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光纤传输基础知识

数据中心运维管理  · 公众号  · 数据库  · 2017-03-27 07:14

正文

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1)纤芯  core:折射率较高,用来传送光;

2)包层  coating:折射率较低,与纤芯一起形成全反射条件;

3)保护套  jacket:强度大,能承受较大冲击,保护光纤。

3mm光缆   橘色       MM      多模

黄色       SM       单模


光纤的尺寸


外径一般为125um(一根头发平均100um)

内径:单模9um  多模50/62.5um




数值孔径


入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同


光纤的种类


按光在光纤中的传输模式可分为:

多模(Multi-Mode) (简称:MM)

单模(Single-Mode)(简称:SM)

多模光纤:中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。

单模光纤:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。实际上是阶跃型光纤的种,只是纤芯径很小,理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内,并在纤芯内作直线传播。光纤脉冲几乎没有展宽。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。


光纤的分类


按材料分类:

玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高;

胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多,成本较低;

塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及短距的图像传输。


按最佳传输频率窗口:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。

常规型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上,如1300nm。

色散位移型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上,如:1300nm和1550nm。


突变型:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低,模间色散高。适用于短途低速通讯,如:工控。但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。

渐变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高模光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。


常用光纤规格


光纤尺寸:

1)单模纤芯直径:9/125μm,10/125μm

2)包层外径(2D)=125μm

3)一次涂敷外径=250μm

4)尾纤:300μm

5)多模:

50/125μm,欧洲标准

62.5/125μm,美国标准

6)工业,医疗和低速网络:100/140μm, 200/230μm

7)塑料:98/1000μm,用于汽车控制


光纤衰减


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。

本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。

弯曲:光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。

挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。







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