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光纤与光纤布线

2/14/2005来源:光纤通信人气:8651

光纤与光纤布线(谢宏) 光纤是光导纤维的简称,由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成。它透明、纤细,虽比 头发丝还细,却具有把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。光纤通信就是因为 光纤的这种神奇结构而发展起来的以光波为载频,光导纤维为传输介质的一种通信方式。 目前,光通信使用的光波波长范围是在近红外区内,波长为0.8至1.8um。可分为短 波长段(0.85um)和长波长段(1.31um和1.55um)。由于光纤通信具有一系列优异的特 性,因此,光纤通信技术近年来发展速度无比迅速。可以说这种新兴技术是世界新技术 革命的重要标志,又是未来信息社会中各种信息网的主要传输工具。概括地说,光纤通 信有以下优点: 传输频带宽,通信容量大 由信息理论知道,载波频率越高通信容量越大。目前使用的光波频率比微波频率高 1000到10000倍,所通信容量约可增加1000到10000倍。 损耗低 目前使用的光纤均石英系列光纤,而且由于制成的石英玻璃介质的纯度极高,所以 光纤的损耗极低,中继距离可以很长。这样,在通信线路中可以减少中继站的数量,降 低成本且提高通信质量。 不受电磁干扰 因为光纤是非金属的介质材料,天生就有不受电磁干扰特性。这是其它电缆望尘莫 及的。 线径细 重量轻 由于光纤直径只有0.1mm左右,光缆成品要比金属电缆细,重量也轻,这样便于制 造多芯光缆,提高线缆的空间理用率。 资源丰富 光纤的主要成分是石英,因此制造光纤的材料资源丰富,制造成本也低。单凭这一 得天独厚的优势,就使它倍受青睐。 正是由于光纤的以上优点,使得从八十年代开始,宽频带的光纤逐渐代替窄频带的 金属电缆。 但是,事物不可能百分之百完美,光纤本身也有缺点,如质地较脆,机械强度低就 是它的致命弱点。稍不注意,就会折断于光缆外皮当中。施工人员要有比较好的切断、 连接、分路和耦合技术。然而,随着技术的不断发展,这些问题是可以克服的。 在结构化布线系统中,光纤不但支持FDDI主干、1000Base-FX主干、100Base-FX到 桌面、ATM主干ATM到桌面,还可以支持CATV/CCTV及光纤到桌面(FTTD),因而它和铜 缆共同成为结构化布线中的主角。 当今,国际上流行的布线标准主要有两个,一个是北美的标准EIA/TIA-568A;一个 是国际标准ISO/IECIS11801。EIA/TIA-568A和ISO/IECIS11801推荐使用62.5/125um多模 光缆、50/125um多模光缆和8.3/125um多模光缆。 单模光纤和多模光纤可以从纤芯的尺寸大小来简单来判别。 单模光纤的纤芯很小,约4-10um,只传输主模态。这样可完全避免了模态色散,使 传输频带很宽,传输容量很大。这种光纤适用于大容量、长距离的光纤通信。它是未来 光纤通信与光波技术发展的必然趋势。 多模光纤又分为多模突变型光纤和多模渐变型光纤。前者纤芯直径较大,传输模态 较多,因而带宽较窄,传输容量较小;后者纤芯中折射率随着半径的增加而减少,可获 得比较小的模态色散,因而频带较宽,传输容量较大。一般我们都应用后者。 常用多模和单模光纤的纤芯和外皮的尺寸: 多模光纤(芯/外皮): *50/125um *62.5/125um 单模光纤(芯/外皮): *8.3/125um 800nm-900nm 短波波段 1250nm-1350nm 长波波段 1500nm-1600nm 长波波段 在这些波段中,光纤传输性能表现最佳,尤其是运行于波段的中心波长之中。所以, 多模光经行运行波长为850nm或1300nm,而单模光纤运行波长则为1310nm或1550nm。 但是,不管光纤传输性能怎样的好,它仍然要遇到通信系统共有的最大问题——信 号的衰减。在光纤布线中,衰减产生的原因有内在的外在的。内在衰减与光纤材料有关, 而外在衰减与施工安装有关。内在衰减的降低有赖于光缆生产商。他们将致力于材料和 工艺的改良。外在衰减一般是由光纤铺设时变型、光纤与光源耦合损耗以及光纤之间连 接损耗造成的。这些可以通过施工人员的努力去减少。因此,在施工当中,施工人员应 当注意: 1)弯曲光缆时不能超过最小的弯曲半径。 2)铺设光缆的牵引力不应超过最大铺设张力。同时应避免使光纤受到过渡的外力 (侧压、冲击、弯曲、扭曲等)。 3)应该由受过严格培训的技术人员去进行光纤的端接、维护。 光缆应用于主干时,每个楼层配线间至少要用6芯光缆,高级应用最好能使用12芯光 缆。这是从应用、备份和扩容三个方面去考虑的。至于光纤的组网方式也很灵活。可以 实现:(1)点对点。在两台计算机之间建立起高速通道。传输速率为几个Mbps至几百个 Mbps,距离可达2公里,(多模)至5公里(单模)。(2)星型网络。通过光纤网络设备, 建立起星型的网络拓扑结构。(3)环形网络。由光纤把信号再生器连接,形成环路。 随着科技的发展,对光纤提出了更高、更新的要求。旧的布线标准经过实践的检验, 现在正在修订。除了修订原有规范,也会加入一些新要求。相信光纤在其中将会担任更 重要的角色。也不难预料光纤通信、光纤布线的光明前景。