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光传输基础知识
光传输是指使用电子器件和光学元件将电信号转换为光信号，然后通过光纤传输到目的地。
以下是一些光传输基础知识：
1. 光信号的基本特性：
- 光信号是由光子组成的，光子是能量的量子单位。
- 光信号的频率是由电信号的频率决定的。
- 光信号的波长是由光纤的折射率决定的。
- 光信号的强度是由光纤的损耗和信号的功率决定的。
2. 光纤的基本特性：
- 光纤是由玻璃或塑料制成的细长的纤维，用于传输光信号。
- 光纤的直径通常为10微米左右。
- 光纤的折射率大于周围材料的折射率，因此光信号可以沿着光纤传输。
- 光纤的损耗是由光纤的材料、长度、弯曲和接头等因素决定的。
3. 光电器件的基本特性：
- 光电二极管是一种常用的光电器件，用于将光信号转换为电信号。
- 光电二极管的工作原理是利用光子激发电子产生电流。
- 光电二极管的响应速度和灵敏度是由其材料和结构决定的。
4. 光传输系统的基本组成部分：
- 发送端：包括光源、调制器和光探测器等。
- 光纤：用于传输光信号。
- 接收端：包括光探测器、解调器和信号处理器等。
- 控制系统：用于控制和监测光传输系统的运行状态。
5. 光传输系统的常见应用：
- 光纤通信：用于传输语音、数据和图像等信息。
- 光纤传感：用于测量温度、应变、压力和流量等物理量。
- 光纤照明：用于室内和室外照明。
- 光纤医疗：用于医疗成像和治疗。
以上是光传输基础知识的一些基本概念和应用，希望能对您有所帮助。
光纤的光传输原理是什么？1.光纤通信原理——简介光纤通信(Fiber-optic communication)，也作光纤通讯。
光纤通信是以光作为信息载体，以光纤作为传输媒介的通信方式，首先将电信号转换成光信号，再透过光纤将光信号进行传递，属于有线通信的一种。
光经过调变后便能携带资讯。
自1980年代起，光纤通讯系统对于电信工业产生了革命性，同时也在数位时代里扮演非常重要的角色。
光纤通信传输容量大，保密性好等优点。
光纤通信现在已经成为当今最主要的有线通信方式。
2.光纤通信原理——组成部分最基本的光纤通信系统由光发信机、光收信机、光纤线路、中继器以及无源器件组成。
其中光发信机负责将信号转变成适合于在光纤上传输的光信号，光纤线路负责传输信号，而光收信机负责接收光信号，并从中提取信息，然后转变成电信号，最后得到对应的话音、图象、数据等信息。
(1)光发信机----由光源、驱动器和调制器组成，实现电/光转换的光端机。
其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波进行调制，成为已调光波，然后再将已调的光信号耦合到光纤或光缆去传输。
(2)光收信机----由光检测器和光放大器组成，实现光/电转换的光端机。
其功能是将光纤或光缆传输来的光信号，经光检测器转变为电信号，然后，再将这微弱的电信号经放大电路放大到足够的电平，送到接收端的电端级去。
(3)光纤线路----其功能是将发信端发出的已调光信号，经过光纤或光缆的远距离传输后，耦合到收信端的光检测器上去，完成传送信息任务。
(4)中继器----由光检测器、光源和判决再生电路组成。
它的作用有两个：一个是补偿光信号在光纤中传输时受到的衰减;另一个是对波形失真的脉冲进行整形。
(5)无源器件----包括光纤连接器、耦合器等，完成光纤间的连接、光纤与光端机的连接及耦合。
3.光纤通信原理光纤通信的原理就是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤经过光的全反射原理传送;在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。
光纤通信原理及基础知识光纤通信是一种利用光信号传输信息的通信技术。
它基于光波在光纤中的传输，具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点，因此在现代通信领域得到广泛应用。
下面将介绍光纤通信的原理和一些基础知识。
1.光纤通信原理光纤通信的原理基于光的全内反射。
光纤是由一个或多个折射率不同的材料构成，光信号通过光纤中的光核进行传输。
当光信号从一个折射率较高的材料传到折射率较低的材料时，会发生全内反射，光信号会在光纤中沿着光核一直传输。
光纤通信系统主要包括光源、光纤和光接收器三个部分。
光源产生光信号并将其注入光纤中，光纤将光信号传输到目标位置，光接收器将光信号转化为电信号进行处理。
这样就完成了光纤通信的整个过程。
2.光纤类型根据应用场景和使用材料的不同，光纤可以分为多种类型。
常见的光纤类型有单模光纤和多模光纤。
单模光纤（Single-Mode Fiber，SMF）是一种具有较小光纤芯径的光纤，适用于远距离传输。
它可以在光纤中传输一个光模式，具有较低的传输损耗和较小的色散效应。
单模光纤主要用于长距离通信和数据传输。
多模光纤（Multi-Mode Fiber，MMF）是一种具有较大光纤芯径的光纤，适用于短距离传输。
