光纖的特點及其原理介紹

光纖是光導纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料製成的纖維，可作為光傳導工具。下面是本站小編給大家整理的光纖的特點，希望能幫到大家!

(1)通信容量大、傳輸距離遠;一根光纖的潛在帶寬可達20THz。採用這樣的帶寬，只需一秒鐘左右，即可將人類古今中外全部文字資料傳送完畢。目前400Gbit/s系統已經投入商業使用。光纖的損耗極低，在光波長為1.55μm附近，石英光纖損耗可低於0.2dB/km，這比目前任何傳輸媒質的損耗都低。因此，無中繼傳輸距離可達幾十、甚至上百公里。

(2)信號串擾小、保密性能好;

(3)抗電磁干擾、傳輸質量佳,電通信不能解決各種電磁干擾問題，唯有光纖通信不受各種電磁干擾。

(4)光纖尺寸小、重量輕,便於敷設和運輸;

(5)材料來源豐富,環境保護好，有利於節約有色金屬銅。

(6)無輻射,難於竊聽,因為光纖傳輸的光波不能跑出光纖以外。

(7)光纜適應性強,壽命長。

(8)質地脆，機械強度差。

(9)光纖的切斷和接續需要一定的工具、設備和技術。

(10)分路、耦合不靈活。

(11)光纖光纜的彎曲半徑不能過小(>20cm)

(12)有供電困難問題。

利用光波在光導纖維中傳輸信息的通信方式.由於激光具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優點，光纖通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光-光纖通信.

光導纖維是由兩層折射率不同的玻璃組成。內層為光內芯，直徑在幾微米至幾十微米，外層的直徑0.1～0.2mm。一般內芯玻璃的折射率比外層玻璃大1%。根據光的折射和全反射原理,當光線射到內芯和外層界面的角度大於產生全反射的臨界角時，光線透不過界面，全部反射。

直到1960年，美國科學家Maiman發明了世界上第一台激光器後，為光通訊提供了良好的光源。隨後二十多年，人們對光傳輸介質進行了攻關，終於製成了低損耗光纖，從而奠定了光通訊的基石。從此，光通訊進入了飛速發展的階段。

光纖傳輸有許多突出的優點：

頻帶寬

頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。在VHF頻段，載波頻率為48.5MHz～300Mhz。帶寬約250MHz，只能傳輸27套電視和幾十套調頻廣播。可見光的頻率達100000GHz，比VHF頻段高出一百多萬倍。儘管由於光纖對不同頻率的光有不同的損耗，使頻帶寬度受到影響，但在最低損耗區的頻帶寬度也可達30000GHz。目前單個光源的帶寬只佔了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫，好的單模光纖可達10GHz以上)，採用先進的相干光通信可以在30000GHz範圍內安排2000個光載波，進行波分複用，可以容納上百萬個頻道。

損耗低

在同軸電纜組成的系統中，最好的電纜在傳輸800MHz信號時，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導纖維的損耗則要小得多，傳輸1.31um的.光，每公里損耗在0.35dB以下若傳輸1.55um的光，每公里損耗更小，可達0.2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸的距離要遠得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個特點，一是在全部有線電視頻道內具有相同的損耗，不需要像電纜幹線那樣必須引入均衡器進行均衡;二是其損耗幾乎不隨温度而變，不用擔心因環境温度變化而造成幹線電平的波動。

重量輕

因為光纖非常細，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，加上防水層、加強筋、護套等，用4～48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm，比標準同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點，安裝十分方便。

抗干擾能力強

因為光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的作用，在其中傳輸的光信號不受電磁場的影響，故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵禦能力。也正因為如此，在光纖中傳輸的信號不易被竊聽，因而利於保密。

保真度高

因為光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會因為放大引入新的非線性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號。實際測試表明，好的調幅光纖系統的載波組合三次差拍比C/CTB在70dB以上，交調指標cM也在60dB以上，遠高於一般電纜幹線系統的非線性失真指標。

工作性能可靠

我們知道，一個系統的可靠性與組成該系統的設備數量有關。設備越多，發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的設備數量少(不像電纜系統那樣需要幾十個放大器)，可靠性自然也就高，加上光纖設備的壽命都很長，無故障工作時間達50萬～75萬小時，其中壽命最短的是光發射機中的激光器，最低壽命也在10萬小時以上。故一個設計良好、正確安裝調試的光纖系統的工作性能是非常可靠的。

成本不斷下降

目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學定律(Optical Law)。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個月增加1倍，而價格降低1倍。光通信技術的發展，為Internet寬帶技術的發展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統採用光纖傳輸方式掃清了最後一個障礙。由於製作光纖的材料(石英)來源十分豐富，隨着技術的進步，成本還會進一步降低;而電纜所需的銅原料有限，價格會越來越高。顯然，今後光纖傳輸將佔絕對優勢，成為建立全省、以至全國有線電視網的最主要傳輸手段。

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