网络基础 光纤的传输性能
光纤通讯技术的特点及应用
光纤通讯技术的特点及应用光纤通信技术是将信息以光信号的形式传输的一种通信技术。
它具有以下特点：1. 大带宽：光纤通信传输速度快，带宽大，一根光纤可以同时传输大量的数据信息。
光纤的传输速度通常可达到每秒数十亿比特。
2. 高速传输：光信号传输速度非常快，光信号传输速度约为光速的3×10^8m/s，远远超过了其他传输介质。
3. 低损耗：光纤通信具有较低的信号衰减和损耗。
由于光纤具有很好的透光性能，光信号可以在光纤中长距离传输而不会损失很多能量。
4. 抗电磁干扰：光纤通信不受电磁场的干扰，光信号可以在高电压、高电流的环境中稳定传输。
5. 安全性高：光纤通信不会产生电磁辐射和电磁泄漏，难以被窃听、干扰和破坏，信息传输更加安全可靠。
光纤通信技术具有广泛的应用领域，包括但不限于以下几个方面：1. 电信行业：光纤通信技术在电信行业中的应用非常广泛。
光纤通信可以大幅提高通信容量和速度，并且可以适应高速宽带网络的发展。
光纤通信设备已成为电话、移动通信、广播电视等网络传输的重要基础设施。
2. 互联网：光纤通信是互联网的重要支撑技术。
互联网的数据传输主要依靠光纤通信网络。
光纤通信的高速传输和大容量特点可以满足用户对高速、大带宽的需求，支持在线视频、在线游戏等大流量应用。
3. 医疗领域：光纤通信技术在医疗领域有着广泛的应用。
医疗光纤可以用于激光手术、内窥镜、光学成像等医疗仪器设备中，实现对人体内部的显微观察和操作。
4. 环境监测：光纤通信技术可以用于环境监测，比如通过光纤传感器可以实现对大气中的温度、压力、湿度等参数的实时监测，便于环境管理和控制。
5. 工业自动化：光纤通信可以应用于工业自动化控制系统中，实现远距离、高速传输。
例如，在电力系统中，光纤通信可以用于电力监测、保护、故障检测等方面。
6. 军事领域：光纤通信技术在军事领域也有广泛的应用。
军事通信需要快速、安全、可靠的传输方式，光纤通信正好满足这些需求。
网络传输速率计算(网速带宽)
在计算机网络或者是网络运营商中，一般宽带速率的单位用bps(或b/s)表示；bps表示比特每秒即表示每秒钟传输多少位信息，是bit per second的缩写。在实际所说的1M带宽的意思是1Mbps（是兆比特每秒Mbps不是兆字节每秒MBps）。
建议能记住以下换算公式：
1B=8b 1B/s=8b/s(或1Bps=8bps)
3.计算ADSL的真实速度，ADSL是大家经常使用的上网方式，那么电信和网通声称的“512K”ADSL下载速度是多少呢？
换算方法为512Kbit/s=(512/8)KByte/s=64KByte/s,考虑线路等损耗实际的下载速度在50KB/S以上就算正常了 那么“1MB”那？大家算算吧答案是125KByte/s。
这里理论计算最高值为625KB/S。在实际的应用中，那么还要排除网络损耗以及线路衰减等因素，因此真正的下载速度可能还不到600KB/S，不过只要是550KB/S以上都算正常。
2.计算内网的传输速度
经常有人抱怨内网的传输的速度慢，那么真实情况下的10/100MBPS网卡的速度应该有多块呢？
网卡的100Mbps同样是以bit/s来定义的，所以100Mb/S=100 000KByte/s=(100 000/8)KByte/s=12 500KByte/s，因此在理论上1秒钟可以传输12.5MB的速率，考虑到干扰的因素每秒传输只要超过10MB就是正常了，现在出现了1000Mbps的网卡那么速度就在100MB/S左右。
特别提示：
(1)关于bit(比特)/second(秒)与Byte(字节)/s(秒)的换算说明：线路单位是bps，表示bit(比特)/second(秒)，注意是小写字母b；用户在网上下载时显示的速率单位往往是Byte(字节)/s(秒)，注意是大写字母B。字节和比特之间的关系为1Byte=8Bits；再加上IP包头、HTTP包头等因网络传输协议增加的传输量，显示1KByte/s下载速率时，线路实际传输速率约10kbps。例如：下载显示是50KByte/s时，实际已经达到了500Kbps的速度。切记注意单位！！！
