光纖是光導(dǎo)纖維(OF:Optical Fiber)的簡稱。但光通信系統(tǒng)中常常將 Optical Fiber(光纖)又簡化為 Fiber,是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具。前香港中文大學(xué)校長高錕和George A. Hockham首先提出光纖可以用于通訊傳輸?shù)脑O(shè)想,高錕因此獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎。
我司是做通信設(shè)備的,經(jīng)常會經(jīng)常到光纖。因為很多客戶的電話光端機(jī)都是通過光纖來傳輸?shù)?,下面由小編我來繼續(xù)介紹光纖。
光纖簡介
微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中,使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常,光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)或一束激光將光脈沖傳送至光纖,光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。
在日常生活中,由于光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多,光纖被用作長距離的信息傳遞。
通常光纖與光纜兩個名詞會被混淆.多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆,包覆后的纜線即被稱為光纜.光纖外層的保護(hù)結(jié)構(gòu)可防止周圍環(huán)境對光纖的傷害,如水,火,電擊等.光纜分為:光纖,緩沖層及披覆.光纖和同軸電纜相似,只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。在多模光纖中,芯的直徑是15μm~50μm, 大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯的直徑為8μm~10μm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套, 以使光纖保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套,用來保護(hù)封套。光纖通常被扎成束,外面有外殼保護(hù)。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體,它質(zhì)地脆,易斷裂,因此需要外加一保護(hù)層。
光纖傳輸優(yōu)點
光纖傳輸有許多突出的優(yōu)點:
1.頻帶寬
頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高,可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。在VHF頻段,載波頻率為48.5MHz~300Mhz。帶寬約250MHz,只能傳輸27套電視和幾十套調(diào)頻廣播。可見光的頻率達(dá)100000GHz,比VHF頻段高出一百多萬倍。盡管由于光纖對不同頻率的光有不同的損耗,使頻帶寬度受到影響,但在最低損耗區(qū)的頻帶寬度也可達(dá)30000GHz。目前單個光源的帶寬只占了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫,好的單模光纖可達(dá)10GHz以上),采用先進(jìn)的相干光通信可以在30000GHz范圍內(nèi)安排2000個光載波,進(jìn)行波分復(fù)用,可以容納上百萬個頻道。
2.損耗低
在同軸電纜組成的系統(tǒng)中,最好的電纜在傳輸800MHz信號時,每公里的損耗都在40dB以上。相比之下,光導(dǎo)纖維的損耗則要小得多,傳輸1、31um的光,每公里損耗在0.35dB以下若傳輸1.55um的光,每公里損耗更小,可達(dá)0.2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍,使其能傳輸?shù)木嚯x要遠(yuǎn)得多。此外,光纖傳輸損耗還有兩個特點,一是在全部有線電視頻道內(nèi)具有相同的損耗,不需要像電纜干線那樣必須引人均衡器進(jìn)行均衡;二是其損耗幾乎不隨溫度而變,不用擔(dān)心因環(huán)境溫度變化而造成干線電平的波動。
3.重量輕
因為光纖非常細(xì),單模光纖芯線直徑一般為4um~10um,外徑也只有125um,加上防水層、加強筋、護(hù)套等,用4~48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm,比標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜的直徑47mm要小得多,加上光纖是玻璃纖維,比重小,使它具有直徑小、重量輕的特點,安裝十分方便。
4.抗干擾能力強
因為光纖的基本成分是石英,只傳光,不導(dǎo)電,不受電磁場的作用,在其中傳輸?shù)墓庑盘柌皇茈姶艌龅挠绊?,故光纖傳輸對電磁干擾、工業(yè)干擾有很強的抵御能力。也正因為如此,在光纖中傳輸?shù)男盘柌灰妆桓`聽,因而利于保密。
5.保真度高
因為光纖傳輸一般不需要中繼放大,不會因為放大引人新的非線性失真。只要激光器的線性好,就可高保真地傳輸電視信號。實際測試表明,好的調(diào)幅光纖系統(tǒng)的載波組合三次差拍比C/CTB在70dB以上,交調(diào)指標(biāo)cM也在60dB以上,遠(yuǎn)高于一般電纜干線系統(tǒng)的非線性失真指標(biāo)。
6.工作性能可靠
我們知道,一個系統(tǒng)的可靠性與組成該系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量有關(guān)。設(shè)備越多,發(fā)生故障的機(jī)會越大。因為光纖系統(tǒng)包含的設(shè)備數(shù)量少(不像電纜系統(tǒng)那樣需要幾十個放大器),可靠性自然也就高,加上光纖設(shè)備的壽命都很長,無故障工作時間達(dá)50萬~75萬小時,其中壽命最短的是光發(fā)射機(jī)中的激光器,最低壽命也在10萬小時以上。故一個設(shè)計良好、正確安裝調(diào)試的光纖系統(tǒng)的工作性能是非常可靠的。
7.成本不斷下降
目前,有人提出了新摩爾定律,也叫做光學(xué)定律(Optical Law)。該定律指出,光纖傳輸信息的帶寬,每6個月增加1倍,而價格降低1倍。光通信技術(shù)的發(fā)展,為Internet寬帶技術(shù)的發(fā)展奠定了非常好的基礎(chǔ)。這就為大型有線電視系統(tǒng)采用光纖傳輸方式掃清了最后一個障礙。由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富,隨著技術(shù)的進(jìn)步,成本還會進(jìn)一步降低;而電纜所需的銅原料有限,價格會越來越高。顯然,今后光纖傳輸將占絕對優(yōu)勢,成為建立全省、以至全國有線電視網(wǎng)的最主要傳輸手段。