光纤通信教程
本页光纤通信教程涵盖了基础知识、光纤系统的优点、光纤电缆/连接器、光发射器、光接收器和光学元件。
光纤通信系统主要用于远洋长途电话通信，现在甚至用于将互联网数据从世界的一个地方传输到另一个地方。光纤通信系统的另一个重要应用是电视信号的传输/接收，因为它的带宽很大。
正如我们所知，世界各地对带宽的需求不断增加，以承载巨大的高比特率数据，导致传输媒体可以承载巨大的带宽。光纤的总带宽约为11太赫兹。如果我们认为电话信号的有效带宽约为3KHz，那么光纤将同时承载360亿次对话。
总没有。对话次数= 1.1 x 1014/ 3 × 103.
= 360亿
图中描述了由编码器、光源发射器、光纤电缆、光探测器和解码器组成的典型光纤通信系统。如本文所述，信息信号可以是声音、视频、数据或图像等。在第一步中，需要将模拟信息信号转换成适合在介质上传输的一系列数字脉冲。这是通过使用ADC和编码器(如果需要)来实现的。该数字脉冲被施加到光源上，使光发射按照信息(脉冲)开启和关闭。通常使用LED和固态激光器件作为光源发射器。这种光束脉冲被小心地耦合到光纤电缆上，以避免耦合损失。这些光束被传送到很远的地方。
在另一个接收端，使用光电管或光探测器等设备将光脉冲转换为电信号，然后将其放大并转换回其原始形式。如果需要DAC，如果发送的原始信号是音频或视频。
在超长距离通信系统中，加入中继器单元以避免信号的完全衰减。如果没有中继器，就不可能将信号恢复到原来的形式。
这种光纤中继或中继站接收光束，将其转换为电信号。这种转换后的电信号在再次转换回光束之前被放大。这种放大的光束再次通过光纤电缆传输。
光纤放大器的最新发展提供了摘要(掺铒光纤放大器)这种EDFA放大器不将信号转换成电形式，而是在光域本身进行放大。
光纤系统的优点
以下是好处光纤系统:
•光纤电缆带宽大，信息承载能力大。
•由于铜价上涨，电缆变得越来越贵，这使得光纤比铜基电缆更便宜。
•光纤连接器用于更好地耦合光纤电缆，以减少损耗。
•大量的廉价材料，如二氧化硅和塑料，使得光纤电缆的每公里成本更低。•光纤探头用于医疗成像应用(内窥镜)，用于显微镜作为光源和光谱学。
光发射机与接收机
如上所述，LED和半导体激光器被用作光发送机与传统白炽灯相比，它的开/关速度快。由于灯丝中的热延迟，这种白炽灯不能快速开关。
光电二极管被用作光接收机将光源转换成电压脉冲的装置或探测器。
光学组件
光纤链中从发射端到接收端使用的部件很多。它们包括光耦合器、隔离器、循环器、放大器、中继器、再生器、ADM(添加和删除多路复用器、解复用器)、滤波器、均衡器、开关、波长转换器等。每一个在光学链中都有不同的功能。这些组件已在左侧面板上提供的链接中进行了描述。
这些组件基于感兴趣的波长工作。光学波长波段有L波段、S波段、C波段等。请检查波长乐队页查看所有可用的光学波段。
光纤损耗
光纤系统的损耗如下:
•吸收损失
-内在的(由于玻璃的一个或主要成分的相互作用造成的)
-外源性(由OH引起-离子或过渡元素杂质)
•线性散射损失
瑞利
米氏
-非线性散射损失
-光纤弯曲损耗
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