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光纖通信技術(shù)是以光波為信號載體，以光導(dǎo)玻璃纖維為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式，在現(xiàn)代通信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。

光纖與以往的銅導(dǎo)線相比，具有損耗低、頻帶寬、無電磁感應(yīng)等傳輸特點(diǎn)，因此，人們希望將光纖作為靈活性強(qiáng)且經(jīng)濟(jì)的優(yōu)質(zhì)傳輸介質(zhì)，廣泛地應(yīng)用于數(shù)字傳輸方式和圖像通信方式中。這兩種通信方式在今后電話業(yè)務(wù)的發(fā)展中是不可缺少的。

光纖和以往的銅導(dǎo)線相比有本質(zhì)的區(qū)別，因此，在傳輸理論、制造技術(shù)、連接方法、測試方法等方面，基本上都不能采用銅質(zhì)電纜的理論和方法。

光纖通信具有一系列優(yōu)異的特性，因此，光纖通信技術(shù)在80年代初投入商用以來發(fā)展速度之快，應(yīng)用面之廣是通信史上罕見的。可以說這種新興技術(shù)，是世界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志，又是未來信息社會中各種信息網(wǎng)的主要傳輸工具。

光纖通信技術(shù)基礎(chǔ)的基本知識

光纖是光導(dǎo)玻璃纖維的簡稱，就是用來導(dǎo)光的透明介質(zhì)纖維，它是一種新型的光波導(dǎo)。光纖外徑一般為125~140μm，芯徑一般為3~100μm。

一、光纖的結(jié)構(gòu)

一根實(shí)用化的光纖是由多層透明介質(zhì)構(gòu)成的，一般為同心圓柱形細(xì)絲，為軸對稱結(jié)構(gòu)，一般可以分為三部分：折射率較高的纖芯、折射率較低的包層和外面的涂覆層

光纖的結(jié)構(gòu)一般是雙層或多層的同心圓柱體。中心部分是纖芯，纖芯以外的部分稱為包層。纖芯的作用是傳導(dǎo)光波，包層的作用是將光波封閉在光纖中傳播。為了達(dá)到傳波的目的，需要使光纖材料的折射率n1，大于包層材料的折射率n2。為了實(shí)現(xiàn)纖芯和包層的折射率差，必須使纖芯和包層材料有所不同。目前實(shí)用的光纖主要是石英。如果在石英中摻入折射率高于石英的摻雜劑，則就可作為纖芯材料。同樣如果在石英中摻入折射率比石英低的摻雜劑，則就可以作為包層材料，經(jīng)過這樣摻雜后，上述的目的就可達(dá)到了。也就是說，光纖是由兩種不同折射率的玻璃材料拉制而成的。

光纖的分類。

光纖的分類方法很多，可以按材料性質(zhì)、折射率分布、套塑方式及按照ITU-T建議分類等進(jìn)行分類。下面介紹通信光纖的分類

(1)按光纖的制造材料分類，按照光纖制造材料的不同，光纖可分為玻璃(石英)光纖和塑料光纖。

(2)按傳輸模的數(shù)量，可分為多模光纖和單模光纖。

(3)按光纖的工作波長分類，石英光纖按波長分類，可分為短波長光纖的和長波長光纖。

(4)按套塑結(jié)構(gòu)分類可分為緊套光纖和松套光纖。

(5)按照ITU—T建議分類

為了使光纖具有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟—電信小組(ITU—T)制訂了統(tǒng)一的光纖標(biāo)準(zhǔn)(G標(biāo)準(zhǔn))。按照ITU—T關(guān)于光纖的建議，可以將光纖分為G.651光纖(又稱為漸變型多模光纖)G.652光纖(又稱為常規(guī)單模光纖或1.31μm性能最佳單模光纖)G.653光纖(又稱為色散位移光纖—DSF)G.654光纖(又稱為1550nm性能最佳單模光纖)G.655光纖(又稱為非零色散位移光纖，主要包括非零色散位移光纖NZDSF和大有效面積光纖LEAF)等。

光纖的結(jié)構(gòu)一般是雙層或多層的同心圓柱體。中心部分是纖芯，纖芯以外的部分稱為包層。纖芯的作用是傳導(dǎo)光波，包層的作用是將光波封閉在光纖中傳播。為了達(dá)到傳波的目的，需要使光纖材料的折射率n1，大于包層材料的折射率n2。為了實(shí)現(xiàn)纖芯和包層的折射率差，必須使纖芯和包層材料有所不同。目前實(shí)用的光纖主要是石英。如果在石英中摻入折射率高于石英的摻雜劑，則就可作為纖芯材料。同樣如果在石英中摻入折射率比石英低的摻雜劑，則就可以作為包層材料，經(jīng)過這樣摻雜后，上述的目的就可達(dá)到了。也就是說，光纖是由兩種不同折射率的玻璃材料拉制而成的。