多模光纤可以在光纤中传输多个光模式，但由于折射率不同，不同光模式的传输速度会有差异。
多模光纤主要用于局域网、数据中心等短距离通信场景。
3.光纤连接方式光纤连接主要有两种方式：直连和连接器。
直连是将两根光纤通过激光焊接技术直接连接起来。
直连具有较低的插损和回波损耗，但连接时需要专业操作，一旦连接失败将无法更换。
连接器是将光纤端面抛光并用连接器将两根光纤连接在一起。
连接器具有灵活性，连接和更换方便，但具有一定的插损和回波损耗。
4.光纤通信的关键参数光纤通信中，有几个重要的参数需要关注。
带宽是指光纤传输信号的频率范围。
带宽越大，传输速率越高。
损耗是光信号在光纤中传输时丢失的能量。
损耗越小，信号传输的距离越远。
色散是指光信号在光纤中传输时信号传播速度与光波长之间的关系。
关于光纤的知识点总结光纤的基本结构包括纤芯、包层和包覆层。
纤芯是光信号传输的主要部分，包层是用来保护纤芯并起到光波导的作用，包覆层则是用来保护光纤整体并增强其机械性能。
光纤的基本工作原理是利用全反射来限制光信号在纤芯内传输，并且减少光信号的衰减。
光纤的优点主要有带宽大、传输速度快、信号衰减小、抗干扰性强等。
这些优点使得光纤在通信领域得到广泛应用，如长距离通信、高速宽带接入、光纤传感等。
此外，光纤还被广泛应用于医疗和工业领域，如光纤内窥镜、光谱分析和激光焊接等。
在光纤通信领域，光纤传输系统主要包括光源、光纤、检测器和探测器等组件。
其中，光源主要用于产生光信号，光纤用于传输光信号，检测器用于接收和解码光信号，探测器用于监测光纤系统的工作状态。
光纤传输系统通过这些组件的相互配合，可以实现高速、稳定、安全的光信号传输。
光纤的制造工艺主要包括拉制法、浸镀法和溅射法等。
拉制法是最常用的光纤制造工艺，其主要过程包括预制棒制备、预拉制备、拉制和收线，并通过这一系列工艺流程，可以制备出高质量的光纤。
而浸镀法主要是利用光纤预拉制备的玻璃棒浸入气相腔中，通过化学反应得到光纤。
溅射法是一种将材料溅射到基片上的制备方法，通过控制溅射材料和基片的相对位置和温度，可以得到所需的光纤材料。
光纤的性能主要包括传输损耗、带宽、波长、色散和非线性等。
传输损耗是光信号在光纤中传输过程中损失的光功率，带宽是光纤支持的频率范围，波长是光信号的波长范围，色散是光信号在光纤中传输过程中频率的扩散，非线性是光信号在高功率或长距离传输过程中的非线性效应。
通过对这些性能的研究和优化，可以提高光纤的传输效率和性能稳定性。
光纤的发展趋势主要包括高带宽、长距离传输、低成本和多功能化等。
随着通信需求的增加，对光纤传输系统的带宽和距离要求也越来越高，因此未来光纤的应用将更加趋向于高速、稳定和长距禿传输。
而随着光纤制造技术的不断发展，光纤制造成本将会降低，使光纤技术的普及更加便宜。
光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。
微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。
通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。
光纤结构1、光纤（Optical Fiber）的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外由纤芯、包层和涂敷层三部分组成。
纤芯作用——传导光波成分——高纯度SiO2+极少量掺杂剂（如P2O5）掺杂目的是提高纤芯对光的折射率包层作用——为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。
将光波限制在纤芯中传播成分——高纯度SiO2+极少量掺杂剂（如B2O3）掺杂目的是使折射率略低于纤芯折射率设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。
涂覆层作用——保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤。
同时增加光纤柔韧性。
一次涂覆层：丙烯酸酯，有机硅或硅橡胶材料缓冲层：一般为性能良好的填充油膏二次涂覆层：聚丙烯或尼龙等高聚物光纤分类（1）按照制造光纤所用的材料分类有：石英系光纤；多组分玻璃光纤；塑料包层石英芯光纤；全塑料光纤。
2）按折射率分布情况分类：光纤主要有三种基本类型：（多模阶跃折射率光纤）——纤芯折射率为n1保持不变，到包层突然变为n2。
这种光纤一般纤芯直径2a=50~80μm，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大。
渐变型多模光纤（多模渐变射率光纤）——在纤芯中心折射率最大为n1，沿径向r向外围逐渐变小，直到包层变为n2。
这种光纤一般纤芯直径2a为50μm，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小。