网络基础 光纤的类型
网络基础光纤的类型目前，光纤可以按照传输点模数、折射率分布、工作波长、生产材料等方式进行分类，详细介绍如下：1．按传输模式分类按照光波在光纤中的传输模式可以分为单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）和多模光纤（Multi Mode Fiber，MMF）两类。
●单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）单模光纤的中心玻璃芯很细（芯径一般为9μm或10μm），在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大，适用于远距离通信。
●多模光纤（Multi Mode Fiber，MMF）。
多模光纤的中心玻璃芯较粗（芯径为50μm或62.5μm），在给定的工作波长上能够以多个模式同时传输的光纤，不同的传播模式会有不同的速度和相位。
与单模光纤相比，多模光纤的传输性能较差。
例如：600MB/km的光纤在2km时则只有300MB的带宽，如图4-7所示为单模光纤和多模光纤的区别。
图4-7 单模光纤和多模光纤的区别其中，V为归一化率。
例如，当V=32时，则多模光纤中存在250多种传输模式。
其中，a1为纤芯半径，λ为光波波长，NA为光纤的数值孔径。
根据全反射原理，NA 的物理含义指光信号在光纤内全反射形式传播的接收角的正弦值。
且在CCITT中建议NA 值介于0.18~0.24之间。
2．按折射率分布分类光纤按照折射率分布可以划分为跳变式光纤（Jumping type fiber）和渐变式光纤（Gradual type fiber）两类。
●跳变式光纤跳变式光纤中心纤芯的折射率和保护层的折射率都是一个常数，在纤芯和保护层的交界面，折射率呈阶梯形变化。
●渐变式光纤渐变式光纤中心纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小，在纤芯和保护层的交界处减为保护层的折射率。
纤芯的折射率变化近似于抛物线。
如图4-8所示，为跳变式光纤和渐变式光纤的对比。
t输入脉冲光传播路径输出脉冲t（a）（b（a）为跳变式光纤（b）为渐变式光纤图4-8 跳变式光纤和渐变式光纤3．按照工作波长分类光纤按照工作波长可以划分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤三类。
光纤标准的介绍
125.0±1
芯同心度误差，μm
≤0.8
≤0.8
≤0.8
包层不圆度、%
≤2
≤2
≤2
光缆截止波长、nm
≤1260
≤1260
≤1260
筛选应力，Gpa
≥0.69
≥0.69
≥0.69
宏弯衰减，dB
37.5mm半径， 100圈 ≤0.5 （1550 nm） ≤0.5 （16XX nm）见 注1，
40 Gbit/s
0.01
>4000
12.0
10 Gbit/s
400
5.0
40 Gbit/s
（二）、ITU-T建议G 655（2003-01）
G .655类型光纤由2000年版本的G .655A、G .655B两个类别进一步分为了G .655A、G .655B、G .655C三个类别。主要根据对PMD的要求和色散特性的要求区分。附录1给出了传输距离和比特速率对PMD的不同要求。
本文根据ITU-T光纤光缆特性建议最新研究进展情况，对光纤的种类做介绍，其中重点介绍G .652和G .655型光纤的内容。
1
2
3
前言
一、光纤的分类
1、传输光纤 （1）、多模光纤 (50/125） (62.5/125) （2）、单模光纤 ITU-TG.652(A/B/C/D) ITU-TG.653 ITU-TG.654 ITU-TG.655(A/B/C/D/E) ITU-TG.656 2、特种光纤 色散补偿光纤 保偏光纤 掺铒光纤
