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光纖基礎(chǔ)知識(shí)

    一、光纖的分類

    光纖按傳輸模式來劃分單模光纖（Single-mode）和多模光纖（Multi-mode），如下圖所示。

    單模光纖：?jiǎn)螚l光路徑，只傳輸一種模式的光（即只傳輸從某特定角度射入光纖的一束光），由于避免了模式色散，使得單模光纖的傳輸頻帶很寬，因而適用于大容量、長(zhǎng)距離的傳輸系統(tǒng), 以發(fā)光二極管或激光器為光源，采用1310nm和1550nm兩個(gè)波段。

    多模光纖：多條光路徑，可同時(shí)在一根光纖中傳輸多種模式的光，由于色散和相差，其傳輸性能較差、頻帶較窄、容量小、距離也較短，以激光器為光源，采用850nm和1300nm兩個(gè)波段。


    1.光纖的規(guī)格（常用）
    單模：8/125μm，9/125μm，10/125μm
    多模：50/125μm 歐洲標(biāo)準(zhǔn)；62.5/125μm 美國標(biāo)準(zhǔn)
    工業(yè)，醫(yī)療和低速網(wǎng)絡(luò)：100/140μm，200/230μm
    塑料：98/1000μm 用于汽車控制。
    （注：光纖內(nèi)直徑/光纖外直徑）


    2.光纖的損耗

    二、傳輸技術(shù)相關(guān)名詞解釋

    1.數(shù)字差分復(fù)用
    指一種通過不同信道或時(shí)隙中的交叉位脈沖，同時(shí)在同一個(gè)通道上傳輸多個(gè)數(shù)字化數(shù)據(jù)、語音和視頻信號(hào)。

    2.波分復(fù)用技術(shù)
    波分復(fù)用(WDM)是將兩種或多種不同波長(zhǎng)的光載波信號(hào)(攜帶各種信息)在發(fā)送端經(jīng)復(fù)用器(亦稱合波器，Multiplexer)匯合在一起，并耦合到光線路的同一根光纖中進(jìn)行傳輸?shù)募夹g(shù)； 在接收端，經(jīng)解復(fù)用器(亦稱分波器或稱去復(fù)用器，Demultiplexer)將各種波長(zhǎng)的光載波分離，然后由光接收機(jī)作進(jìn)一步處理以恢復(fù)原信號(hào)。這種在同一根光纖中同時(shí)傳輸兩個(gè)或眾多不同波長(zhǎng)光信號(hào)的技術(shù)，稱為波分復(fù)用。

    3.CWDM（粗波分復(fù)用）和DWDM（密集波分復(fù)用）
    通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同，每個(gè)波長(zhǎng)之間的間隔寬度也有不同。按照通道間隔的不同，WDM可以細(xì)分為CWDM（粗波分復(fù)用）和DWDM（密集波分復(fù)用）。

    CWDM：波長(zhǎng)間隔≥20nm，通常采用1470~1610nm的八個(gè)波段（每間隔20nm一個(gè)）。

    DWDM：波長(zhǎng)間隔＜10nm，窗口也在1550nm附近，光器件較貴，光端機(jī)不常用。

    CWDM和DWDM的區(qū)別主要有二點(diǎn)：一是CWDM載波通道間距較寬，因此，同一根光纖上能復(fù)用到10個(gè)左右波長(zhǎng)的光波，而DWDM能復(fù)用10個(gè)以上波長(zhǎng)的光波；二是CWDM調(diào)制激光采用非冷卻激光，而DWDM采用的是冷卻激光。冷卻激光采用溫度調(diào)諧，非冷卻激光采用電子調(diào)諧。由于在一個(gè)很寬的波長(zhǎng)區(qū)段內(nèi)溫度分布很不均勻，因此溫度調(diào)諧實(shí)現(xiàn)起來難度很大，成本也很高。CWDM避開了這一難點(diǎn)，因而大幅降低了成本，整個(gè)CWDM系統(tǒng)成本只有DWDM的30%。

    4.中繼
    光纖傳輸也是存在損耗的，所以傳輸?shù)男盘?hào)功率會(huì)逐漸衰減，衰減到一定程度時(shí)將造成信號(hào)失真，因此會(huì)導(dǎo)致接收錯(cuò)誤。光端機(jī)的傳輸距離約120km，在超過這個(gè)距離的時(shí)候我們通過中繼來完成。目前，中繼分三種：1、模擬中繼 2、數(shù)字中繼 3、光中繼： 
    1）模擬中繼：將遠(yuǎn)處傳來的經(jīng)過衰減的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬載波信號(hào)，經(jīng)處理后再轉(zhuǎn)換成光信號(hào)利用新的光波發(fā)走。問題：模擬中繼的過程本身會(huì)導(dǎo)致信號(hào)的衰減和失真，難以保證信號(hào)質(zhì)量，無法多次中繼。
    2）數(shù)字中繼：將遠(yuǎn)處傳來的經(jīng)過衰減的光信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，再轉(zhuǎn)換成光信號(hào)利用新的光波發(fā)走。由于數(shù)字信號(hào)能夠糾錯(cuò)和再生，不會(huì)因發(fā)生多次轉(zhuǎn)換發(fā)生信號(hào)衰減和失真，可以保證信號(hào)傳輸質(zhì)量，可無限次中繼。
    3）光中繼 ：將遠(yuǎn)處傳來的經(jīng)過衰減的光信號(hào)直接放大后繼續(xù)前傳。這是的方式，信號(hào)不需要經(jīng)過任何方式的轉(zhuǎn)換，但光放大器非常昂貴，很難采用。

    三、接口相關(guān)知識(shí)

  
  

    四、光端機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

    1.什么是光端機(jī)
    光端機(jī)是光纖通信中采用的一種設(shè)備，實(shí)質(zhì)上就是一個(gè)電信號(hào)到光信號(hào)、光信號(hào)到電信號(hào)的。光端機(jī)可分為發(fā)射光端機(jī)、接受光端機(jī)和收發(fā)光端機(jī)。

    2.模擬光端機(jī)
    在發(fā)射端，就是將要傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行幅度或頻率調(diào)制然后將調(diào)制好的電信號(hào)轉(zhuǎn)化成光信號(hào)，通過光纖傳輸出去。在接收端，將光信號(hào)還原成電信號(hào)，再把信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，還原出圖像、語音或數(shù)據(jù)信號(hào)。

    3.數(shù)字光端機(jī)
    在發(fā)射端，將所要傳輸?shù)膱D像、語音以及數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，再將這些數(shù)字信號(hào)進(jìn)行復(fù)用處理，使多路低速的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成一路高速信號(hào)，并將這一信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過光纖傳輸出去；在接收端，將光信號(hào)還原成電信號(hào)，還原的高速數(shù)字信號(hào)分解出原來的多路低速數(shù)字信號(hào)，最后再將這些數(shù)字信號(hào)還原成圖像、語音等模擬信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)。