单模光纤——折射率分布和突变型光纤相似，纤芯直径只有8~10 μm，光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。
光纤传输知识点总结一、光纤传输的基本原理光纤传输的基本原理是利用光的全内反射特性进行信号的传输。
当光线进入光纤时，如果入射角小于临界角，光线就会被完全反射在光纤的内壁上，不会发生透射。
由于光的速度很快，因此通过光纤的传输速度也非常快。
在光纤传输过程中，光信号会在光纤中不断地进行全内反射，达到信息传输的目的。
二、光纤的特点1. 带宽大：由于光的波长较短，因此光纤的带宽远远大于传统的铜线传输。
2. 传输速度快：光的传输速度非常快，因此光纤传输的速度也非常快，是传统电信号传输的数倍甚至数十倍。
3. 抗干扰能力强：光信号在光纤中传输时，不会受到外界电磁干扰的影响，因此光纤传输的抗干扰能力非常强。
4. 传输距离远：由于光的传输损耗小，因此光纤传输可以实现更远距离的信号传输。
5. 体积小、重量轻：与传统的电缆相比，光纤具有较小的体积和重量，便于安装和维护。
三、光纤传输系统的结构光纤传输系统主要由光源、光纤、光接收器组成。
光源可以是激光、LED等发光器件，发出的光信号通过光纤传输到目标地点，然后被光接收器接收并转换成电信号。
在实际应用中，光纤传输系统通常还包括光纤放大器、光纤复用器、光纤解复用器等辅助设备，以及光纤连接器、光纤延长器等光纤配件。
四、光纤传输的应用1. 通讯领域：光纤传输在通讯领域得到了广泛的应用，包括电话通讯、数据传输、因特网接入等。
光纤传输的高速、大带宽特性，使其成为现代通讯系统的重要组成部分。
2. 电视信号传输：光纤传输可以实现高清晰度、高质量的电视信号传输，能够满足用户对高品质影视娱乐的需求。
3. 医疗领域：在医疗影像诊断和手术中，常常需要传输大量的影像数据。
光纤传输的高速、大带宽、抗干扰能力强的特性，使其成为医疗领域的首选传输介质。
4. 工业自动化：自动化生产线通常需要大量的传感器和执行器进行数据传输和控制，光纤传输可以满足这些设备的高速、抗干扰的需求。
5. 军事领域：光纤传输在军事通讯、雷达系统、导航系统等领域得到了广泛的应用，其高速、高可靠性的特性可以满足军事通讯的各种需求。
光纤传输基础知识光纤通信的优点●通信容量大●中继距离长●不受电磁干扰●资源丰富●光纤重量轻、体积小光通信发展简史2000多年前烽火台——灯光、旗语1880年光电话——无线光通信1970年光纤通信●1966年―光纤之父‖高锟博士首次提出光纤通信的想法。
●1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续工作的半导体激光器。
●1970年康宁公司的卡普隆(Kapron)作出损耗为20dB/km光纤。
●1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。
电磁波谱通信波段划分及相应传输媒介光的折射/反射和全反射因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。
而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。
当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。
不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。
光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
反射率分布：表征光学材料的一个重要参数是折射率，用N表示，真空中的光速C与材料中光速V 之比就是材料的折射率。
N＝C/V光纤通信用的石英玻璃的折射率约为1.5光通信的发展过程光的基本知识光纤结构光纤裸纤一般分为三层：第一层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为9-10μm，(单模）50或62.5（多模）。
第二层：中间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm）。
第三层：最外是加强用的树脂涂层。
1)纤芯core：折射率较高，用来传送光；2)包层coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；3)保护套jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。
3mm光缆橘色MM多模黄色SM单模光纤的尺寸外径一般为125um(一根头发平均100um)内径：单模9um 多模50/62.5um数值孔径入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。
这个角度就称为光纤的数值孔径。
光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。
