光纖傳輸模式分類_光纖傳輸?shù)倪^程介紹

　　一、光纖傳輸簡介

　　光纖傳輸，即以光導(dǎo)纖維為介質(zhì)進(jìn)行的數(shù)據(jù)、信號(hào)傳輸。光導(dǎo)纖維，不僅可用來傳輸模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)，而且可以滿足視頻傳輸?shù)男枨?。光纖傳輸一般使用光纜進(jìn)行，單根光導(dǎo)纖維的數(shù)據(jù)傳輸速率能達(dá)幾Gbps，在不使用中繼器的情況下，傳輸距離能達(dá)幾十公里。

　　二、光纖傳輸發(fā)展階段

　　雙絞線階段

　　在這個(gè)階段語音同大規(guī)模數(shù)據(jù)通信不能混用也適應(yīng)這樣的數(shù)據(jù)通信。

　　電纜+雙絞線

　　它能滿足用戶的大量數(shù)據(jù)傳輸和視頻的需求，但需要更多的接入設(shè)備，造價(jià)相對提高許多，且不易今后的擴(kuò)展需求。

　　光纖階段

　　即我們所說的最終階段，在此時(shí)，各相應(yīng)附屬設(shè)備更完善，數(shù)據(jù)處理能力更強(qiáng)，擴(kuò)展性更好。發(fā)展也特別快，接入設(shè)備價(jià)格有所調(diào)整，可以說這是一步到位的綜合通信階段。分析光纖中光的傳輸，可以用兩種理論：射線光學(xué)（即幾何光學(xué)）理論和波動(dòng)光學(xué)理論。射線光學(xué)理論是用光射線去代替光能量傳輸路線的方法，這種理論對于光波長遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于光波導(dǎo)尺寸的多模光纖是容易得到簡單而直觀的分析結(jié)果的，但對于復(fù)雜問題，射線光學(xué)只能給出比較粗糙的概念。

　　波動(dòng)光學(xué)是把光纖中的光作為經(jīng)典電磁場來處理，因此，光場必須服從麥克斯韋方程組及全部邊界條件。從波動(dòng)方程和電磁場的邊界條件出發(fā)，可以得到全面、正確的解析或數(shù)字結(jié)果，給出波導(dǎo)中容許的場結(jié)構(gòu)形式（即模式）。

　　三、光纖傳輸模式分類

　　根據(jù)光纖中的傳輸模式數(shù)量分類，光纖又可分為多模光纖和單模光纖。在一定的工作波長下，多模光纖是能傳輸許多模式的介質(zhì)波導(dǎo)，而單模光纖只傳輸基模。

　　單模光纖中只有基模在進(jìn)行傳輸，因此粗略地講，模場直徑就是在單模光纖的接收端面上基模光斑的直徑，也可以極其粗略地認(rèn)為模場直徑d和單模光纖的纖芯直徑相近。

　　當(dāng)光纖的歸一化頻率V小于其歸一化截止頻率Vc時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)單模傳輸，即在光纖中僅有基模在傳輸，其余的高次模全部截止。就是說，除了光纖的參量如纖芯半徑，數(shù)值孔徑必須滿足一定條件外，要實(shí)現(xiàn)單模傳輸還必須使光波波長大于某個(gè)數(shù)值，即λ≥λc，這個(gè)數(shù)值就叫做單模光纖的截止波長。光纖光纜等相關(guān)的最好用達(dá)標(biāo)的，我們用菲尼特的。

　　因此，截止波長λc的含義是，能使光纖實(shí)現(xiàn)單模傳輸?shù)淖钚」ぷ鞴獠úㄩL。也就是說，盡管其它條件皆滿足，但如果光波波長不大于單模光纖的截止波長，仍不可能實(shí)現(xiàn)單模傳輸。

　　四、光纖傳輸?shù)膽?yīng)用

　　光纖通信技術(shù)應(yīng)用迅速增長，自1977年光纖系統(tǒng)首次商用安裝以來，電話公司就開始使用光纖鏈路替代舊的銅線系統(tǒng)。今天的許多電話公司，在他們的系統(tǒng)中全面使用光纖作為干線結(jié)構(gòu)和作為城市電話系統(tǒng)之間的長距離連接。提供商已開始用光纖/銅軸混合線路進(jìn)行試驗(yàn)。這種混合線路允許在領(lǐng)域之間集成光纖和同軸電纜，這種被稱為節(jié)點(diǎn)的位置，提供將光脈沖轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的光接收機(jī)，然后信號(hào)再經(jīng)過同軸電纜被傳送到各個(gè)家庭。作為一種通信信號(hào)傳輸?shù)那‘?dāng)手段，光纖穩(wěn)步替代銅線是顯而易見的，這些光纜在本地電話系統(tǒng)之間跨越很長的距離并為許多網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)提供干線連接。

　　光纖是一種采用玻璃作為波導(dǎo)，以光的形式將信息從一端傳送到另一端的技術(shù)。今天的低損耗玻璃光纖相對于早期發(fā)展的傳輸介質(zhì)，幾乎不受帶寬限制并具有獨(dú)一無二的優(yōu)勢，點(diǎn)到點(diǎn)的光學(xué)傳輸系統(tǒng)由三個(gè)基本部分構(gòu)成：產(chǎn)生光信號(hào)的光發(fā)送機(jī)、攜帶光信號(hào)的光纜和接收光信號(hào)的光接收機(jī)。

　　五、光纖傳輸過程介紹

　　是由發(fā)光二極管LED或注入型激光二極管ILD發(fā)出光信號(hào)沿光媒體傳播，在另一端則有PIN或APD光電二極管作為檢波器接收信號(hào)。對光載波的調(diào)制為移幅鍵控法，又稱亮度調(diào)制（IntensityModulation）。典型的做法是在給定的頻率下，以光的出現(xiàn)和消失來表示兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字。發(fā)光二極管LED和注入型激光二極管ILD的信號(hào)都可以用這種方法調(diào)制，PIN和ILD檢波器直接響應(yīng)亮度調(diào)制。

　　功率放大：將光放大器置于光發(fā)送端之前，以提高入纖的光功率。使整個(gè)線路系統(tǒng)的光功率得到提高。在線中繼放大：建筑群較大或樓間距離較遠(yuǎn)時(shí)，可起中繼放大作用，提高光功率。前置放大：在接收端的光電檢測器之后將微信號(hào)進(jìn)行放大，以提高接收能力。