光纖通信與電通信方式的主要差異有兩點(diǎn)：一是用光波作為載波傳輸信號，即傳輸?shù)氖枪庑盘?二是用光導(dǎo)纖維構(gòu)成的光纜作為傳輸線路，即以光纖作為媒質(zhì)傳輸手段。因此，在光纖通信中起主導(dǎo)作用的是產(chǎn)生光波的激光器和傳輸光波的光導(dǎo)纖維。半導(dǎo)體激光器的發(fā)光面積很小，它輸出穩(wěn)定而且方向性極好的激光，激光可以運(yùn)載巨大的信息量。光纖是一種介質(zhì)光波導(dǎo)，具有把光封閉在其中并沿軸向進(jìn)行傳播的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)。它是由直徑大約只有0.1mm的細(xì)玻璃絲構(gòu)成。

光纖通信之所以能夠飛速發(fā)展和受到人們的極大重視，這是因?yàn)楹推渌ㄐ攀侄蜗啾?，具有無以倫比的優(yōu)越性而決定的。

1.傳輸頻帶寬、通信容量大

理論講，載波頻率越高通信容量越大，因目前使用的光波頻率比微波頻率高103~104倍，所以通信容量約可增加103~104倍。一根僅有頭發(fā)絲粗細(xì)的光纖可以同時傳輸1000億個話路。雖然目前遠(yuǎn)遠(yuǎn)未達(dá)到如此高的傳輸容量，但用一根光纖同時傳輸24萬個話路的試驗(yàn)已經(jīng)取得成功，它比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波等要高出幾十乃至上千倍以上。

2.傳輸損耗低

目前實(shí)用的光纖均為sio2(石英)系光纖，要減小光纖損耗，主要是靠提高玻璃纖維的純度來達(dá)到，由于目前制成的sio2玻璃介質(zhì)的純凈度極高，所以光纖的損耗極低。在光波長λ=1.55μm附近，衰減有最低點(diǎn)，可低至0.2dB/km，已接近理論極限值。

3.不受電磁干擾

光纖由電絕緣的石英材料制成，絕緣性能好，不受各種電磁場的干擾和

閃電雷擊的損壞。無金屬光纜非常適合于存在強(qiáng)電磁場干擾的高壓電力線路周圍和油田、煤礦等易燃易爆環(huán)境中使用。因此，光纖通信不受電磁的干擾，這是電通信所不能比擬的。

4.中繼距離長

由于光纖具有極低的衰耗系數(shù)(目前商用化石英光纖已達(dá)0.19dB/km以下)，這是傳統(tǒng)的電纜(1.5km)微波(50km)等根本無法與之相比擬的。因此光纖通信特別適用于長途一、二級干線通信，在不久的將來實(shí)現(xiàn)全球無中繼的光纖通信也是完全可能的。

5.線徑細(xì)、重量輕

由于光纖的直徑很小，只有0.1mm左右，因此制成光纜后，直徑要比電纜細(xì)，如8芯光纜的橫截面直徑約10mm，而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。這樣在長途干線或市內(nèi)干線上，空間利用率高，節(jié)約了地下管道的建設(shè)投資;而且重量也輕，便于制造多芯光纜。

6.資源豐富

光纖的材料主要是石英(二氧化硅)，在地球上是取之不盡用之不竭的，并且很少的原材料就可拉制出很長的光纖。例如，40克高純度的石英玻璃，可拉制1km的光纖。

7.撓性好

光纖經(jīng)過表面涂敷后，彎曲直徑為3mm不會折斷。因此，用光纖制成的光纜與銅線制成的電纜有同樣好的撓性。

8.不怕潮濕，耐高壓，抗腐蝕

光纖是玻璃制成的，不怕潮濕，不會銹蝕，石英玻璃的熔點(diǎn)在2000℃以上，而一般明火的溫度在1000℃左右。因此，光纖耐高溫，光纖的化學(xué)穩(wěn)定性好，抗腐蝕能力強(qiáng)，可以在具有有害氣體環(huán)境下工作。

9.安全保密

在傳輸過程中，光波在光纖中傳輸是不會跑出光纖之外的，即使在轉(zhuǎn)彎處，彎曲半徑很小時，漏出的光波也十分微弱。如果在光纖的表面涂上一層消光劑，光纖中的光就完全不能跑出光纖。這樣，用什么方法也無法在光纖外面竊聽光纖中傳輸?shù)男畔⒘?。此外，由于光纖中的光不會跑出來，在電通信中常見的串音現(xiàn)象就不存在了。同時，它也不會干擾其它通信設(shè)備或測試設(shè)備。

當(dāng)然，在光纖通信中，同樣也存在著很多不足。

1.光纖性質(zhì)脆，需要適當(dāng)?shù)赝糠蠹右员Ｗo(hù)。此外，為了保證能承受一定的敷設(shè)張力，在光纖結(jié)構(gòu)上也需要多加考慮。

2.切斷和連接光纖時，需要高精度的切斷接續(xù)技術(shù)，這在電纜連接時是沒有的。

3.分路耦合不方便。

4.光纖不能輸送中繼器所需要的電能。5.彎曲半徑不宜太小。

光纖通信盡管存在上述問題，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展都是可以克服的，不影響光纖的廣泛應(yīng)用。