尾纤Word下载.docx

尾纤Word下载.docx

《尾纤Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《尾纤Word下载.docx（15页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后

再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。

电端机就是常规的电子通信设备。

----

（2）光收信机：

光收信机是实现光/电转换的光端机。

它由光检测器和光放大器组

其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微

弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端汲去。

----（3）光纤或光缆：

光纤或光缆构成光的传输通路。

其功能是将发信端发出的已调光

信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任

务。

----（4）中继器：

中继器由光检测器、光源和判决再生电路组成。

它的作用有两个：

一个

是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减；

另一个是对波形失真的脉冲近行政性。

----（5）光纤连接器、耦合器等无源器件：

由于光纤或光缆的长度受光纤拉制工艺和光

缆施工条件的限制，且光纤的拉制长度也是有限度的（如1Km）。

因此一条光纤线路可能存

在多根光纤相连接的问题。

于是，光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合，对光纤连

接器、耦合器等无源器件的使用是必不可少的。

----目前实用的光纤通信系统都采用直接检波系统。

直接检波系统就是在发送端直接把信

号调制到光波上，而在接收端用光电检波管直接把被调治的光波检波为原信号的系统。

电

端机就是一般电信号设备，例如载波机或电视图象发送与接受设备等。

光端机则是把电信

号转变为光信号（发送光端机），或把光信号转变为电信号（接收光端机）的设备。

发送

光端机的作用是将发送的电信号进行处理，加在半导体激光器上，使电信号调制光波，然

后将此已调制光波送入光导纤维。

已调制光波经光导纤维传送至接收光端机的半导体光电

管上检波。

检波后得到的电信号经过适当处理再送接受电端机，然后按一般电信号处理。

这就是整个光纤通信的过程。

这个过程和一般无线电通信过程是十分相似的。

当然光线通

信的空间传输手段是光导纤维，这与一般无线电通信在空间传输电波的情况是不同的。

----直接检波系统的基本优点是构成简单，就当前光波技术水平来讲现实可行。

同时由于

光波频率极高，在这样系统上传送上万路电话，几十路电视并不困难，完全可以满足目前

通信的需要。

因此直接检波系统是光纤通信当前较多采用的形式。

光纤耦合器

3.2.4光滤波器

----多层电介质干涉膜型合波分波器，是把具有接近λ／2或者λ／4光学厚度的高折射率

电介质膜和低折射率电介质膜交替重叠形成薄膜，于是对于特定波长表现出较强的选择

性。

这种波长选择性主要依赖于电介质膜的层数、膜的厚度、膜的材料等。

----采用电子射束蒸镀方法，可将Si02（低折射率材料，n＝1.46）和Ti02（高折射率

材料，n＝2.3）积层20～40层，实现带通滤波器（BPF）、长波长带通滤波器（LWPF）、短波长

带通滤波器（SWPF）等各种滤波特性。

3.2.5光隔离器

----半导体激光器及光放大器等对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，并

导致性能恶化。

因此需要用光隔离器阻止反射光。

光隔离器是一种只允许单向光通过的无

源光器件，其工作原理是基于法拉弟旋转的非互易性。

图3-9为光隔离器的结构及工作原理图。

光纤的分类

----根据折射率在横截面上的分布形状划分时，有阶跃型光纤和渐变型（梯度型）光纤两

种。

阶跃型光纤在纤芯和包层交界处的折射率呈阶梯形突变，纤芯的折射率n1和包层的折

射率n2是均匀常数。

渐变型光纤纤芯的折射率nl随着半径的增加而按一定规律（如平方律、

双正割曲线等）逐渐减少，到纤芯与包层交界处为包层折射率n2，纤芯的折射率不是均匀

常数。

----根据光纤中传输模式的多少，可分为单模光纤和多模光纤两类。

单模光纤只传输一种

模式，纤芯直径较细，通常在4μm～10μm范围内。

而多模光纤可传输多种模式，纤芯直

径较粗，典型尺寸为50μm左右。

----按制造光纤所使用的材料分，有石英系列、塑料包层石英纤芯、多组分玻璃纤维、全

塑光纤等四种。

光通信中主要用石英光纤，以后所说的光纤也主要是指石英光纤。

----另外，若按工作波长来分，还可分为短波长光纤和长波长光纤。

----多模光纤可以采用阶跃折射率分布，也可以采用渐变折射率分布；

单模光纤多采用阶

跃折射率分布。

因此，石英光纤大体可以分为多模阶跃折射率光纤、多模渐变折射率光纤

和单模阶跃折射率光纤等几种。

几种实用的光纤端接方法

一、直接端接

直接端接是指把连接器连接到每条水平电缆的末端，它包括以下几种方法。

1．干燥箱固化的环氧树脂型端接

这是最常用（也是最早）的直接端接方法。

它采用标准连接器、环氧树脂和各种打磨纸，具体视制造商而异。

这种方式先拆掉缓冲层，清洁裸光纤，准备光纤，然后混合环氧树脂（粘合剂和催化剂），并传送到注射器中，然后把环氧树脂注入连接器的套圈中，直到端面上出现环氧树脂，最后把光纤插入套圈，然后把套圈放到套管中，等大约5分钟后，放到干燥箱中。

