输(多模信号)。

  13100nm信号:衰耗中等,适合较长距离传输(可以使用多模信号也可以使用单模信号传输)。

  15500nm信号:衰耗小,适合长距离传输。

  

  光缆的组成:一般由光纤、缓冲套管、加强芯、护套组成。常见光纤根据包含光纤数量的不同,可以分为6芯、8芯、12芯、48芯、96芯缆。

  

五、光纤的连接器件

  光纤连接器的作用是把两根光纤连接起来。使得发送光的信号能量能最大化的耦合到接收光纤中,实现了不同光口之间的互联,光纤连接器根据它接口类型的不同,可以分为:

  FC(Ferrule Connector):圆形、螺纹连接。

  SC(Square Connector):方形、轴向插拔。

  LC(Lucent Connector):方形、轴向插拔,高密度。

  根据光纤对接时,光纤的截面设计可以分为:

  FC型(Flat Contact):平面接触。

  PC型(Physical Contact):球面接触。

  APC型(Angle Physical Contact):斜球面接触。

  

六、光纤跳线和光衰减器

  光纤跳线主要用于把两个不同的光纤接口连接起来。根据两端的接口类型不同可以分为:FC-SC、FC-LC、FC-FC。

  光衰减器主要用于光信号的衰减。使得接收端光功率在合适的范围内避免过载。光衰减器可以分为:固定衰减器、机械可调衰减器、电可调衰减器、SFP衰减器。

  

  

  

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