什么是光纖_光纖傳輸優(yōu)點(diǎn)
光纖是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。那么你對(duì)光纖了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于什么是光纖的內(nèi)容，希望大家喜歡!
什么是光纖
微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常，光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管(light emitting diode,LED)或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測(cè)脈沖。
在日常生活中，由于光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多，光纖被用作長距離的信息傳遞。
通常光纖與光纜兩個(gè)名詞會(huì)被混淆。多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包覆后的纜線即被稱為光纜。光纖外層的保護(hù)層和絕緣層可防止周圍環(huán)境對(duì)光纖的傷害，如水、火、電擊等。光纜分為：纜皮、芳綸絲、緩沖層和光纖。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。
在多模光纖中，芯的直徑是50μm和62.5μm兩種， 大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯的直徑為8μm~10μm，常用的是9/125μm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套， 俗稱包層，包層使得光線保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套，即涂覆層，用來保護(hù)包層。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質(zhì)地脆，易斷裂，因此需要外加一保護(hù)層。
說明：9/125μm指光纖的纖核為9μm，包層為125μm，9/125μm是單模光纖的一個(gè)重要的特征，50/125μm指指光纖的纖核為50μm，包層為125μm，50/125μm是多模光纖的一個(gè)重要的特征。
其中金磚國家光纜計(jì)劃是直接連通5個(gè)金磚國家的海底光纜項(xiàng)目，將于2014年初開工，2015年中啟用。該項(xiàng)目總長3.4萬千米，其中直接連通5個(gè)金磚國家的海底光纜長約2.4萬千米。
2013年，全球100G光纖的收入預(yù)計(jì)將首次超過10億美元。該公司分析了2013年一季度全球光網(wǎng)絡(luò)市場(chǎng)的財(cái)務(wù)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了一些趨勢(shì)，包括一個(gè)令人失望的趨勢(shì)，即市場(chǎng)的總體增長仍然是困難的，只有日本的富士公司利潤逐年增長。
雖然光纖市場(chǎng)在第一季度出現(xiàn)衰退的情況并不少見，但這次下降令人擔(dān)憂是因?yàn)檫@已經(jīng)是連續(xù)第五個(gè)季度市場(chǎng)有所下降，并且季度收入達(dá)到六年來的最低值。
100G光纖的情況較為樂觀，不管環(huán)比、同比都表現(xiàn)出強(qiáng)勁增長。2013年一季度，100G光纖的出貨量較2012年四季度增長了41%，收入較2012年四季度增長了24%。以此計(jì)算，年收入有望首次超過10億美元。2013年一季度，有20家供應(yīng)商出售100G光纖，將有更多的廠商加入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。供應(yīng)商持謹(jǐn)慎樂觀的態(tài)度，短期訂單量看漲，長期訂單量并不樂觀。
光纖的分類
根據(jù)不同光纖的分類標(biāo)準(zhǔn)的分類方法，同一根光纖將會(huì)有不同的名稱。
按光纖的材料分類
按照光纖的材料，可以將光纖的種類分為石英光纖和全塑光纖。
石英光纖一般是指由摻雜石英芯和摻雜石英包層組成的光纖。這種光纖有很低的損耗和中等程度的色散。目前通信用光纖絕大多數(shù)是石英光纖。
全塑光纖是一種通信用新型光纖，尚在研制、試用階段。全塑光纖具有損耗大、纖芯粗(直徑100～600μm)、數(shù)值孔徑(NA)大(一般為0.3～0.5，可與光斑較大的光源耦合使用)及制造成本較低等特點(diǎn)。目前，全塑光纖適合于較短長度的應(yīng)用，如室內(nèi)計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)和船舶內(nèi)的通信等。
按光纖剖面折射率分布分類
按照光纖剖面折射率分布的不同，可以將光纖的種類分為階躍型光纖和漸變型光纖。
按傳輸模式分類
按照光纖傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量，可以將光纖的種類分為多模光纖和單模光纖。
單模光纖是只能傳輸一種模式的光纖。單模光纖只能傳輸基模(最低階模)，不存在模間時(shí)延差，具有比多模光纖大得多的帶寬，這對(duì)于高碼速傳輸是非常重要的。單模光纖的模場(chǎng)直徑僅幾微米(μm)，其帶寬一般比漸變型多模光纖的帶寬高一兩個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，它適用于大容量、長距離通信。
按照國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分類(按照ITU-T 建議分類)
為了使光纖具有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟(ITU-T)制定了統(tǒng)一的光纖標(biāo)準(zhǔn)(G 標(biāo)準(zhǔn))。按照ITU-T 關(guān)于光纖的建議，可以將光纖的種類分為：
G.651 光纖(50/125μm 多模漸變型折射率光纖)
G.652 光纖(非色散位移光纖)
G.653 光纖(色散位移光纖DSF)
G.654 光纖(截止波長位移光纖)
G.655 光纖(非零色散位移光纖)。
為了適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展需要，目前G.652 類光纖已進(jìn)一步分為了G.652A、G.652B、G.652C 三個(gè)子類，G.655 類光纖也進(jìn)一步分為了G.655A、G.655B 兩個(gè)子類。