在烘干冷却之后，取下套管，剪掉光纤末端。

然后进行打磨、清洁、检查。

2．预装环氧树脂型端接

这类连接器的端接方法在大多数地方与传统的干燥箱固化环氧树脂类似。

它预装有预先混合的环氧树脂，另外还能重新熔化（尽管制造商不推荐这种作法），以取下和更换断开的光纤。

3．冷固化环氧树脂型端接

前期准备工作与干燥箱固化的环氧树脂相同，但进行了简化。

准备工作与干燥箱固化方式相同，但通常直接从分配器中把催化剂和粘合剂放到光纤或套圈上，而不需混合/传送到注射器中，也不需注入超高粘度的环氧树脂。

在室温下，其固化时间一般为大约2分钟，因为粘合剂具有厌氧性（在没有空气时仍能固化）。

在剪断光纤后，进行打磨、清洁和检查。

4．机械弯曲和打磨

目前有许多机械弯曲和打磨方法，它们采用机械弯曲的工作原理，把光纤固定在套圈中。

在插入套圈前，先拆掉缓冲层，清洁光纤。

然后把光纤“弯曲”（使用机械夹具）到相应位置，然后剪掉光纤，进行打磨。

5．带有预打磨套圈的机械弯曲

这种连接器的套圈带有一小段出厂时已经打磨好的光纤。

在这一小段光纤后面有一定的空间，已经填充了与光折射率相符的凝胶。

然后剥掉光纤，进行清洁，剪成预定的长度，插入套圈中，弯曲到相应位置，其方式与前面的连接器类似。

二、接合端接

接合是把光纤盘管（出厂时在大约1米长的裸光纤上接有一个连接器）连到水平光纤的各条光纤上。

不管是哪种接合类型，光纤的准备过程都包括剥掉缓冲层，清洁玻璃，把光纤剪到要求的长度。

在剪断光纤时，必须保证直角端面，以密切对准光纤末端。

还可以使用接合把两条电缆联接在一起，其通常连接室外型电缆和室内型电缆。

1．机械接合

m缓冲。

光纤的准备方式与上述方式相同，两端要滑入模具内部，直到这两端在通常填有与折射率相符的凝胶的空间中相接。

这（一般）是塑料模具，在每一端带有电缆夹（或采用键控方式的锁定夹），适合250或900

2．熔断接合

m），那么可以安装一个具有不锈钢加强杆的热缩套管。

这种方法需要使用熔断接合机。

熔接机包括一台对准设备、一个电弧发生器和一台小型干燥箱。

对准设备保证准备好的光纤处在每个轴的相应位置上。

然后电弧在预先编程的时间和功率上点火，实现无缝联接。

如果联接易断（如果是焊接玻璃，直径为

三、预先端接的光纤

通过这种技术，安装人员可以指定长度、纤芯数量、电缆结构和连接器形式，用户只需把电缆拉到相应位置上，然后连接到配线箱内部即可，而不必进行其它操作。

预先端接的电缆两端受到拉入孔保护，制造商已经对其进行光测试。

略有不同的一种预先端接的光纤采用插入式配线盒，而不是配线架，在背面有一个多芯连接器（MTP/MPO），正面则采用SC、ST等连接器。

由于电缆装配件和配线盒事先都经过测试，因此其安装速度最快。

多模光纤还是单模光纤？

上述端接方法并不能全部适用于单模光纤，但都可以适用于多模光纤。

这是因为端接中会产生端面打磨，提供可以接受的回波损耗性能。

在具有预打磨套圈的任何连接器中，在制造过程中将控制其回波损耗。

接合还使用出厂时安装的连接器，提供了检验的回波损耗数值。

