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[技术讨论] [转帖]光纤通信的概述 [复制链接]

wanglh1211

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中士

注册：2007-3-16

发表于 2007-3-16 15:02:00 |显示全部楼层

一、 概述    当今世界，光纤通信已成为通信的主要手段。同时，光纤通讯技术也在飞速的发展，使得光纤传输系统以其众多的优点，赢得了大家的青睐。    光纤传输系统具有以下显著优点：容量大、传输距离远。光纤理论带宽可达20000GHz，无中继传输距离可达50-80公里。由玻璃制成，抗电磁干扰、传输质量好，可用于电力网和变电所内等强电磁环境中。光纤重量轻，可以弯曲，易于铺设。可节约贵重金属，且抗腐蚀能力很强。制作光纤的原料丰富，随着工艺的进步、规模的扩大，其成本进一步下降，整个传输系统的成本也低。    二、 光纤传输系统概况    光纤传输即是以光波为载频，以光导纤维为传输介质的一种通信方式，因其拥有传输频带宽、信号损耗低、抗干扰能力强、重量轻等优点。光纤通信在近二十年来得到了飞速的发展。    1、光纤的结构    光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm)，中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)，最外是加强用的树脂涂层。    2、光纤的分类    1） 按传输模式来划分：    单模光纤（Single-mode）    单模光纤只传输主模，由于完全避免了模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量、长距离的传输系统。    多模光纤（Multi-mode）     多模光纤有多个模式在光纤中传输，由于色散和相差，其传输性能较差、频带较窄、容量小、距离也较短。    2) 按折射率分布来划分：   多模光纤可分为：阶跃型（突变型）和梯度型（渐变型、自聚焦型）。    单模光纤则为阶跃型。    3、常用光纤规格    单模：8/125μm，9/125μm，10/125μm     多模：50/125μm 欧洲标准；62.5/125μm 美国标准     工业，医疗和低速网络：100/140μm，200/230μm     塑料：98/1000μm 用于汽车控制。    4、光纤的衰减    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，固有吸取等。     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。     杂质：光纤内杂质吸取和散射在光纤中传播的光，造成的损失。     不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。     对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。    5、光纤传输系统原理    光传输系统由三部分组成：光源（光发送机），传输介质、检测器（光接收机）。     按传输信号划分，可分为数字传输系统和模拟传输系统。    在模拟传输系统中，是把输入信号变为传输信号的振幅（频率或相位）的连续变化。光纤的模拟传输系统是把光强进行模拟调制，其光源的调制功率随调制信号的幅度变化而变化。但由于光源的非线性较严重，因此其信噪比、传输距离和传输频率都十分有限。    数字传输系统是把输入的信号变换成“1”，“0”表示的脉冲信号，并以它作为传输信号。在接受端再把它还原成原来的信息。这样光源的非线性对数字码流影响很小，再加上数字通信可以采用一些编码纠错的方法，且易于实现多路复用，因此数字传输系统占有很大的优势，并在很多地方得到了广泛的应用。    三、数字视频光传输概况    目前在高速公路、交通、电子警察、监控、安防、工业自动化、电力、海关、水利、银行等领域视频图像、音频、数据、以太网、电话等光端机开始普遍大量应用。初期主要以模拟调频、调幅、调相的模拟光端机为主，但数字代替模拟是光纤通信技术的发展趋势。由于数字光端机具有传输信号质量高，没有模拟调频、调相、调幅光端机多路信号同传时的交调干扰严重、容易受环境影响、传输质量低劣、长期工作稳定性差的缺点，因此许多大型重点工程已普遍采用数字光端机。    人们早就知道数字通信具有许多优点，它最适于长途通信。由于数字信号在传输过程中可以不断地通过整形和判决再生，因此它可以实现无噪声积累和无非线性失真的高质量长途传输。光纤所具有的极宽传输带宽和极小传输损耗，使数字通信的广泛应用成为可能。数字视频光传输与传统的模拟光传输相比，具有如下显著特性：     1） 可级联，随距离的增加，SNR信噪比不会下降。     2） 由于是数字传输方式，采用数字编码纠错方式，具有高稳定性和高可靠性。     3） 多路信号同传时，采用数字时分复用技术（TMD），不会产生模拟传输时的交调失真。     4） 稳定性好，环境适应性高，比模拟传输系统易于维护与调节。     5） 易于实现大容量传输，且性价比高。     6） 采用无压缩编码，图像信号质量高，达广播级。    STF系列数字视频光端机采用国际最先进的10位数字视频编码技术，图像信号可达广播级质量。视频格式兼容

AL、NTSC、SECAM制式。可采用独立式，插卡式(配插卡机箱)安装方式。 STF系列数字视频光端机可使用一根光纤同时传输多达8路视频（采用CWDM可达64路）以及多路双向音频和多路双向数据。数据格式有：RS-232、RS-422、RS-485、Manchester码。其前面板上有电源指示及工作状态指示。该系列数字视频光端机性能优异，是一种可靠性高、性价比好的远距离光传输系统。

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