G．652B
2000版本
2003-01修改
2000版本
2003-01修改
1310 nm模场直 径，μm
网络基础 光纤混合同轴接入
网络基础光纤混合同轴接入混合光纤同轴接入（HFC：Hybrid Fiber Coaxial）是一种新型的宽带接入技术，采用光纤到服务区，而在进入用户的“最后1公里”采用同轴电缆。
它融数字与模拟传输为一体，集光电功能于一身，同时提供较高质量和较多频道的传统模拟广播电视节目、较好性能价格比的电话服务、高速数据传输服务和多种信息增值服务，以及交互式数字视频应用。
HFC的主要结构由模拟前端、数字前端、光纤传输网络、同轴电缆传输网络、光节点、网路接口单元和用户终端设备等技术组成。
模拟前端的主要功能是将模拟电视信号调制在HFC所规定的50～450MHz或550MHz的频段。
数字前端提供对数字图像的压缩调制、数字电话信号的调制以及用户信息的路由选择等功能。
光纤传输网络的主要作用是将所有接入到HFC的信息复用成一群信息流，然后将其变换为光信号后传送。
光节点主要进行光电和电光转换。
网络接口单元的主要作用是：一是将电话、数据和电视信号分开，二是将这些业务信号分送到不同的用户设备。
与通信网很近似的是有线电视网（CA TV，cable television），它是由电视台把电视节目通过有线线路播送至一个地区的众多住家用户。
事实上，最近通信业务运营的趋向表明，有线电视网也准备提供通信业务，充分发挥网的作用。
住家用户的电视机除了用来收看电视节目外，还在电视机上加装“机项盒”（set－top box）。
用户连往电视台或通信网交换局的接入线则采用“光纤与同轴电缆混合”（HFC，hybrid fiber－coax），即电视台或交换局利用光纤连至用户集中的某一地点，然后利用同轴电缆，让该地区的各个用户分别接上同轴电缆的许多抽头。
这样，某一用户如欲使用Internet接入，就可以经过其家中电视机的机顶盒与HFC 线路组合，连往交换机上网，数据速率可以较高，自56kb／S至10Mb／s这就依靠“电缆modem”起作用。
另外，HFC网还可提供电话通信业务，受到用户欢迎。
SDH传输网的基础
SDH传输网的基础光纤通信所具有的优良的宽带特性、传输性能和低廉的价格使之成为电信网的主要传输手段。
随着通信网的发展和用户要求的提高，PDH暴露出的一些固有弱点使之不能适应发展的要求，SDH应运而生。
SDH最初由美国贝尔通信研究所提出来，国际电信联盟标准部(ITUT)的前身国际电报电话咨询委员会(CCITT)于1988年接受了SDH概念，使之成为不仅适用于光纤也适用于微波和卫星传输的通用技术体制。
SDH传输网是由一些网络单元组成的，在光纤上进行同步信息传输、复用和交叉连接的网络。
1. SDH传输网的主要优点（1）具有全球性标准的光接口规范。
把北美、日本和欧洲、中国的PDH的1.5 Mbit/s和2 Mbit/s两种数字传输体制融合在统一的标准中，即在STM-1等级上得到统一，从而实现数字传输体制的世界性标准。
（2）具有全世界统一的网络节点接口（network node interface，NNI），并对各网络单元的光接口提出了严格的规范要求，从而使任何网络单元在光路上得以互连互通，实现了横向兼容性。
（3）具有标准化的信息结构等级，称为同步传输模块（synchronous transfer module，STM）。
它包括STM-1、STM-4、STM-16和STM-64。
（4）具有前向兼容性和后向兼容性。
SDH信号的基本传输模块（STM-1）可以容纳PDH的3个数字信号系列和其他各种体制的数字信号系列ATM、光纤分布式数据接口(fiber distributed data interface，FDDI)、分布式队列双总线(distributed queue dual bus，DQDB)等，体现了SDH的前向兼容性和后向兼容性。