很明显，预先端接的光纤在出厂时也通过了测试。

四、选择原则

与日常生活中的任何选择一样，端接方式各有优缺点。

我将介绍部分优缺点，以使您作出明智选择，或至少让相关制造商解答一些问题。

1．干燥箱固化的环氧树脂型端接方法

可靠的老式方法容易学习，但现在已经过时。

把环氧树脂挤到注射器中，注射器粘到桌子上，在套圈套管放到干燥箱中后赶紧去烤手。

这种方法虽然购买价格低，但安装成本并不低。

2．预装环氧树脂型端接方法

这是可靠的老式方法的完美发展。

消除了麻烦的环氧树脂填充工作，当然是件好事。

由于它缩短了安装时间，因此连接器价格较高。

3．冷固化环氧树脂型端接方法

这种方法已经被许多人接受。

厌氧性粘合剂已经在户外环境中广泛使用，并取得了巨大的成功。

它在光纤连接器环境中同样也很成功。

胶水可能有点脏，但不用再烤手了。

另外，打磨过程非常容易，因为不用去掉套圈端面上的一大块环氧树脂。

另外，它不要求使用干燥箱或电源。

对寻找简单端接方法的安装人员，这是另一种非常流行的方法。

有人担心套圈内没有支撑的光纤的机械属性及温度波动的影响（问一下销售代表“活塞”效应）。

可能是最简单的带连接器的解决方案。

没有“活塞”问题，因为光纤与采用具有相应折射率的凝胶的短线相匹配。

人们一直在现场端接中使用这种解决方案。

人们通常采用MT-RJ连接器，因为没有真正令人满意的替代方法。

这些连接器一般比较贵，因为制造过程十分复杂。

接合端接

机械接合

这是人们不太看重的光纤端接方法，通常用于石化/石油精炼及“不希望”明火（或电弧）的制造环境中。

人们的一般态度是，这种方法只适合临时修理，但实际上，它一直长期用于严酷的环境中，而且根本没有降低光通信性能。

熔断接合

最通用的端接方法，在各类光纤中引入的损耗最小。

设备购买成本（相对）较高，但价格正在不断下降。

只要使用的光纤盘管品质优异，操作人员经过培训、并具有相应经验，我个人非常喜欢这种方法。

单模光纤的安装非常轻松，因为出厂时已经测试了回波损耗，大多数接合人员都会提供联接损耗估算。

预端接的光纤

这可能是不精通光纤的安装人员使用的最简明的方法。

可能的问题包括在插入时损坏光纤，是否测试连接的极性，准确估计链路的长度，及是否仍需分包光通信测试业务。

结论

正如大家猜到的那样，端接光纤电缆有许多不同的方法。

前面已经提到，这些方法各有自己的优缺点，这最终在很大程度上取决于环境、应用及通常取决于安装成本。

一般来说，安装快的产品价格比较高，安装慢的产品价格比较低。

我们在这里要注意的是，应考虑端接的总成本，而不应只是购买最便宜的产品，因为其长期使用成本会比较高。

光缆简介

光缆设计的任务是，为光纤提供可靠的机械保护，使之适应外部使用环境，并确保在敷设与使用过程中光缆中的光纤具有稳定可靠的传输性能。

光缆的制造技术与电缆是不一样的。

光纤虽有一定的强度和抗张能力，但经不起过大的侧压力与拉伸力；

光纤在短期内接触水是没有问题的，但若长期处在多水的环境下会使光纤内的氢氧根离子增多，会增大光纤的衰耗。

因此制造光缆不仅要保证光纤在长期使用过程中机械物理性能，而且还要注意其防水防潮性能。

