光纤通信技术与光纤传输系统的分析

摘要：随着社会科学技术的发展，人们对于通信技术的水平要求也是越来越高。对于通信技术，光纤的使用加快了其发展的速度。本文对光纤的结构与分类进行了详细的介绍，根据其结构的组成特点从而研究了光纤的导光原理。最后对光纤传输系统的结构以及特点做出深入的分析与探讨。

关键词：光纤；通信技术；光纤传输系统；结构

中图分类号：TN929.1 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 14-0000-01

Analysis of Optical Fiber Communication Technology and Optical Fiber Transmission System

Wang Kang

(Shanghai Communication Section of Shanghai Railway Bureau,Shanghai Communications Workshop,Suzhou Transmission Room,Wuxi214046,China)

Abstract:With the development of social science and technology,communication technology for people is getting higher and higher level requirements.For communication technology,to accelerate the use of fiber-optic speed of its development.This classification of the fiber structure and a detailed description,according to its characteristics in order to study the composition of a fiber optical principles.Finally,the structure of the optical fiber transmission system and the features are in-depth analysis and discussion.

Keywords:Optical fiber;Communication technology;Optical fiber transmission system;Structure

光纤通信的载体是光波，并且以光纤作为其传输的介质。原来的通信水平已经远远不能满足现在科学技术的发展速度。有线通信已经从原来的明线发展成现在的电缆，无线通信早已使用微波或者毫米波来取代原来的短波。因为光波有着比微波大好几倍的带宽的优点，所以其市场的利用前景比较好。

一、光纤的分类

光纤以不同的方式可以被划分成多种类别。光纤最基本的分类方式有三种，即光纤的原材料、光纤横截面上折射率分布情况以及光纤中的传输模式数量。下面就按照光纤横截面上折射率分布情况作为标准来分类，按照这种方式可以将光纤分成两类，即阶跃型光纤和渐变型光纤。阶跃型光纤又叫突变型光纤（如图一（a）所示），它的主要特点是包层和纤芯的折射率的分布是均匀的，呈阶跃形。渐变型光纤，这种光纤的纤芯折射率从内到外的变化不是随变的，而是按照某种规律逐渐变化的，总体的变化趋势呈现抛物线形状。在最里面，纤芯的折射率和纤芯的半径是呈负相关的，即随着纤芯半径的减小而增大。当半径到达包层的位置时，折射率就参照包层的折射率。渐变型光纤如图一（b）所示。

图一：光纤横截面上折射率分布情况的两种光纤

按照光纤传输模式数量的方式可以将光纤分成两类，即多模光纤和单模光纤。多模光纤就是在一次传输过程中有两种或者两种以上的光波模式。这种光纤要是再按照光纤的截面折射率的分布情况还有两种不同的分类，即阶渐变性多模光纤和跃型多模光纤。阶跃型多模光纤的特点是传输量小，传输带宽比较窄以及传输的性能也不是很好。这种光纤的纤芯直径和包层直径约为50毫米到75毫米之间和100毫米到200毫米之间。根据纤芯和包层直径的大小可以推测其传输模式较多，光射线轨迹如图二（a）所示。渐变型多模光纤和阶跃型多模光纤比较，最大的优点是容量大、频带宽。所以它是比较常用的一种光纤形式，光射线轨迹如图二（b）所示。单模光纤就是指在传输光纤的过程中只能传输这种截止波长最长的光波模式，并且这种模式叫基模。由于这种光纤的纤芯直径较小只有4毫米到10毫米之间，所以它的传输带宽要比渐变型多模光纤多好多倍。这种光纤的最佳使用范围是长距离、大容量的通信方式。图二（c）所示就是单模光纤的光射线轨迹。

图二：不同类型光纤的光射线轨迹

不同材料构成的光纤其类别当然是不一样的。例如：石英系光纤和全塑光纤等。石英玻璃光纤是指以二氧化硅为主要材料，二氧化硅中还有少量的氧化锗，氧化磷等物质。由于这种光纤的最大特点就是损耗较低，还有中等程度色散，所以它的使用是比较广泛的。多组分玻璃纤维也是一种石英系光纤，它的主要材料是钠玻璃，其优点是损耗低，可是其缺点是可靠性低，这种纤维一般不常用。塑料包光纤是由石英和硅树脂构成。全塑光纤中的纤芯和包层的制作材料都是塑料。全塑光纤比较适合短距离的通信，这是因为它传输带宽较小，以及制造成本较低等原因。石英光纤较为常用。

二、光纤传输系统

因为通信传输都是通信二者双向的一个传输方式，所以光纤传输系统的构成也是双向的。所谓的光端机就是通信两端的发射机和接收机联合做成机器就。连接发射机和接受机的中继器也需要有两个相反的方向，如图三所示。

如图三中（a）所示的光发射器，它的作用是将电端机发射过来的电信号，以光信号的形式送进光纤中来进行发射传输。光接收机的作用就是光纤传输过来的光信号转化成电信号，然后再将电信号进一步的调整后生成与发送端一样的电信号，最后再将这个电信号送到电接收机里面进行检验等操作。中继器的作用是，在传输过程中有些光信号会发生衰减、畸变等情况影响正常的传输，这时中继器就会将这些有问题的光信号进行修复，修复好之后在送回光纤中使其继续被传输到接收端。

图三：光纤传输系统的总体结构

三、光纤传输系统的优点

现在作为通信系统中最为常用的一种系统：光纤传输系统，它有以下六种优势。一、它的频带宽较大，可以传输的容量就很大，最大容量有25000MHz。二、它在传输过程中的损耗是非常低的，传输过程中没有中继，并且支持较长距离的传输。三、其抗电磁干扰能力较其它系统是最好的。四、传输过程中保密性较高，不会出现串话的现象，使用起来非常安全。五、光纤物理性质较有优势，利用其较小体积和重量比较容易安装及敷设。六、组成光纤的材料：二氧化硅，其资源在地球上是最丰富，可以大量使用。

四、结语

光纤的使用加快了通信技术的发展速度。因为光波较微波有较高的传输频率，所以光纤是比较理想的一种通信传输介质。光纤通信技术是通信技术中最佳的一种技术，好好发掘其优点，它将促进通信技术有进一步的发展。

参考文献：

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