单模光纤与多模光纤.pdf

光纤通信的特点 光纤通信以其独特的优越性成为当今信息传输的主要手段，与卫星通信、微波通信共同 支撑着全球通讯网，同时 80 ﹪以上的信息在光纤中传送，光复用技术已极大地提高了网络 的传输容量，而全光传送网将是光纤通信技术的发展方向。 1、 巨大的传输容量 这是光纤通信优于其他通信的最显著特点。现在光纤通信使用的频率为 1014—1015Hz 4 5 4 5 数量级，比常用的微波频率高 10 —10 倍，因而信息容量理论上比微波高出 10 —10 倍。 梯度多模光纤每公里带宽可达数 GHz ，单模光纤带宽可达数百THz 数量级。 3 6 9 12 注：（1T=10 G=10 M=10 K=10 单位常量） 2、 极低的传输衰耗 多模光纤在 850nm 波长下的衰减系数为 0.8—2.0dB/Km ，在 1300 nm 波长下的衰减系数 为 0.8—1.5dB/Km ；单模光纤在 1310nm 波长下的衰减系数为 0.3—0.45dB/Km，在 1550nm 波长下的衰减系数为 0.2—0.28dB/Km 。与其相比，同轴电缆对 60MHz 信号的衰耗为 19dB/Km，市话电缆对 4MHz 信号的衰耗为 20dB/Km ，所以光纤传输比电缆传输中继距离 要大得多。 3、 抗电磁干扰 光纤由介电材料制成，不怕电磁干扰，也不受外界光的影响，在核辐射的环境中也能 正常通信。 4、 信道干扰小、保密性好 光纤的结构保证了光在传输中很少向外泄露，因而光纤中传输的信号之间不会产生串 扰，更不易被窃取，保密性优于传统的电通信方式。 5、光缆尺寸小、重量轻、可挠性好 光纤的外径仅 125µm，弯曲成直径数毫米的小圈也不至于折断，同时光纤材料资源丰 富，广泛运用可节省大量的铜、铝等矿产资源，光缆质量轻，相对电缆更易于敷设，光纤不 会锈蚀、不怕高温、接头不会产生电火花。 光纤传输概述 光纤传输系统是以光波为载波、以光纤为传输介质、由光缆及光传输设备构成的现代通 信传输系统。它的基本单元是点到点的 传输线路，每个基本单元是由光发送端机、光缆线路和光接收端机三部分构成（光发送端机 和光接收端机简称光端机）。 1． 光纤与光缆 按光波在光纤中传播的模式划分，可分二类： ● 单模光纤（Single-Mode ）只传输主模，光线只沿光纤的内芯传输。这样完全避免了模式 色散，使得单模光纤的传输频带很宽， 因而适用于大容量，长距离的光纤传输。单模光纤使用的光波长为 1310nm 或 1550nm。 ● 多模光纤（Multi-Mode ）在一定的工作波长下（850 nm /1310 nm），有多个模式在光纤中 传输，由于色散的影响，这种光纤的 传输性能较差，频带较窄，故传输的容量小，距离比较短。 按光缆纤芯的直径划分，可分三大类： ● 50μm 缓变型多模光缆； ● 62.5μm 缓变增强型多模光缆； ● 8.3μm 突变型单模光缆。 光缆与光缆和光缆与光设备之间的连接，通常有对接、机械连接和熔接三种方式，前两种方 式连接损耗较大，但连接灵活机动，后 一种方式连接损耗小，但连接时需要光纤接续机。机械连接通过光纤连接器来完成，光纤连 接器又分多模和单模。多模连接器有 U 型环路连接器、插座式连接器和 C 型连接器；单模连接器有 FC 型（平面对接型）、PC 型（直 接接触型）、SC 型（矩形）和 ST 型。 2 ．光纤传输的特点 光纤传输与其它传输方式相比具有以下突出特点： ● 传输频带宽、通信容量大。光纤线路具有三个不同光波长的传输窗口（850nm、1310nm 或 1550nm 波长），每个传输窗口可安排不 同的光载波，每个光载波所能携带的通信带宽约为几千兆赫兹甚至更高。 ● 信号损耗小、传输距离长。一般同轴电缆的传输损耗约为十几 dB/km ，传输频率越高传 输损耗越大，可是在 1550 nm 波长时光纤 损耗仅为 0.2～0.3dB/km，传输距离可达 50～100km。 ● 外界电磁波干扰及光纤间相互串扰小。因为光纤是非金属介质材料，本身具有电绝缘特 性，因此它不会受到外界电磁波干扰，而 且光纤间相互串扰