从一九七O年到现在，光缆的结构也经历了多次变迁。

在光纤通信初期，多采用紧套光纤的层绞式结构，它是从电缆的结构演变而来。

但由于光纤直接绕在光缆中的加强芯上，所以难以保证在其施工与使用过程中不受外部侧压力与内部应力的影响。

后来光缆发展到骨架式结构光缆，即把紧套光纤绕在处光缆中心部位的骨架上。

由于具有骨架的保证使光纤的环境优于层绞式结构光缆。

第三类光缆结构是松套光纤的层绞式结构，即把经过予涂敷的光纤松散的放在由聚丙烯或尼龙制成的松套管之中，松套管内填充石油膏等。

由于光纤在松套管内可以松散地活动，所以可以免受内部应力与外部侧压力的影响。

第四类光缆结构是近期发展起来的束管式光缆，即把光纤束放在外壁比松套管更加坚硬的管子中，光纤束位于光缆的中心部位，而光缆的加强芯则移到外护层之中。

目前，光缆可以适用于各种不同的使用环境，如架空光缆，直埋式光缆、铠装光缆、海底光缆、阻燃光缆等等。

总之，伴随光纤通信技术的不断发展，光缆的设计与制造技术也在日益取得进展。

数字电视光纤传输系统

一概述

----数字信号在传输中具有抗干扰能力强，无噪声和失真积累，不受传输距离影响，能与

多种信息业务兼容传输等优点，因而未来的电视必将从模拟电视过渡到数字电视，但目前

由于现实条件的限制，仍以模拟电视为主。

----数字电视信号是将模拟电视信号经过取样、量化、编码变成数字信号，经过频带压

缩，使每路电视信号压缩至3～10Mb/s的码率后进行传输的，因而与一般的数字信号一样，

采用同样的方式进行传输、交换和处理。

数字电视光纤传输系统组成框图如图7-5所示。

在发送端，将经过整形或码形变换处理的数字视频信号对光源进行强度调制，将电脉冲转

换为光脉冲，送入光纤中传输。

在接收端，通过光检测器将光脉冲转换为电脉冲，再经放

大，均衡，判决，恢复为标准的数字脉冲信号。

数字信号的传输过程与模拟信号相同，但

由于所传输的是数字信号，因而有许多与模拟信号传输要求不同之处。

光纤的连接与光纤连接器

无源光器件

----光纤通信系统的传输线路，需要一些无源光器件来构成光纤线路的连接、分路、合路

和其他的功能。

下面对几种常用的无源光器件的作用、原理及性能分别加以简单介绍。

3.2.1光纤的连接与光纤连接器

（1）光纤的连接

----光纤与光纤的连接有两种形式，一种是永久性连接，另一种是活动连接。

永久性连接

具有粘接法和熔接法之分，目前多采用熔接法。

熔接法如图3-1所示。

单模光纤的纤芯直径

要在10μm以下，因此熔接必须使用机器才行。

二光发射机

1.概述

---光发射机（或称发送光端机）是将电端机来的信号经过处理后对光源进行强度调制，

把电信号转换为光信号，对光发射机的主要技术要求是：

---

（1）输出尽可能大的稳定光功率。

输出光功率越大，系统可传输的距离越长，或者系

统所允许的损耗越大。

要求在环境温度变化或者LD器件老化过程中,输出光功率保持不变，

可使光纤通信系统长时间稳定运行。

--

（2）具有尽可能大的光调制度m。