按照IEC 標(biāo)準(zhǔn)分類，IEC 標(biāo)準(zhǔn)將光纖的種類分為
A 類多模光纖：
A1a 多模光纖(50/125μm 型多模光纖)
A1b 多模光纖(62.5/125μm 型多模光纖)
A1d 多模光纖(100/140μm 型多模光纖)
B 類單模光纖：
B1.1 對(duì)應(yīng)于G652 光纖，增加了B1.3 光纖以對(duì)應(yīng)于G652C 光纖
B1.2 對(duì)應(yīng)于G654 光纖
B2 光纖對(duì)應(yīng)于G.653 光纖
B4 光纖對(duì)應(yīng)于G.655 光纖
光纖傳輸優(yōu)點(diǎn)
直到1960年，美國科學(xué)家Maiman發(fā)明了世界上第一臺(tái)激光器后，為光通訊提供了良好的光源。隨后二十多年，人們對(duì)光傳輸介質(zhì)進(jìn)行了攻關(guān)，終于制成了低損耗光纖，從而奠定了光通訊的基石。從此，光通訊進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段。
光纖傳輸有許多突出的優(yōu)點(diǎn)：
頻帶寬
頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號(hào)的頻帶寬度就越大。在VHF頻段，載波頻率為48.5MHz～300Mhz。帶寬約250MHz，只能傳輸27套電視和幾十套調(diào)頻廣播?？梢姽獾念l率達(dá)100000GHz，比VHF頻段高出一百多萬倍。盡管由于光纖對(duì)不同頻率的光有不同的損耗，使頻帶寬度受到影響，但在最低損耗區(qū)的頻帶寬度也可達(dá)30000GHz。目前單個(gè)光源的帶寬只占了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫，好的單模光纖可達(dá)10GHz以上)，采用先進(jìn)的相干光通信可以在30000GHz范圍內(nèi)安排2000個(gè)光載波，進(jìn)行波分復(fù)用，可以容納上百萬個(gè)頻道。
損耗低
在同軸電纜組成的系統(tǒng)中，最好的電纜在傳輸800MHz信號(hào)時(shí)，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導(dǎo)纖維的損耗則要小得多，傳輸1.31um的光，每公里損耗在0.35dB以下若傳輸1.55um的光，每公里損耗更小，可達(dá)0.2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸?shù)木嚯x要遠(yuǎn)得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個(gè)特點(diǎn)，一是在全部有線電視頻道內(nèi)具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引入均衡器進(jìn)行均衡;二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔(dān)心因環(huán)境溫度變化而造成干線電平的波動(dòng)。
重量輕
因?yàn)楣饫w非常細(xì)，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，加上防水層、加強(qiáng)筋、護(hù)套等，用4～48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm，比標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點(diǎn)，安裝十分方便。
抗干擾能力強(qiáng)
因?yàn)楣饫w的基本成分是石英，只傳光，不導(dǎo)電，不受電磁場(chǎng)的作用，在其中傳輸?shù)墓庑盘?hào)不受電磁場(chǎng)的影響，故光纖傳輸對(duì)電磁干擾、工業(yè)干擾有很強(qiáng)的抵御能力。也正因?yàn)槿绱?，在光纖中傳輸?shù)男盘?hào)不易被竊聽，因而利于保密。
保真度高
因?yàn)楣饫w傳輸一般不需要中繼放大，不會(huì)因?yàn)榉糯笠胄碌姆蔷€性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號(hào)。實(shí)際測(cè)試表明，好的調(diào)幅光纖系統(tǒng)的載波組合三次差拍比C/CTB在70dB以上，交調(diào)指標(biāo)cM也在60dB以上，遠(yuǎn)高于一般電纜干線系統(tǒng)的非線性失真指標(biāo)。
工作性能可靠
我們知道，一個(gè)系統(tǒng)的可靠性與組成該系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量有關(guān)。設(shè)備越多，發(fā)生故障的機(jī)會(huì)越大。因?yàn)楣饫w系統(tǒng)包含的設(shè)備數(shù)量少(不像電纜系統(tǒng)那樣需要幾十個(gè)放大器)，可靠性自然也就高，加上光纖設(shè)備的壽命都很長，無故障工作時(shí)間達(dá)50萬～75萬小時(shí)，其中壽命最短的是光發(fā)射機(jī)中的激光器，最低壽命也在10萬小時(shí)以上。故一個(gè)設(shè)計(jì)良好、正確安裝調(diào)試的光纖系統(tǒng)的工作性能是非常可靠的。
成本不斷下降
目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學(xué)定律(Optical Law)。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個(gè)月增加1倍，而價(jià)格降低1倍。光通信技術(shù)的發(fā)展，為Internet寬帶技術(shù)的發(fā)展奠定了非常好的基礎(chǔ)。這就為大型有線電視系統(tǒng)采用光纖傳輸方式掃清了最后一個(gè)障礙。由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富，隨著技術(shù)的進(jìn)步，成本還會(huì)進(jìn)一步降低;而電纜所需的銅原料有限，價(jià)格會(huì)越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，成為建立全省、以至全國有線電視網(wǎng)的最主要傳輸手段。
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