光纖與光纖布線 光纖是光導纖維的簡稱,由直徑大約為0.1mm的細玻璃絲構成。它透明、纖細,雖比頭發絲還細,卻具有把光封閉在其中并沿軸向進行傳播的導波結構。光纖通信就是因為光纖的這種神奇結構而發展起來的以光波為載頻,光導纖維為傳輸介質的一種通信方式。
目前,光通信使用的光波波長范圍是在近紅外區內,波長為0.8至1.8um。可分為短波長段(0.85um)和長波長段(1.31um和1.55um)。由于光纖通信具有一系列優異的特性,因此,光纖通信技術近年來發展速度無比迅速。可以說這種新興技術是世界新技術革命的重要標志,又是未來信息社會中各種信息網的主要傳輸工具。概括地說,光纖通信有以下優點:
傳輸頻帶寬,通信容量大光纖網絡
由信息理論知道,載波頻率越高通信容量越大。目前使用的光波頻率比微波頻率高1000到10000倍,所通信容量約可增加1000到10000倍。
損耗低光纖網絡
目前使用的光纖均石英系列光纖,而且由于制成的石英玻璃介質的純度*,所以光纖的損耗極低,中繼距離可以很長。這樣,在通信線路中可以減少中繼站的數量,降低成本且提高通信質量。
不受電磁干擾光纖網絡
因為光纖是非金屬的介質材料,天生就有不受電磁干擾特性。這是其它電纜*的。
線徑細重量輕光纖網絡,
由于光纖直徑只有0.1mm左右,光纜成品要比金屬電纜細,重量也輕,這樣便于制造多芯光纜,提高線纜的空間理用率。
資源豐富光纖網絡,
光纖的主要成分是石英,因此制造光纖的材料資源豐富,制造成本也低。單憑這一得天獨厚的優勢,就使它倍受青睞。
正是由于光纖的以上優點,使得從八十年代開始,寬頻帶的光纖逐漸代替窄頻帶的金屬電纜。
但是,事物不可能,光纖本身也有缺點,如質地較脆,機械強度低就是它的致命弱點。稍不注意,就會折斷于光纜外皮當中。施工人員要有比較好的切斷、連接、分路和耦合技術。然而,隨著技術的不斷發展,這些問題是可以克服的。
在結構化布線系統中,光纖不但支持FDDI主干、1000Base-FX主干、100Base-FX到桌面、ATM主干ATM到桌面,還可以支持CATV/CCTV及光纖到桌面(FTTD),因而它和銅纜共同成為結構化布線中的主角。
當今,上流行的布線標準主要有兩個,一個是北美的標準EIA/TIA-568A;一個是標準ISO/IECIS11801。EIA/TIA-568A和ISO/IECIS11801推薦使用62.5/125um多模光纜、50/125um多模光纜和8.3/125um多模光纜。
單模光纖和多模光纖可以從纖芯的尺寸大小來簡單來判別。
單模光纖的纖芯很小,約4-10um,只傳輸主模態。這樣可*避免了模態色散,使傳輸頻帶很寬,傳輸容量很大。這種光纖適用于大容量、長距離的光纖通信。它是未來光纖通信與光波技術發展的必然趨勢。
多模光纖又分為多模突變型光纖和多模漸變型光纖。前者纖芯直徑較大,傳輸模態較多,因而帶寬較窄,傳輸容量較小;后者纖芯中折射率隨著半徑的增加而減少,可獲得比較小的模態色散,因而頻帶較寬,傳輸容量較大。一般我們都應用后者。
光纖網絡
常用多模和單模光纖的纖芯和外皮的尺寸:
多模光纖(芯/外皮):
*50/125um
*62.5/125um
單模光纖(芯/外皮):
*8.3/125um
800nm-900nm短波波段
1250nm-1350nm長波波段
1500nm-1600nm長波波段
在這些波段中,光纖傳輸性能表現*,尤其是運行于波段的中心波長之中。所以,多模光經行運行波長為850nm或1300nm,而單模光纖運行波長則為1310nm或1550nm。
但是,不管光纖傳輸性能怎樣的好,它仍然要遇到通信系統共有的zui大問題——信號的衰減。在光纖布線中,衰減產生的原因有內在的外在的。內在衰減與光纖材料有關,而外在衰減與施工安裝有關。內在衰減的降低有賴于光纜生產商。他們將致力于材料和工藝的改良。外在衰減一般是由光纖鋪設時變型、光纖與光源耦合損耗以及光纖之間連接損耗造成的。這些可以通過施工人員的努力去減少。因此,在施工當中,施工人員應當注意:光纖網絡,
1)彎曲光纜時不能超過zui小的彎曲半徑。
2)鋪設光纜的牽引力不應超過zui大鋪設張力。同時應避免使光纖受到過渡的外力
(側壓、沖擊、彎曲、扭曲等)。
3)應該由受過嚴格培訓的技術人員去進行光纖的端接、維護。
光纜應用于主干時,每個樓層配線間至少要用6芯光纜,應用能使用12芯光纜。這是從應用、備份和擴容三個方面去考慮的。至于光纖的組網方式也很靈活。可以實現:(1)點對點。在兩臺計算機之間建立起高速通道。傳輸速率為幾個Mbps至幾百個Mbps,距離可達2公里,(多模)至5公里(單模)。(2)星型網絡。通過光纖網絡設備,建立起星型的網絡拓撲結構。(3)環形網絡。由光纖把信號再生器連接,形成環路。
隨著科技的發展,對光纖提出了更高、更新的要求。舊的布線標準經過實踐的檢驗,現在正在修訂。除了修訂原有規范,也會加入一些新要求。相信光纖在其中將會擔任更重要的角色。也不難預料光纖通信、光纖布線的光明前景。