（5）帧结构为页面式，具有丰富的用于维护管理的比特，使网络的运行、管理、维护与配置能力大大加强，促进了先进的网络管理系统和智能化设备的发展。
（6）有一套灵活的复用结构和指针调整技术，允许现有的准同步数字体系、同步数字体系和B ISDN信号都能进入其帧结构，因而具有广泛的适应性。
网络基础 光纤的通信原理
网络基础 光纤的通信原理目前使用的光纤通信系统，主要采用数字编码、强度调制和直接检波通信系统。
强度调制就是用光纤信号电流去直接调制光源的光强，使光强随信号的电流而变化。
直接检波是指光信号到达光接收机后将光强信号检测转换为电流信号。
如图4-9所示，为光纤通信系统的基本构成。
接收机/发送机接收机/发送机光中继器图4-9 光纤通信系统在光发送机中，能够将多路复用设备送来的电信号变换成为光信号，采用的光源是半导体激光器（LD ）或半导体发光二极管（LED ）。
两者的共同点都是通过加载正向偏置电流而使其发光的半导体二极管，所不同的是LD 发出的是激光，光频带集中于很窄的带宽上，利于加载高速数据，数据传输效率较高；而LED 发出的是荧光，其光频带较宽，数据传输速率相对较低。
光发送机将载有数据的电信号经调制生成光波信号，并将光波信号送入光纤，通过光纤传至光接收机。
光接收机是将光信号变换成电信号的设备，光信号经过光纤传输到达接收端，首先经过光电二极管（PIN ）或雪崩光电二极管（APD ）接收光波并产生光电效应，将光信号还原为电信号。
然后，经过放大、均衡、判决等处理，恢复为与发送端多路复用设备送来的相同电信号，再送至接收端的多路复用设备。
PIN 和APD 都是能够将光信号转换为电信号的光电二极管，但PIN 接收微弱光后输出的电信号比APD 弱得多，所以APD 性能比PIN 更佳。
在光纤通信系统中通常将多路复用设备称为电端机。
单一光纤中的光纤通信为单工通信，即一根光纤只能单向传输光信号，要进行双向传输数据通常需要使用两根以上的光纤。
光中继器用于光纤远程通信，由于光信号在光纤中传输会产生损耗而减弱，为了增强和恢复光信号而引入中继设备，其作用是为了增强和放大光信号。
常见网络传输介质及特点
一、常见的网络传输介质及其工作特点网络传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络的数据通信具有一定的影响。
常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输媒介。
1.双绞线：简称TP，将一对以上的双绞线封装在一个绝缘外套中，为了降低信号的干扰程度，电缆中的每一对双绞线一般是由两根绝缘铜导线相互扭绕而成，也因此把它称为双绞线。
双绞线分为非屏蔽双绞线(UTP）和屏蔽双绞线(STP），适合于短距离通信。
非屏蔽双绞线价格便宜，传输速度偏低，抗干扰能力较差。
屏蔽双绞线抗干扰能力较好，具有更高的传输速度，但价格相对较贵。
2.同轴电缆由绕在同一轴线上的两个导体组成。
具有抗干扰能力强，连接简单等特点，信息传输速度可达每秒几百兆位，是中、高档局域网的首选传输介质。
3.光纤：又称为光缆或光导纤维，由光导纤维纤芯、玻璃网层和能吸收光线的外壳组成。
是由一组光导纤维组成的用来传播光束的、细小而柔韧的传输介质。
应用光学原理，由光发送机产生光束，将电信号变为光信号，再把光信号导入光纤，在另一端由光接收机接收光纤上传来的光信号，并把它变为电信号，经解码后再处理。
与其它传输介质比较，光纤的电磁绝缘性能好、信号衰小、频带宽、传输速度快、传输距离大。
主要用于要求传输距离较长、布线条件特殊的主干网连接。
具有不受外界电磁场的影响，无限制的带宽等特点，可以实现每秒几十兆位的数据传送，尺寸小、重量轻，数据可传送几百千米，但价格昂贵。
