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浅谈:光纤分类三层网络结构与脊叶两层网络结构的对比分析

2016-12-28 15:57:39 点击数:

按折射率分布分

按折射率分布情况分:阶跃型和渐变型光纤。

    阶跃型:光纤的纤芯折射率高于包层折射率,使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的,包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的,只有一个台阶,所以称为阶跃型折射率多模光纤,简称阶跃光纤,也称突变光纤。这种光纤的传输模式很多,各种模式的传输路径不一样,经传输后到达终点的时间也不相同,因而产生时延差,使光脉冲受到展宽。所以这种光纤的模间色散高,传输频带不宽,传输速率不能太高,用于通信不够理想,只适用于短途低速通讯,比如:工控。但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。这是研究开发较早的一种光纤,现在已逐渐被淘汰了。

为了解决阶跃光纤存在的弊端,人们又研制、开发了渐变折射率多模光纤,简称渐变光纤。

    渐变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高次模的光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。渐变光纤的包层折射率分布与阶跃光纤一样,为均匀的。渐变光纤的纤芯折射率中心最大,沿纤芯半径方向逐渐减小。由于高次模和低次模的光线分别在不同的折射率层界面上按折射定律产生折射,进入低折射率层中去,因此,光的行进方向与光纤轴方向所形成的角度将逐渐变小。同样的过程不断发生,直至光在某一折射率层产生全反射,使光改变方向,朝中心较高的折射率层行进。这时,光的行进方向与光纤轴方向所构成的角度,在各折射率层中每折射一次,其值就增大一次,最后达到中心折射率最大的地方。在这以后。和上述完全相同的过程不断重复进行,由此实现了光波的传输。可以看出,光在渐变光纤中会自觉地进行调整,从而最终到达目的地,这叫做自聚焦。

按工作波长分

   按光纤的工作波长分类,有短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。

常用光纤规格

单模:8/125μm9/125μm10/125μm

多模:50/125μm欧洲标准62.5/125μm美国标准

工业,医疗和低速网络100/140μm200/230μm

塑料光纤:98/1000μm用于汽车控制。

光纤制造

   目前通信中所用的光纤一般是石英光纤。石英的化学名称叫二氧化硅(SiO2),它和我们日常用来建房子所用的砂子的主要成分是相同的。但是普通的石英材料制成的光纤是不能用于通信的。通信光纤必须由纯度极高的材料组成;不过,在主体材料里掺入微量的掺杂剂,可以使纤芯和包层的折射率略有不同,这是有利于通信的。制造光纤的方法很多,目前主要有:管内CVD(化学汽相沉积)法,棒内CVD法,PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法。但不论用哪一种方法,都要先在高温下做成预制棒,然后在高温炉中加温软化,拉成长丝,再进行涂覆、套塑,成为光纤芯线。光纤的制造要求每道工序都要相当精密,由计算机控制。在制造光纤的过程中,要注意:

①光纤原材料的纯度必须很高。

②必须防止杂质污染,以及气泡混入光纤。

③要正确控制折射率的分布;

④正确控制光纤的结构尺寸;

⑤尽量减小光纤表面的伤痕损害,提高光纤机械强度。

光缆的优点

    光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质。光导纤维电缆由一捆光纤组成,简称为光缆。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质,它的优点和光纤的优点类似,主要有以下几个方面:

(1)频带较宽。

(2)电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束,由于光束不受外界电磁干扰与影响,而且本身也不向外辐射信号,因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。当然,抽头困难是它固有的难题,因为割开的光缆需要再生和重发信号。

(3)衰减较小。可以说在较长距离和范围内信号是一个常数。

(4)中继器的间隔较大,因此可以减少整个通道中继器的数目,可降低成本。根据贝尔实验室的测试,当数据的传输速率为420Mbps且距离为119公里无中继器时,其误码率为,传输质量很好。而同轴电缆和双绞线每隔几千米就需要接一个中继器。

如何安装

    在使用光缆互联多个小型机的应用中,必须考虑光纤的单向特性,如果要进行双向通信,那么就应使用双股光纤。由于要对不同频率的光进行多路传输和多路选择,因此在通信器件市场上又出现了光学多路转换器。在普通计算机网络中安装光缆是从用户设备开始的。因为光缆只能单向传输。为了实现双向通信,光缆就必需成对出现,一个用于输入,一个用于输出。光缆两端接光学接口器。安装光缆需格外谨慎。连接每条光缆时都要磨光端头,通过电烧烤或化学环氯工艺与光学接口连在一起,确保光通道不被阻塞。光纤不能拉得太紧,也不能形成直角。

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