光纖傳輸?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)

　　據(jù)環(huán)球通訊社報(bào)道，2016年全球光纖市場(chǎng)價(jià)值約27.5億美元，預(yù)計(jì)2012年將達(dá)到約37.2億美元。 這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，光纖傳輸正處于黃金時(shí)期，將極大地改變電信.

　　在各種工業(yè)和住宅用途對(duì)更高帶寬和更快速度連接的需求不斷增長(zhǎng)的推動(dòng)下，光纖傳輸在現(xiàn)代社會(huì)中變得越來(lái)越普遍。在本教程中，將詳細(xì)探討光纖傳輸?shù)膬?yōu)缺點(diǎn)。

　　光纖傳輸技術(shù)

　　通常，一個(gè)光纖通信系統(tǒng)由三個(gè)主要部件組成：光發(fā)射機(jī)、光纜和一個(gè)光接收器。光發(fā)射機(jī)將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)；光纜將光信號(hào)從光發(fā)射機(jī)傳送到光接收機(jī)，光接收機(jī)將光信號(hào)重新轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。最常用的光發(fā)射器是半導(dǎo)體器件，如 LED（發(fā)光二極管）和激光二極管。光電探測(cè)器是光接收器的關(guān)鍵部件。它利用光電探測(cè)器效應(yīng)將光轉(zhuǎn)化為電能。至于光纜，那就太多了。隨著對(duì)速度和帶寬的使用和需求，光纜的發(fā)展是驚人的。現(xiàn)在光纜市場(chǎng)上有OS2光纖、OM1光纖、OM2光纖、OM3光纖、OM4光纖和OM5光纖用于不同光學(xué)應(yīng)用的電纜。光纖被用作電信和網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)，因?yàn)樗莒`活并且可以捆綁成電纜。它對(duì)于長(zhǎng)距離通信尤其有利，因?yàn)榕c銅纜相比，光通過(guò)光纖傳播時(shí)幾乎沒有衰減。下圖顯示所有光纖傳輸系統(tǒng)都使用調(diào)制光將信息從發(fā)射器傳送到配套接收器。

圖 1：基本光纖傳輸系統(tǒng)示意圖

　　光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢(shì)

　　光纖在發(fā)達(dá)世界的核心網(wǎng)絡(luò)中已在很大程度上取代了銅線通信，因?yàn)樗鼉?yōu)于電傳輸。以下是光纖傳輸?shù)闹饕獌?yōu)點(diǎn)。

　　極高的帶寬：沒有其他基于電纜的數(shù)據(jù)傳輸介質(zhì)提供光纖所能提供的帶寬。光纜單位時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于銅纜。

　　更長(zhǎng)的距離：在光纖傳輸中，光纜能夠提供低功率損耗，這使得信號(hào)可以傳輸?shù)奖茹~纜更長(zhǎng)的距離。

　　抗電磁干擾：在實(shí)際電纜部署中，不可避免地會(huì)遇到變電站、供暖、通風(fēng)等工業(yè)環(huán)境的干擾源。然而，光纖具有非常低的誤碼率 (10 EXP-13)，因?yàn)楣饫w具有很強(qiáng)的抗電磁干擾能力。光纖傳輸幾乎沒有噪音。

　　低安全風(fēng)險(xiǎn)：光纖通信市場(chǎng)的增長(zhǎng)主要是由于對(duì)數(shù)據(jù)安全問題的認(rèn)識(shí)和替代原材料的使用不斷提高。數(shù)據(jù)或信號(hào)在光纖傳輸中通過(guò)光傳輸。因此沒有辦法通過(guò)“監(jiān)聽”通過(guò)電纜“泄漏”的電磁能量來(lái)檢測(cè)正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，從而保證了信息的絕對(duì)安全。

　　小尺寸：光纖電纜的直徑非常小。例如，單根OM3多模光纖的線徑約為2mm，比同軸銅纜的線徑小。體積小，在光纖傳輸中節(jié)省更多空間。

　　重量輕：光纜由玻璃或塑料制成，比銅纜更細(xì)。這些使它們更輕且易于安裝。易于適應(yīng)不斷增加的帶寬：通過(guò)使用光纜，可以將新設(shè)備添加到現(xiàn)有的電纜基礎(chǔ)設(shè)施中。因?yàn)楣饫|可以提供比原來(lái)鋪設(shè)的光纜大得多的容量。而 WDM（波分復(fù)用）技術(shù)，包括 CWDM 和 DWDM，使光纜能夠容納更多的帶寬。

　　光纖傳輸?shù)娜秉c(diǎn)

　　光纖傳輸雖然帶來(lái)了很多便利，但其缺點(diǎn)也不容忽視。

　　易碎性：通常光纖電纜由玻璃制成，這使得它們比電線更易碎。此外，玻璃會(huì)受到各種化學(xué)物質(zhì)的影響，包括氫氣（水下電纜中的一個(gè)問題），因此在部署在地下時(shí)需要更加小心。

　　安裝困難：光纖電纜的拼接并不容易。如果你彎曲它們太多，它們就會(huì)斷裂。并且光纜在安裝或施工過(guò)程中極易被切斷或損壞。所有這些都使安裝變得困難。

　　Attenuation & Dispersion : 隨著傳輸距離越來(lái)越遠(yuǎn)，光會(huì)被衰減和分散，這就需要添加額外的光學(xué)元件，如 EDFA。

　　成本高于銅纜：盡管光纖安裝成本每年下降多達(dá) 60%，但安裝光纖電纜仍相對(duì)高于銅纜。因?yàn)殂~纜安裝不需要像光纖電纜那樣額外小心。然而，光纖仍在進(jìn)入本地環(huán)路，并通過(guò) FTTx（光纖到戶、房屋等）和 PON（無(wú)源光網(wǎng)絡(luò)）等技術(shù)實(shí)現(xiàn)用戶和最終用戶的寬帶接入。

　　圖 2：FTTx 中的光纖和銅纜

　　經(jīng)常需要專用設(shè)備：為了保證光纖傳輸?shù)馁|(zhì)量，需要一些專用設(shè)備。例如，大多數(shù)光纖端點(diǎn)都需要OTDR（光時(shí)域反射計(jì)）等設(shè)備，并且需要昂貴的專用光測(cè)試設(shè)備（例如光探頭和功率計(jì)）才能正確提供光纖測(cè)試。

　　概括

　　光纖傳輸廣泛用于數(shù)據(jù)傳輸，并因其效率高、傳輸容量大而越來(lái)越多地代替金屬線使用。我們已經(jīng)看到光纜已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的銅質(zhì)雙絞線或同軸電纜。隨著對(duì)大帶寬和快速速度的使用和需求，光纖傳輸無(wú)疑將帶來(lái)更多的機(jī)會(huì)，并不斷被研究和擴(kuò)展以適應(yīng)未來(lái)的需求。


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