由后面的讨论可知,光接受机的信噪比与成正比，所

以m越大，信噪比越高。

但由于光源存在非线性失真，所以当光功率较大，或m较大时，会

产生严重的非线性失真。

---（3）具有尽可能小的非线性失真。

在光纤通信系统中,光源的非线性是产生非线性失真

的主要因素。

发光二极管LED或激光二极管LD的P-I曲线线性度都不太好，为了获得良好的

线性，需要进行非线性补偿。

常用的补偿方法有：

负反馈法，预失真法，相移调制法等。

其中预失真法比较简单使用，被广泛采用。

基带模拟电视光纤传输系统

2.光发射机组成框图

----光发射机组成框图如图7-3所示，光源采用发光二极管LED，发光二极管的优点是输出

光功率与注入电流的关系线性较好，驱动电路简单，寿命长，受环境温度影响较小，价格

便宜等。

缺点是输出光功率小，发散角大，与光纤偶合效率低。

因而广泛应用于中短距

离，中小容量的光纤通信系统中。

---对于正向入射的信号光，通过起偏器后成为线偏振光，法拉弟旋磁介质与外磁场一起

使信号光的偏振方向右旋45度，并恰好使低损耗通过与起偏器成45度放置的检偏器。

对于

反向光，出检偏器的线偏振光经过放置介质时，偏转方向也右旋转45度，从而使反向光的

偏振方向与起偏器方向正交，完全阻断了反射光的传输。

----法拉弟磁介质在1μm～2μm波长范围内通常采用光损耗低的钇铁石榴石（YIG）单晶。

----新型尾纤输入输出的光隔离器有相当好的性能，最低插入损耗约0.5dB、隔离度达

35～60dB，最高可达70dB。

认识光缆

----目前，光纤通信用的光纤都经过了一次涂覆和二次涂覆的处理，经过涂覆后的光纤虽然

已具有了一定的抗张强度，但还是经不起施工中的弯折、扭曲和侧压等外力作用，为了使光

纤能在各种环境中使用，必须把光纤与其他元件组合起来构成光缆，使其具有良好的传输性

能以及抗拉、抗冲击、抗弯、抗扭曲等机械性能。

----1.光缆的基本组成

----目前光纤通信中使用这各种不同类型的光缆，其结构形式多种多样，但无论何种结构形

式的光缆，基本上都由缆芯、加强元件和护层三部分组成。

---

（1）缆芯

----缆芯是由单根或多根光纤芯线组成，其作用是传输光波。

---

（2）加强元件

----加强元件一般有金属丝和非金属纤维，其作用是增强光缆敷设时可承受的拉伸负荷。

---（3）护层

----光缆的护层主要是对已形成缆的光纤芯线器保护作用，避免受外界的损伤。

----2.光缆的种类

----光缆按成缆结构方式不同可分为层绞式、套管式和沟槽式。

---

（1）层绞式光缆

----层绞式光缆是将若干根光纤芯线以加强元件为中心绞合在一起的一种结构，这种结构适

用于芯线数较少的的光缆。

---

（2）套管式光缆

----套管式光缆是将数根一次涂覆的光纤放入同一根塑料管中，管中填冲油膏，光纤浮在油

膏中。

套管式光缆的结构合理、重量轻、体积小、价格便宜。

---（3）沟槽式光缆

----沟槽式光缆是将单根或多根光纤放入沟槽中，骨架中心是加强元件。

这种结构的光缆的

抗侧压性能好，单制造工艺复杂。