二、网络拓扑结构及其特点、I P地址、网络协议1.网络拓扑结构及其特点（1）总线拓扑结构总线型拓扑结构采用单根数据传输线作为通信介质，所有的节点都通过相应的硬件接口直接连接到一根中央主电缆上，任何一个节点的信息都可以沿着总线向两个方向传输扩散，并且能够被总线任何一个节点所接受，其传输方式类似于广播电台，因而总线网络也称为广播式网络。
光纤光缆知识培训
光纤光缆知识培训一、光纤光缆的基本概念光纤光缆是一种用于传输光信号的通信线路，它由一根或多根纤维组成，每根纤维都是以光波导的形式将光信号进行传输。
光纤光缆能够实现宽带、高速、远距离传输，并且具有抗干扰能力强、信息安全性高的优点。
光纤光缆的基本构造包括光纤芯、包层和护套。
光纤芯是传输光信号的主体，其材料通常为二氧化硅。
包层用于包裹光纤芯以提高光纤的抗折和抗拉性能，通常采用二氧化硅或者氟化聚合物。
护套则是用于保护整根光缆的材料，一般为聚乙烯或者聚氯乙烯等塑料材料。
二、光纤光缆的传输特性1. 带宽大：相比于传统的铜质电缆，光纤光缆的带宽更大，能够支持更高速的数据传输。
2. 传输距离远：光纤光缆能够实现较长距离的信号传输，通常能够实现几十公里到上百公里的传输距离。
3. 信号衰减小：光纤光缆的信号衰减非常小，可以在长距离内保持信号的稳定传输。
4. 抗干扰性强：由于光信号是以光波导的形式进行传输，光纤光缆具有良好的抗干扰性，能够在电磁干扰较严重的环境下实现稳定的传输。
5. 信息安全性高：光纤光缆传输的是光信号，而非电信号，因此很难被窃听，具有较高的信息安全性。
三、光纤光缆的应用领域1. 通信网络：光纤光缆是构建光纤通信网络的关键基础设施，其宽带、高速、远距离传输的特性使得其被广泛应用于长途、城域通信网的建设。
2. 数据中心：在数据中心网络中，光纤光缆能够提供高速、大容量的数据传输，以满足大数据处理和云计算等应用的需求。
3. 工业自动化：光纤光缆的抗干扰性强，使得其在工业自动化领域得到广泛应用，用于传输各类传感器信息、控制信号等。
4. 医疗领域：光纤光缆被广泛应用于医疗设备中，用于传输医学图像、激光手术器械等。
5. 军事领域：由于其信息安全性高的特性，光纤光缆在军事通信和指挥控制系统中得到广泛应用。
四、光纤光缆的安装和维护1. 安装前的准备：在进行光纤光缆的安装前，需要对线路进行详细的规划设计，包括线路路径选择、光缆类型选择等。
光纤通信网络传输技术分析
光纤通信网络传输技术分析摘要：现代化社会发展背景下，信息技术高速发展，尤其是网络技术、计算机技术等的广泛应用，进一步推动了社会生产效率的提升。
科学技术的高速发展，推动了网络通信行业的崛起与兴盛，尤其是在光纤通信网络传输技术方面的研究和应用日渐成熟，并在各行各业中得到广泛推广应用，获得良好的应用效果。
本文分析了光纤通信网络传输技术原理、优点、关键技术及在其他领域的应用。
关键词：光纤通信；网络传输；传输技术光纤稳定性、安全性较好，而且运行效率较高，可以利用该技术对传输信号数据进行有效性控制，构建完善的数据传输体系，形成通信一体化建设，因此在现代化通信系统发展中应用广泛，在未来发展中，该技术会逐渐实现超大容量信息传输，光弧子通信技术不断完善，促进其网络信号传输服务质量的持续性优化。
由此可见，加强光纤通信网络传输技术的研究深度至关重要。
1.光纤通信网络传输技术的原理光纤通信网络传输技术主要是以光导纤维为载体，对携带信号的光波进行有效性传输，实现信息传递的效果。
在光源的照射下向光纤入射携带信号的光波，并通过传感单元的电子元器件如激光传感器等对信号进行传递、编辑，减少外界因素的干扰，然后出射光波进入到光电探测器内，对信号进行进一步处理。
在应用实践中，主要是利用光缆进行信息传输，这些光缆主要是由大量的光纤聚集而成，可以保障信息传输速率，确保传递过程的稳定性和可靠性。
2.光纤通信网络传输技术的优点2.1保密性较强光纤通信网络传输技术在运行过程中，主要是利用光波对信息进行有效性传输，其保密性较强，不会出现信息泄露问题。
如果在传输过程中出现射线泄露问题，还可以利用光纤对其进行有效吸收，从而全面保障信号传输的保密性和可靠性。
