光纖通訊系統(tǒng)由哪些模塊組成?光纖通訊插入損耗、回?fù)軗p耗影響因素介紹

現(xiàn)代生活極大程度依賴于光纖通訊，但大家對(duì)于光纖通訊卻未必足夠了解。為增進(jìn)大家對(duì)光纖通訊的認(rèn)識(shí)，本文將對(duì)光纖通訊系統(tǒng)的基本組成以及光纖通訊中的插入損耗和回?fù)軗p耗的影響因素予以介紹。如果你對(duì)光纖通訊具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、光纖通訊系統(tǒng)基本組成

(1)光發(fā)信機(jī)

光發(fā)信機(jī)是實(shí)現(xiàn)電/光轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。它由光源、驅(qū)動(dòng)器和調(diào)制器組成。其功能是將來(lái)自于電端機(jī)的電信號(hào)對(duì)光源發(fā)出的光波進(jìn)行調(diào)制，成為已調(diào)光波，然后再將已調(diào)的光信號(hào)耦合到光纖或光纜去傳輸。電端機(jī)就是常規(guī)的電子通信設(shè)備。

(2)光收信機(jī)

光收信機(jī)是實(shí)現(xiàn)光/電轉(zhuǎn)換的光端機(jī)。 它由光檢測(cè)器和光放大器組成。其功能是將光纖或光纜傳輸來(lái)的光信號(hào)，經(jīng)光檢測(cè)器轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，然后，再將這微弱的電信號(hào)經(jīng)放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端汲去。

(3)光纖或光纜

光纖或光纜構(gòu)成光的傳輸通路。其功能是將發(fā)信端發(fā)出的已調(diào)光信號(hào)，經(jīng)過(guò)光纖或光纜的遠(yuǎn)距離傳輸后，耦合到收信端的光檢測(cè)器上去，完成傳送信息任務(wù)。

(4)中繼器

中繼器由光檢測(cè)器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個(gè)：一個(gè)是補(bǔ)償光信號(hào)在光纖中傳輸時(shí)受到的衰減;另一個(gè)是對(duì)波形失真的脈沖近行政性。

(5)光纖連接器、耦合器等無(wú)源器件

由于光纖或光纜的長(zhǎng)度受光纖拉制工藝和光纜施工條件的限制，且光纖的拉制長(zhǎng)度也是有限度的(如1Km)。因此一條光纖線路可能存在多根光纖相連接的問(wèn)題。于是，光纖間的連接、光纖與光端機(jī)的連接及耦合，對(duì)光纖連接器、耦合器等無(wú)源器件的使用是必不可少的。

備用系統(tǒng)與輔助設(shè)備

了確保系統(tǒng)的暢通，通常設(shè)置都有備用系統(tǒng)，就好比對(duì)磁盤的備份。正常情況下只有主系統(tǒng)工作，一旦主要系統(tǒng)出現(xiàn)故障，就可以立即切換到備用系統(tǒng)，這樣就可以保障通信的暢通和正確無(wú)誤。

輔助設(shè)備是對(duì)系統(tǒng)的完善，它包括監(jiān)控管理系統(tǒng)、公務(wù)通信系統(tǒng)、自動(dòng)倒換系統(tǒng)、告警處理系統(tǒng)、電源供給系統(tǒng)等。

其中，監(jiān)控管理系統(tǒng)可對(duì)組成光纖傳輸系統(tǒng)的各種設(shè)備自動(dòng)進(jìn)行性能和工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，發(fā)生故障時(shí)會(huì)自動(dòng)告警并予以處理，對(duì)保護(hù)倒換系統(tǒng)實(shí)行自動(dòng)控制。對(duì)于設(shè)有多個(gè)中繼站的長(zhǎng)途通信線路及裝有通達(dá)多方向、多系統(tǒng)的線路維護(hù)中心局來(lái)說(shuō)，集中監(jiān)控是必須采用的維護(hù)手段。

