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光纤通信核心技术概览

光纤通信在现代社会中扮演着举足轻重的角色,它不仅为长距离信号传输提供了高效、稳定的方式,而且还极大地丰富了我们的信息传输手段。接下来,让我们一起来了解光纤通信的一些基本知识。
首先,光纤通信的关键在于“光”。但并非所有的光都能用于光纤信号传输。光纤中主要使用的光波长有三种:850纳米、1300纳米和1550纳米。其中,单模光纤常用的光波长为1310 nm或1550 nm,而多模光纤则多采用850 nm。
那么,单模光纤与多模光纤有何区别呢?简单来说,多模光纤的纤芯较厚,可以传输多种模式的光,但其传输距离相对较短;而单模光纤的纤芯很细,只能传输一种模式的光,但传输距离更长,适用于远距离通信。
在光纤的安装和维护过程中,我们还需关注光纤的损耗和色散。光纤损耗主要源于光自然损耗、插入损耗、压头损失、回波损耗等因素。而色散则是影响传输速率的主要因素,包括模间色散、波长色散和波导色散等。
此外,光纤的连接方式也是至关重要的。光纤连接器主要分为FC、ST、SC、LC等类型,它们分别适用于不同的场景和设备。例如,FC光纤连接器常用于电信网络,SC光纤连接器则多用于路由器交换机。
在光纤通信中,光学模块起着至关重要的作用。光学模块是实现光信号与电信号之间转换的元器件,常见的有GBIC、SFP、SFP+、XFP、SFF、CFP等。其中,GBIC光模块逐渐被SFP光模块所取代,因为GBIC光模块尺寸较大,占据了交换机过多的空间。
最后,光纤安装过程中,我们需要注意以下几个步骤:测量长度、剥去光缆、清洁光纤、绑好光纤、检查光纤芯数、加强核心连接、连接各种辅助线对、光纤连接、光纤保护处理、处理剩余光纤、完成光缆护套连接、光纤接头保护等。
总之,光纤通信作为现代通信技术的重要组成部分,其原理、技术、应用等方面都有许多值得我们去了解和掌握的知识。只有深入了解光纤通信,我们才能更好地发挥其在信息传输领域的作用。

光纤已经成为长距离有线信号传输的主要手段,光纤的安装和维护也是弱电人的基本功。光纤涉及的理论知识、元件、铺设点很多,这里做了一些梳理。

光纤通信核心技术概览

三种光

不是所有的光都可以用于光纤中的信号传播。光的波长主要有三种:850纳米,1300纳米,1550纳米。

用在哪里?

单模光纤使用的光波长为1310 nm或1550 nm,多模光纤使用的光波长多为850 nm。

单模和多模的区别

多模光纤的中心玻璃纤芯较厚(50或62.5微米),可以传输各种模式的光。但其模间色散较大,限制了数字信号传输的频率,因此多模光纤的传输距离相对较短,通常只有几公里。

单模光纤的中心玻璃纤芯很细(纤芯直径一般为9或10微米),只能传输一种模式的光。因此,它的模间色散很小,适合远距离通信。

线程皮肤的颜色

更简单的区分方式是,多模光纤的护套是橙色的,单模光纤的护套是黄色的。

分散和损失

在单模光纤中,1310 nm光的色散最小,1550 nm光的损耗最小。

那么,具体损失是多少呢?

1310纳米:0.35~0.5分贝/公里

1550纳米:0.2~0.3分贝/公里

850纳米:2.3~3.4分贝/公里

光信号的敌人太多了

光损耗是光纤信号衰减的原因之一。此外,散射、吸收等。也会造成光纤信号衰减。

光损失的原因

光的自然损失

光传输线路中插入光学元件的插入损耗

光纤接合过程中的压头损失

电缆中的阻抗不匹配使光发生反射,称为回波损耗。

光纤的弯曲、挤压、杂质和不均匀都会造成损耗。

光纤延续

固定连接,俗称死接,一般采用光纤绞接机,用于光缆直头。

活动接头,俗称活接头,由可拆卸的连接器连接,用于光纤跳线、设备连接等。

固定关节的技巧

应使用第二种放电焊接方法来固定接头。首先对光纤端面进行预热放电,端面整形,去除灰尘和杂物,同时通过预热使光纤端面压力均匀。

光也有噪点

除了衰减,噪声也影响光纤的信息传输效果。衰减意味着有用信号少,噪音意味着无用信号多。

噪音的原因

不合格消光比

光强的随机变化

由时间抖动引起

接收器的点噪声和热噪声

光纤的模式噪声

色散引起的脉冲展宽

LD的模式分布噪声

LD的频率啁啾

显示

什么?而分散呢?

色散也是影响光信号传输的一个重要因素。

色散:光脉冲沿光纤传播一定距离后,带宽变粗。是限制传输速率的主要因素。

分散的原因

模间色散:它只发生在多模光纤中,因为不同模式的光沿着不同的路径传播。

色散:不同波长的光以不同的速度传播。

波导色散:原因是光能在纤芯和包层中传播的速度略有不同。在单模光纤中,通过改变其内部结构来改变光纤的色散是非常重要的。

光纤材料对传播的影响

玻璃纤维:纤芯和包层采用玻璃,损耗低,传输距离长,成本高;

涂硅光纤:芯为玻璃,包层为塑料,特性与玻璃光纤相似,成本低;

塑料光纤:纤芯和包层采用塑料,损耗高,传输距离短,价格低。它用于许多家用电器、音响和短距离图像传输。

光学模块

光模块是实现光信号和电信号之间转换的元器件,如GBIC、SFP、SFP+、XFP、SFF、CFP等。

GBICvsSFP

GBIC光模块的尺寸太大,占据了交换机太多的空空间,导致交换机的面板上无法提供更多的接口。因此,近年来,GBIC光模块逐渐被SFP光模块所取代。

光学接口

光接口是用来连接光缆的物理接口,其原理是光进入光密介质后发生全反射。通常有SC、ST、FC等几种类型。

FC光纤连接器/跳线

俗称圆头,其外部加强方式为金属套筒,紧固方式为松紧螺套,ODF侧一般采用松紧螺套。FC连接器通常用于电信网络,带有一个拧在适配器上的螺母。它的优点是坚固防尘,缺点是安装时间稍长。

ST光纤连接器/跳线

它们通常用于多模设备的连接。ST头插入后,旋转半圈,用卡口固定。缺点是容易坏,所以在无线网络的部署中,经常在与其他厂商的设备对接时使用。

SC光纤连接器/跳线

俗称方头大方,传输设备的侧光接口一般使用SC连接器,SC连接器直接插拔,使用起来非常方便。缺点是容易闹翻。

LC光纤连接器/跳线

俗称方头,小方,SFP模块的专用接口,比上述接口小很多,在交换机上相同的区域可以容纳更多的端口。该连接器用于采用新锐技术的设备。

简单总结

Fc光纤连接器最常用于配线架。

SC光纤连接器最常用于路由器交换机。

ST型光纤连接器通常用于10base-F连接,也常用于光纤配线架

LC型光纤连接器通常用于路由器。

最后,看看光纤安装步骤

测量长度,剥去光缆并去除电缆护套。

清洁并清除光缆中的石油填充膏。

绑好光纤。

检查纤维芯数,检查纤维号,检查纤维色码是否错误。

加强核心连接。

各种辅助线对,包括公务线对,控制线对,屏蔽地线等。

光纤的连接。

光纤保护处理。

磁盘存储器中剩余光纤的处理。

完成光缆护套的连接。

光缆接头的保护。

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