不同厂家生产的光纤的数值孔径不同光纤的种类按光在光纤中的传输模式可分为：多模（Multi-Mode）(简称：MM）单模（Single-Mode）(简称：SM）多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或62.5μm），可传多种模式的光。
但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。
例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。
因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。
单模光纤：中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10μm），只能传一种模式的光。
实际上是阶跃型光纤的种，只是纤芯径很小，理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内，并在纤芯内作直线传播。
光纤脉冲几乎没有展宽。
因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。
光纤的分类按材料分类：玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输距离长，成本高；胶套硅光纤：纤芯是玻璃，包层为塑料，特性同玻璃光纤差不多，成本较低；塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输距离很短，价格很低。
多用于家电、音响，以及短距的图像传输。
按最佳传输频率窗口：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。
常规型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300nm。
色散位移型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300nm和1550nm。
突变型：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。
其成本低，模间色散高。
适用于短途低速通讯，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。
渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，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。
常用光纤规格光纤尺寸：1)单模纤芯直径：9/125μm，10/125μm2)包层外径（2D）＝125μm3)一次涂敷外径＝250μm4)尾纤：300μm5)多模：50/125μm，欧洲标准62.5/125μm，美国标准6)工业，医疗和低速网络：100/140μm，200/230μm7)塑料：98/1000μm，用于汽车控制光纤衰减造成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。
本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。
弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。
挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。
不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴（单模光纤同轴度要求小于0.8μm），端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。
光缆的种类1)按敷设方式分有：自承重架空光缆，管道光缆，铠装地埋光缆和海底光缆。
2)按光缆结构分有：束管式光缆，层绞式光缆，紧抱式光缆，带式光缆，非金属光缆和可分支光缆。
3)按用途分有：长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。
光缆的接续与成端光缆的接续与成端是光缆线路维护人员必须掌握的基本技能。
光缆的接续技术分类：1)光纤的接续技术和光缆的接续技术两部分。
2)光缆的成端类似光缆的接续，只不过由于接头材料不同而操作该当也有所不同。
光纤接续的种类光缆接续一般可分为两大类：1)光纤的固定接续（俗称死接头）。
一般采用光纤熔接机；用于光缆直接头。
2)光纤的活动接头（俗称活接头）。
用能够拆卸的连接器连接（俗称活接头）。
用于光纤跳线、设备连接等地方由于光纤端面的不完整性和光纤端面压力的不均匀性，一次放电熔接光纤的接头损耗还比较大，现在采用二次放电熔接法。
先对光纤端面预热放电，给端面整形，去除灰尘和杂物，同时通过预热使光纤端面压力均匀。
光纤连接损耗的监测方法光纤连接损耗的监测方法有三种：1、在熔接机上进行监测。
