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光纖傳輸優點

 

 

直到1960年,美國科學家Maiman發明了世界上第一臺激光器后,為光通訊提供了良好的光源。隨后二十多年,人們對光傳輸介質進行了

 

攻關,終于制成了低損耗光纖,從而奠定了光通訊的基石。從此,光通訊進入了飛速發展的階段。


光纖傳輸有許多突出的優點:


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。在VHF頻段,載波頻率為48.5MHz~300Mhz

 

。帶寬約250MHz,只能傳輸27套電視和幾十套調頻廣播。可見光的頻率達100000GHz,比VHF頻段高出一百多萬倍。盡管由于光纖對不同

 

頻率的光有不同的損耗,使頻帶寬度受到影響,但在最低損耗區的頻帶寬度也可達30000GHz。目前單個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10GHz以上),采用先進的相干光通信可以在30000GHz范圍內安排2000個光載波,進

 

行波分復用,可以容納上百萬個頻道。


2.損耗低


在同軸電纜組成的系統中,最好的電纜在傳輸800MHz信號時,每公里的損耗都在40dB以上。相比之下,光導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,使其能傳輸的距離要遠得多。此外,光纖傳輸損耗還有兩個特點,一是在全部有線電視頻道內具有相同的損耗,不需要像電纜干

 

線那樣必須引人均衡器進行均衡;二是其損耗幾乎不隨溫度而變,不用擔心因環境溫度變化而造成干線電平的波動。

 

3.重量輕


因為光纖非常細,單模光纖芯線直徑一般為4um~10um,外徑也只有125um,加上防水層、加強筋、護套等,用4~48根光纖組成的光纜直

 

徑還不到13mm,比標準同軸電纜的直徑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,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,不導電,不受電磁場的作用,在其中傳輸的光信號不受電磁場的影響,故光纖傳輸對電磁干擾、

 

工業干擾有很強的抵御能力。也正因為如此,在光纖中傳輸的信號不易被竊聽,因而利于保密。

 

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。實際測試

 

表明,好的調幅光纖系統的載波組合三次差拍比C/CTB在70dB以上,交調指標cM也在60dB以上,遠高于一般電纜干線系統的非線性失真

 

指標。


6.工作性能可靠


我們知道,一個系統的可靠性與組成該系統的設備數量有關。設備越多,發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的設備數量少(不像電

 

纜系統那樣需要幾十個放大器),可靠性自然也就高,加上光纖設備的壽命都很長,無故障工作時間達50萬~75萬小時,其中壽命最短的

 

是光發射機中的激光器,最低壽命也在10萬小時以上。故一個設計良好、正確安裝調試的光纖系統的工作性能是非常可靠的。

 

7.成本不斷下降


目前,有人提出了新摩爾定律,也叫做光學定律(Optical Law)。該定律指出,光纖傳輸信息的帶寬,每6個月增加1倍,而價格降低

 

1倍。光通信技術的發展,為Internet寬帶技術的發展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統采用光纖傳輸方式掃清了最后一個

 

障礙。由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富,隨著技術的進步,成本還會進一步降低;而電纜所需的銅原料有限,價格會越來越高

 

。顯然,今后光纖傳輸將占絕對優勢,成為建立全省、以至全國有線電視網的最主要傳輸手段。


結構原理 光導纖維是由兩層折射率不同的玻璃組成。內層為光內芯,直徑在幾微米至幾十微米,外層的直徑0.1~0.2mm。一般內芯玻璃

 

的折射率比外層玻璃大1%。根據光的折射和全反射原理,當光線射到內芯和外層界面的角度大于產生全反射的臨界角時,光線透不過界

 

面,全部反射。這時光線在界面經過無數次的全反射,以鋸齒狀路線在內芯向前傳播,最后傳至纖維的另一端。這種光導纖維屬皮芯型

 

結構。若內芯玻璃折射率是均勻的,在界面突然變化降低至外層玻璃的折射率,稱為階躍型結構。如內芯玻璃斷面折射率從中心向外變

 

化到低折射率的外層玻璃,稱為梯度型結構。外層玻璃具有光絕緣性和防止內芯玻璃受污染。另一類光導纖維稱自聚焦型結構,它好似

 

由許多微雙凸透鏡組合而成,迫使入射光線逐漸自動地向中心方向會聚,這類纖維中心的折射率最高,向四周連續均勻地減少,至邊緣

 

為最低。

 

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