光纤传输的传输原理
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发布时间：2022-04-25 00:02
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懂视网
时间：2023-02-15 09:37
以网络为例，多模光纤传输光信号的原理是光的全反射特性。传输速率低和传输距离短正好可以利用多模光纤带宽特性和传输损耗不如单模光纤的特点。
在给定的工作波长上传输多种模式的光纤。按其折射率的分布分为突变型和渐变型。普通多模光纤的数值孔径为0.2±0.02，芯径/外径为50μm/125μnu其传输参数为带宽和损耗。由于多模光纤中传输的模式多达数百个，各个模式的传播常数和群速率不同，使光纤的带宽窄，色散大，损耗也大，只适于中短距离和小容量的光纤通信系统。多模光纤容许不同模式的光于一根光纤上传输，由于多模光纤的芯径较大，故可使用较为廉价的耦合器及接线器，多模光纤的纤芯直径为50μm至100μm。基本上有两种多模光纤，一种是梯度型（graded）另一种是阶跃型（stepped），对于梯度型（graded）光纤来说，芯的折射率（refraction index)于芯的外围最小而逐渐向中心点不断增加，从而减少讯号的模式色散，而对阶跃型（Stepped Index）光缆来说，折射率基本上是平均不变，而只有在包层（cladding）表面上才会突然降低。阶跃型（stepped）光纤一般较梯度型（graded）光纤的带宽低。
热心网友
时间：2023-02-15 06:45
光纤传输设备传输方式可简单的分成：多模光纤传输设备和单模光纤传输设备。光纤，不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且满足视频传输的需求。其数据传输率能达几千Mbps。如果在不使用中继器的情况下，传输范围能达到6-8km。
综观国内外配线系统的发展，我们可看出这样三个阶段：
1、双绞线阶段。在这个阶段语音同大规模数据通信不能混用也适应这样的数据通信。
2、同轴电缆 +双绞线阶段。
3、光纤阶段。
射线光学理论是用光射线去代替光能量传输路线的方法，这种理论对于光波长远远小于光波到尺寸的多模光纤是容易得到简单而直观的分析结果的，但对于复杂问题，射线光学只能给出比较粗糙的概念。
多模光纤传输设备所采用的光器件是LED，通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长，按输出功率可分为普通LED和增强LED——ELED。多模光纤传输所用的光纤，有62.5mm和50mm两种。
在多模光纤上传输决定传输距离的主要因素是光纤的带宽和LED的工作波长，例如，如果采用工作波长1300nm的LED和50微米的光纤，其传输带宽是 400 MHz .km，链路衰减为0.7dB/km，如果基带传输频率F为150MHz，对于出纤功率为-18dBm，接收灵敏度为-25 dBm的光纤传输系统，其最大链路损耗为7 dB，则可计算：
ST连接器损耗：
2dB（两个ST连接器）
光学损耗裕量：2
则理论传输距离：
L=（7 dB-2 dB-2 dB）/0.7dB/km=4.2 km
L为传输距离，而根据光纤的带宽计算：
L=B/F=400 MHz .km/150MHz=2.6km
其中 B为光纤带宽，F为基带传输频率，那么实际传输测试时，L￡2.6km，由此可见，决定传输距离的主要因素是多模光纤的带宽。
9.1单模传输设备
单模传输设备所采用的光器件是LD，通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长，按输出功率可分为普通LD、高功率LD、DFB-LD（分布反馈光器件）。单模光纤传输所用的光纤最普遍的是G.652，其线径为9微米。
1310nm波长的光在G.652光纤上传输时，决定其传输距离*的是衰减因数；因为在1310nm波长下，光纤的材料色散与结构色散相互抵消总的色散为0，在1310nm波长上有微小振幅的光信号能够实现宽频带传输。
1550nm波长的光在G.652光纤上传输时衰减因数很小，单纯从衰减因数考虑，1550nm波长的光在相同的光功率下传输的距离大于1310nm波长的光下的传输的距离，但是实际情况并非如此，单模光纤带宽B与色散因数D的关系为：
B=132.5/（DlxDxL）GHz
其中L为光纤的长度，Dl为谱线宽度，对于1550nm波长的光，其色散因数如表3为20 ps/（nm .km)，假设其光谱宽度等于1nm，传输距离为L=50公里，则有：
B=132.5/（DxL）GHz=132.5MHz
也就是说，对于模拟波形，采用1550nm波长的光，当传输距离为50公里时，传输带宽已经小于132.5 MHz，如果基带传输频率F为150MHz，那么传输距离已经小于50km，况且实际应用中，光源的谱线宽度往往大于1nm。
从上式可以看出，1550nm波长的光在G.652光纤上传输时决定其传输距离*的主要是色散因数。
9.2单模
DVI光纤延长器：(可传输HDMI音视频信号)T803-15KM-T (TX) / T803-15KM-R (RX)，本产品致力于解决传统铜线电缆DVI连接线传输距离受*的问题，采用2芯LC单模光纤传输R、G、B信号及数据时钟Clock信号，在分辨率高达1920×1200@60Hz的情况下,可以延伸传输距离到15千米。具有EDID读写功能，可以将显示器里的EDID存储内容读出并写到DVI发射模块T803-15KM-T(TX)中，使其能够适应不同分辨率的显示器系统。
远距离信号传输光纤传输的优势
市面上主要的视频传输线有单根导线、双绞线、同轴电缆等，不论任何的电缆类型，它们都是作为信号传输的一种导体。这些不同类型的电缆，在传输不同信号的质量表现也有区别，除了部分特殊的应用，应用于音视频传输的电缆大致以单根导线、双绞线、同轴线和光纤为主。
1、光纤几乎不存在任何衰减，只有lc或sc头自身略有衰减，而且这并不会造成距离上的影响，通常在20dB以内，完全忽略不计。除非这条光纤距离太长，例如长达2.2公里的多模光纤，在传输中就彻底没信号了，否则只要有信号，速度就是与发送端相当的。
2、抗干扰性强、零掉包率，无论在光纤周围盘绕着多么复杂的强电，传输速度始终保持一致。此外，传输过程中掉包现象的概率几乎为零，测试时200成品多模跳线作为干线，电信的软件在满机时是测不出来。
3、使用寿命很长、兼容性高，市场上一般的光纤可以用到10年甚至更久，这一点铜缆网线是无法相比的。而且兼容性很高，光纤在未来网络高速提升中，无论是1兆10兆甚至未来的万兆，10万兆，任何一条跳线都是通用的，不会像铜缆网线那样有5类6类甚至十几类，不会存在淘汰的问题。
9.3新纪录
2011年3月美国洛杉矶举办的2011年光纤通讯大会（OFC2011）上展示了最新的光纤传输技术。这是德国弗朗霍夫学会海因里希-赫兹研究所与丹麦技术大学研究人员合作完成的，研究人员在长度为29公里的单一玻璃光纤线路上创造了每秒10.2Terabit(太比特)的光纤传输速率新世界纪录，其每秒传输的数据量相当于240张DVD光盘。在此之前的世界纪录是由该研究所创造的每秒2.56Terabit。
2011年12月1日，武汉邮电科学研究院宣布，高速光通信实时传输关键技术研究取得突破，在一根光纤上，用正交频分复用技术方式传输的数据量超过240Gb/秒，相当于每秒钟能适时传输240部容量为1G、长度为40分钟的高清电影，又一次刷新世界光通信领域纪录。