近代光通信的真正發(fā)展則只是近三四十年的事，其中起主導(dǎo)作用的是激光器和光纖的誕生。首先是1960年Maiman發(fā)明了紅寶石激光器，激光器產(chǎn)生的強(qiáng)相干光為現(xiàn)代光通信提供了可靠的光源。這種單波長(zhǎng)的激光具有普通無(wú)線電波一樣的特性，可對(duì)其調(diào)制而攜帶信息。利用激光的早期光通信也是通過(guò)大氣傳輸?shù)?。但很快發(fā)現(xiàn)，許多因素如霧、雨、云，甚至一隊(duì)偶然飛過(guò)的鳥，都會(huì)干擾光波的傳播，因而只能作短距離通信用c顯然，需要一種像射頻或微波通信的電纜或波導(dǎo)那樣的光波通信傳輸線，以克服這些影響，實(shí)現(xiàn)信息的長(zhǎng)距離穩(wěn)定傳輸。

1965年，E.Miller報(bào)導(dǎo)了出金屬空心管內(nèi)一系列透鏡構(gòu)成的透鏡光波導(dǎo).可避免大氣傳輸?shù)娜秉c(diǎn)，但田其結(jié)構(gòu)太復(fù)雜且精度要求太高而不能實(shí)用。而另一方面，光導(dǎo)纖維的研究正在扎實(shí)進(jìn)行。早在1951年就發(fā)明了醫(yī)療用玻璃纖維，但這種早期的光導(dǎo)纖維損耗太大(大于1000dB/km)，也不能作為光通信的傳輸媒質(zhì).1966年，C.K.Kao和G.A.Hockman發(fā)表了對(duì)光纖通訊發(fā)展具有歷史意義的著名論文。他們?cè)诜治隽嗽斐晒饫w傳輸損耗高的主要原因后指出，如能完全除去玻璃中的雜質(zhì)，損耗就可降到20dB/km——相當(dāng)于同軸電纜的水平，那么，光纖就可用來(lái)進(jìn)行光通信。在這種預(yù)想的鼓舞下，Corning公司終于在1970年制出了20dB/km損耗的光纖，從而為光纖通訊的發(fā)展鋪平了道路。對(duì)光纖譜特性的研究發(fā)現(xiàn)，它有3個(gè)低損耗的傳輸窗口，即850nm的短波長(zhǎng)窗口和1300nm、1500nm的長(zhǎng)波長(zhǎng)窗口。而后，隨著新的制造方法的出現(xiàn)及工藝水平的不斷提高，光纖損耗不斷降低。到1979年，單模光纖在1550nm波長(zhǎng)的損耗已降到0.2dB/km，接近石英光纖的理論損耗極限。

二、插入損耗、回?fù)軗p耗影響因素

1. 端面質(zhì)量和清潔度

光纖端面缺陷(劃痕，凹坑，裂縫)和顆粒污染等都會(huì)直接影響連接器的性能，從而導(dǎo)致不良的 IL/RL。即使是 5 微米單模纖芯上的微小灰塵顆粒也可能最終阻塞光信號(hào)，從而導(dǎo)致信號(hào)損失。

2. 光纖斷裂、插接不良

有些時(shí)候雖然光纖已斷裂但仍能夠引導(dǎo)光通過(guò)，這種情況下也將導(dǎo)致不良的 IL 或 RL。正如文章一開頭提到的圖片中，APC 連接器與 PC 連接器相連接，一個(gè)是斜 8°的角，一個(gè)是微弧面的研磨角度，這兩者相連短時(shí)間內(nèi)可能會(huì)有光通過(guò)，但同時(shí)也會(huì)引發(fā)很大的插入損耗和很低的回波損耗，可能也會(huì)導(dǎo)致兩個(gè)光纖端面無(wú)法精密對(duì)接而使光無(wú)法正常通過(guò)。

3. 超過(guò)彎曲半徑

光纖可以彎曲，但彎曲的太厲害也會(huì)造成光損耗顯著增加，也可能會(huì)直接導(dǎo)致?lián)p壞。因此在需要盤繞光纖的情況下，建議是保持盡可能大的半徑。一般建議是不要超過(guò)外套直徑的 10 倍。因此，對(duì)于外套為 2mm 的跳線，最大彎曲半徑為 20mm。

以上便是此次小編帶來(lái)的“光纖通訊”相關(guān)內(nèi)容，通過(guò)本文，希望大家對(duì)光纖通訊系統(tǒng)的基本組成以及光纖通訊系統(tǒng)的插入損耗和回?fù)軗p耗影響因素具備一定的了解。如果你喜歡本文，不妨持續(xù)關(guān)注我們網(wǎng)站哦，小編將于后期帶來(lái)更多精彩內(nèi)容。最后，十分感謝大家的閱讀，have a nice day!