2、光源、光功率计监测。
3、OTDR测量法光纤接续的操作方法光纤接续操作一般分为：1、光纤端面的处理。
2、光纤的接续安装。
3、光纤的熔接。
4、光纤接头的保护。
5、余纤的盘留五个步骤。
通常整个光缆的接续按以下步骤进行：第一步：大量好长度，开剥光缆，除去光缆护套；第二步：清洗、去除光缆内的石油填充膏。
第三步：捆扎好光纤。
第四步：检查光纤心数，进行光纤对号，核对光纤色标是否有误；第五步：加强心接续；第六步：各种辅助线对，包括公务线对、控制线对、屏蔽地线等接续（如果有上述线对。
第七步：光纤的接续。
第八步：光纤接头保护处理；第九步：光纤余纤的盘库留处理；第十步：完成光缆护套的接续；第十一步：光缆接头的保护。
光纤的损耗1310 nm : 0.35 ~ 0.5 dB/Km1550 nm : 0.2 ~ 0.3dB/Km850 nm : 2.3 ~ 3.4 dB/Km光纤熔接点损耗：0.08dB/点光纤熔接点1点/2km常见光纤名词1)衰减衰减：光在光纤中传输时的能量损耗单模光纤1310nm：0.4~0.6dB/km 1550nm：0.2~0.3dB/km 塑料多模光纤300dB/km2)色散色散(Dispersion)：光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。
它是限制传输速率的主要因素。
模间色散：只发生在多模光纤，因为不同模式的光沿着不同的路径传输。
材料色散：不同波长的光行进速度不同。
波导色散：发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时，会以稍有不同的速度行进。
在单模光纤中，通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。
光纤类型G.652零色散点在1300nm左右G.653零色散点在1550nm左右G.654负色散光纤G.655色散位移光纤全波光纤3)散射由于光线的基本结构不完美，引起的光能量损失，此时光的传输不再具有很好的方向性。
光纤系统基础知识基本光纤系统的构架及其功能介绍：1.发送单元：把电信号转换成光信号；2.传输单元：载送光信号的介质；3.接收单元：接收光信号并转换成电信号；4.连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。
常用连接器类耦合器（coupler）主要功能再分配光信号重要应用在光纤网络尤其是应用在局域网在波分复用器件上应用基本结构耦合器是双向无源器件基本形式有树型、星型——与耦合器对应的有分路器（splitter）以图形表示波分复用器WDM—Wavelength Division Multiplexer在一条光纤中传输多个光信号，这些光信号频率不同，颜色不同。
波分复用器就是要把多个光信号耦合进同一根光纤中；解波分复用器就是从一根光纤中把多个光信号区分出来。
波分复用器（图例）发送单元接收单元放大器光纤数字通信数字系统中脉冲的定义：1.振幅：脉冲的高度在光纤系统中表示光功率能量。
2.上升时间：脉冲从最大振幅的10%上升到90%所需要的时间。
3.下降时间：脉冲从振幅的90%下降到10%所需要的时间。
4.脉冲宽度：脉冲在50%振幅位置的宽度，用时间表示。
5.周期：脉冲特定的时间，就是完成一个循环所需要的工作时间。
6.消光比：1信号光功率于0信号光功率的比值。
光纤通信中常用单位的定义：1. dB = 10 log10 ( Pout / Pin )Pout :输出功率; Pin :输入功率2. dBm = 10 log10 ( P / 1mw)是通信工程中广泛使用的单位；通常表示以1毫瓦为参考的光功率；example: –10dBm表示光功率等于100uw。
3. dBu = 10 log10 ( P / 1uw)走波分、TDM 分别指得是什么？？某根线要走波分或者TDM，按理说，这两种方式应该走的都是光纤吧，这两种方式嘴重要的区别是什么？？主要针对追问回答下：1、波分比TDM（如SDH、PTN、IP RAN等基于TDM开发运用的传输技术）最大的优势在于传输速率大很多。
SDH的传输速率最大40G，PTN、IP RAN目前最大也就100G，但是波分复用WDM可以40*N（波道数），如国干网一般采用1600G的WDM。
究其原因：（1）SDH、PTN、IP RAN等TDM技术只利用1310nm或1550nm一个波长传送光信号；而波分复用同时利用N个波长（目前比较成熟的可利用160个波）传送光信号。
（2）承载的信号速率不同，SDH主要承载2M，即将众多2M复用成155M、622M、2.5G、10G、40G，PTN、IP RAN主要承载IP 业务，如将众多FE100M、GE1000M复用成10GE、100GE；而波分复用WDM每个波道承载的是2.5G、10G、40G等SDH信号，如某波分系统开通160波，单波道承载10G的SDH信号，那么此波分系统传输速率为160*10G=1600G，当然WDM也可以承载GE、10GE的IP 业务（马上就可承载100GE）。
