光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫,是一種由玻璃或塑料制成的纖維,可作為光傳導(dǎo)工具。傳輸原理是'光的全反射'。
光纖通信系統(tǒng)是以光為載波,利用純度極高的玻璃拉制成極細的光導(dǎo)纖維作為傳輸媒介,通過光電變換,用光來傳輸信息的通信系統(tǒng)。利用光導(dǎo)纖維進行的通信叫光纖通信。
光纖傳輸有許多突出的優(yōu)點:
1、頻帶寬:頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高,可以傳輸信號的頻帶寬度就越大;
2、損耗低: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0.2dB以下;
3、重量輕:光纖是玻璃纖維,比重小,使它具有直徑小、重量輕的特點,安裝十分方便;
4、抗干擾能力強:因為光纖的基本成分是石英,只傳光,不導(dǎo)電,不受電磁場的作用,在其中傳輸?shù)墓庑盘柌皇茈姶艌龅挠绊懀使饫w傳輸對電磁干擾、工業(yè)干擾有很強的抵御能力;
5、保真度高:因為光纖傳輸一般不需要中繼放大,不會因為放大引人新的非線性失真。只要激光器的線性好,就可高保真地傳輸電視信號;
6、工作性能可靠:光纖系統(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,無故障工作時間達50萬~75萬小時;
7、成本不斷下降:由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富,隨著技術(shù)的進步,成本還會進一步降低。
光纖作為寬帶接入一種主流的方式,有著通信容量大、中繼距離長、保密性能好、適應(yīng)能力強、體積小重量輕、原材料來源廣價格低廉等的優(yōu)點,因此光纖在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越廣泛。
目前在光纖通信系統(tǒng)中使用的光纖有石英光纖、塑包光纖、單模光纖、多模光纖。
石英光纖(Silica Fiber)是以二氧化硅(SiO2)為主要原料,并按不同的摻雜量,來控制纖芯和包層的折射率分布的光纖。石英(玻璃)系列光纖,具有低耗、寬帶的特點,現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于有線電視和通信系統(tǒng)。石英玻璃光導(dǎo)纖維的優(yōu)點是損耗低,當光波長為1.0~1.7μm(約1.4μm附近),損耗只有1dB/km,在1.55μm處低,只有0.2dB/km。
塑包光纖(Plastic Clad Fiber)是將高純度的石英玻璃作成纖芯,而將折射率比石英稍低的如硅膠等塑料作為包層的階躍型光纖。它與石英光纖相比較,具有纖芯租、數(shù)值孔徑(NA)高的特點。因此,易與發(fā)光二極管LED光源結(jié)合,損耗也較小。所以,非常適用于局域網(wǎng)(LAN)和近距離通信。
單模光纖這是指在工作波長中,只能傳輸一個傳播模式的光纖,通常簡稱為單模光纖(SMF:Single ModeFiber)。目前,在有線電視和光通信中,是應(yīng)用廣泛的光纖。
多模光纖將光纖按工作波長以其傳播可能的模式為多個模式的光纖稱作多模光纖(MMF:MUlti ModeFiber)。纖芯直徑為50μm,由于傳輸模式可達幾百個,與SMF相比傳輸帶寬主要受模式色散支配。在歷史上曾用于有線電視和通信系統(tǒng)的短距離傳輸。多模光導(dǎo)纖維做成的光纜可用于通信,它的傳導(dǎo)性能良好,傳輸信息容量大,一條通路可同時容納數(shù)十人通話。可以同時傳送數(shù)十套電視節(jié)目,供自由選看。