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(xì)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(jìn)行的通信叫光纖通信。
光纖傳輸有許多突出的優(yōu)點(diǎn):
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(hào)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(dá)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(diǎn),安裝十分方便;
4、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;
5、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)榉糯笠诵碌姆蔷€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);
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(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);
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(jìn)步,成本還會(huì)進(jìn)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(qiáng)、體積小重量輕、原材料來源廣價(jià)格低廉等的優(yōu)點(diǎn),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(diǎn),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(diǎn)是損耗低,當(dāng)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(diǎn)。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(gè)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(gè)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(dá)幾百個(gè),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(shí)容納數(shù)十人通話??梢酝瑫r(shí)傳送數(shù)十套電視節(jié)目,供自由選看。