在当下信息传输的最关键要求就是保密性，这是对信息传输技术的根本要求之一。
2.2容量大与以往所用的铜线或者电缆相比，光纤的传输带宽有着非常大的优势，所以其在具体应用中能够进行更大容量信息的传输，这样即便对于多种不同大量信息的传输也可以获得良好的传输效果，有效避免了传输混乱的问题，大大提高通信传输效率。
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网络基础光纤的传输性能
在光纤通信中，它使用光波作为传输信号，光纤作为信号的传输线路。
除了这两点差异外，光纤通信还具有以下几个特点：
1．频带宽
频带的宽窄代表传输容量的大小。
载波的频率越高，可以传输信号的频带宽度就越大。
在VHF频段，载波频率为48．5MHz～300Mhz。
带宽约250MHz，只能传输27套电视和几十套调频广播。
可见光的频率达100000GHz，比VHF频段高出一百多万倍。
尽管由于光纤对不同频率的光有不同的损耗，使频带宽度受到影响，但在最低损耗区的频带宽度也可达30000GHz。
目前单个光源的带宽只占了其中很小的一部分(多模光纤的频带约几百兆赫，好的单模光纤可达10GHz以上)，采用先进的相干光通信可以在30000GHz范围内安排2000个光载波，进行波分复用，可以容纳上百万个频道。
2．损耗低
在同轴电缆组成的系统中，最好的电缆在传输800MHz信号时，每公里的损耗都在40dB 以上。
相比之下，光导纤维的损耗则要小得多，传输1.31um的光，每公里损耗在0．35dB 以下若传输1.55um的光，每公里损耗更小，可达0．2dB以下。
这就比同轴电缆的功率损耗要小一亿倍，使其能传输的距离要远得多。
此外，光纤传输损耗还有两个特点，一是在全部有线电视频道内具有相同的损耗，不需要像电缆干线那样必须引入均衡器进行均衡；二是其损耗几乎不随温度而变，不用担心因环境温度变化而造成干线电平的波动。
3．重量轻
因为光纤非常细，单模光纤芯线直径一般为4um～10um，外径也只有125um，加上防水层、加强筋、护套等，用4～48根光纤组成的光缆直径还不到13mm，比标准同轴电缆的直径47mm要小得多，加上光纤是玻璃纤维，比重小，使它具有直径小、重量轻的特点，安装十分方便。
4．抗干扰能力强
因为光纤的基本成分是石英，只传光，不导电，不受电磁场的作用，在其中传输的光信号不受电磁场的影响，故光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。
也正因为如此，在光纤中传输的信号不易被窃听，因而利于保密。
5．保真度高
因为光纤传输一般不需要中继放大，不会因为放大引人新的非线性失真。
只要激光器的线性好，就可高保真地传输电视信号。
实际测试表明，好的调幅光纤系统的载波组合三次差拍比C/CTB在70dB以上，交调指标cM也在60dB以上，远高于一般电缆干线系统的非线性失真指标。
6．工作性能可靠
大家知道，一个系统的可靠性与组成该系统的设备数量有关。
设备越多，发生故障的机会越大。
因为光纤系统包含的设备数量少(不像电缆系统那样需要几十个放大器)，可靠性自然也就高，加上光纤设备的寿命都很长，无故障工作时间达50万～75万小时，其中寿命最短的是光发射机中的激光器，最低寿命也在10万小时以上。
故一个设计良好、正确安装调试的光纤系统的工作性能是非常可靠的。
7．成本不断下降
目前，有人提出了新摩尔定律，也叫做光学定律（Optical Law）。
该定律指出，光纤传输信息的带宽，每6个月增加1倍，而价格降低1倍。
光通信技术的发展，为Internet宽带技术的发展奠定了非常好的基础。
这就为大型有线电视系统采用光纤传输方式扫清了最后一
个障碍。
由于制作光纤的材料(石英)来源十分丰富，随着技术的进步，成本还会进一步降低；而电缆所需的铜原料有限，价格会越来越高。
显然，今后光纤传输将占绝对优势，成为建立全省、以至全国有线电视网的最主要传输手段。