光纤传输技术

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光纤传输技术 班级：网络122 学号：[1**********]9 姓名：白杰林

光纤传输技术

自进入第三次工业革命以来，信息技术的发展可谓是日益迅速，全球开始了信息化时代，因特网使全世界联系在了一起，这让数据通讯技术变得尤为重要，数据通讯技术的发展直接影响到互联网的发展。

在我们深入了解数据通讯的技术时，首先，我们更要了解数据通讯的含义。

数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式。要在两地间传输信息必须有传输信道，根据传输媒体的不同，有有线数据通信与无线数据通信之分。但它们都是通过传输信道将数据终端与计算机联结起来，而使不同地点的数据终端实现软、硬件和信息资源的共享。

我们可以把数据通讯分为两大块，一方面是数据传输的介质，也就是其设备技术的发展；另一方面是数据传输的方式，也就是其我们如何传输数据和其信号的接收原理。本文主要介绍数据通讯在传输介质上的发展。

数据通讯的传输手段有很多，比如电缆通信、微波中继通信、光纤通信、卫星通信和移动通信。在这其中，光纤通信无疑是最有发展前景的一种。

自光纤问世以来，发展十分迅速，已经成为数据高速传输的主要手段，光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和

George A. Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想，高锟还因此获得2009年诺贝尔物理学奖。足以证明光纤的重要性。

关于光纤的构造，将微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。

在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。

通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害，如水、火、电击等。光缆分为：光纤，缓冲层及披覆。光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。

在多模光纤中，芯的直径是50μm和62.5μm两种， 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm-10μm，常用的是9/125。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套， 以使光线保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆，易断裂，因此需要外加一保护层。可见光纤具有其脆弱性的特点。

至于光线的分类，光纤主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上进行分类，种类如下：

1、工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。

2、折射率分布：阶跃（SI）型光纤、近阶跃型光纤、渐变（GI）型光纤、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。

3、传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多模光纤。

4、原材料：石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料（碳等）、金属材料（铜、镍等）和塑料等。

5、制造方法：预塑有汽相轴向沉积、化学汽相沉积等，拉丝法有管律法和双坩锅法等。

那么光纤的结构原理是什么呢？光导纤维是由两层折射率不同的玻璃组成。内层为光内芯，直径在几微米至几十微米，外层的直径0.1～0.2mm。一般内芯玻璃的折射率比外层玻璃大1%。根据光的折射和全反射原理,当光线射到内芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时，光线透不过界面，全部反射。

光纤是传输讯号极为方便的一种工具，凭借缆线其中一根纤细的光蕊，即可以取代上千条以上的实体的通讯线路，完成大量及长距离的通讯工作。光纤传输的8大优势如下：

1、灵敏度高，不受电磁噪声之干扰。

2、体积小、重量轻、寿命长、价格低廉。

3、绝缘、耐高压、耐高温、耐腐蚀，适于特殊环境之工作。

4、几何形状可依环境要求调整，讯号传输容易。

5、高带宽,通讯量大衰减小,传输距离远。

6、讯号串音小,传输质量高。

7、保密性高。

8、便于敷设及搬运原料。

正是由于光纤具有如此优良的传输特性，使得光纤开始广泛应用于数据传输网络，自1977年光纤系统首次商用安装以来，电话公司就开始使用光纤链路替代旧的铜线系统。今天的许多电话公司，在他们的系统中全面使用光纤作为干线结构和作为城市电话系统之间的长距离连接。提供商已开始用光纤/铜轴混合线路进行试验。这种混合线路允许在领域之间集成光纤和同轴电缆，这种被称为节点的位置，提供将光脉冲转换为电信号的光接收机，然后信号再经过同轴电缆被传送到各个家庭。作为一种通信信号传输的恰当手段，光纤稳步替代铜线是显而易见的，这些光缆在本地电话系统之间跨越很长的距离并为许多网络系统提供干线连接。

光纤不只是在通信领域具有广泛的应用。在医学、传感器、艺术、井下探测技术、光纤收发器等领域的应用也是非常广泛。

光纤作为宽带接入一种主流的方式，有着通信容量大、中继距离长、保密性能好、适应能力强、体积小重量轻、原材料来源广价格低廉等的优点，未来在宽带互联网接入的应用可预料会非常广泛。

根据市场研究与预测公司IDC预计2012年中国光纤接入用户数将超过2660万户，未来5年保持56.4%的年复合增长率，而且中国

已成为全球最大的光网络设备市场之一。截至2011年底，中国光纤接入端口数已超过1亿个，同比增长超过100%；中国光纤接入用户数已达1556万户，同比增长超过370%。比起中国1.58亿的宽带用户数，光纤接入用户数还将会有非常广阔的上升空间。根据我国光纤宽带发展计划，到2015年全国互联网出口带宽达到5T，城市家庭带宽接入能力基本达到20M以上，农村家庭带宽能力基本达到4M以上；家庭光纤接入覆盖超过500万户；无线局域网的公共运营热点规模将超过15万个；届时将实现全市公益性机构光纤到达率100%，实现全部科技园区、工业园区、商务楼宇、宾馆酒店等商务类场所的光纤到楼、到办公室。

这些数据都表明，中国的宽带市场蕴藏着巨大的潜力，必将是未来宽带运营商对抗的主战场之一。而光纤宽带的普及也是大势所趋。所以未来宽带市场的斗争很大程度上是光纤宽带的斗争。

今天，人们使用光纤系统承载数字电视、语音和数字是很普通的一件事，在商用与工业领域，光纤已成为地面传输标准。在军事和防御领域，快速传递大量信息是大范围更新换代光纤计划的原动力。尽管光纤仍在初期发展阶段，但总有一天光控飞行控制系统会用重量轻、直径小又使用安全的光缆取代线控飞行系统。光导纤维与卫星和其他广播媒体一起，代表着在航空电子学、机器人学、武器系统、传感器、交通运输及其他高性能环境使用条件下的商用通信和专业应用的新的世界潮流。