光纤通信传输简介

光纤通信传输简介

随着近年来对光纤光缆、光器件。光系统的大力研究和开发，光纤性能更加完善，品种更加多元化，光纤通信已成为信息高速公路的传输平台，通信网络也在向全光网络发展。这篇论文旨在了解并简要介绍这个通信传输的主力军。

首先是光纤通信的介质：电缆。电缆又分为三种。

第一种为双绞线电缆，双绞线(TP)是一种最常用的传输介质。双绞线是由两根具有绝缘保护的铜导线组成，把两根绝缘铜导线，按一定的密度互相绞在一起，可以减少串扰及信号放射影响的程度，每一根导线在导电传输中放出的电波会被另一根线上发出的电波所抵消。

双绞线由两根22号至26号绝缘铜导线相互缠绕而成，而将一对或多对双绞线安置在一个套桷中，便形成了双绞线电缆。

双绞线电缆广泛应用于传统的通信领域。在计算机网络通信的早期阶段，点到点传输方式均使用双绞线电缆。随着技术的进步，双绞线电缆所能支持的通信速率不断提高。目前三类双绞线电缆能支持10Mbps100米，即10BASE-T标准，五类双绞线支持100Mbps速率100米，即CDDI标准甚至能支持155Mbps的ATM速率。根据最新的研究结果，双绞线能支持600Mbps以上的速率。

a、非屏蔽双绞线电缆

非屏蔽双绞线电缆是由多对双绞线和一个塑料外皮构成。国际电气工业协会(EIA)为双绞线电缆定义了五种不同的质量级别。

计算机网络中常使用的是第三类和第五类以及超五类非屏蔽双绞线电缆。

第三类双绞线适用于大部分计算机局域网络，而第五类双绞线利用增加缠绕密度、高质量绝像材料，极大地改善了传输介质的性质。

由于继承了声音电信通信的办法，计算机网络用的非屏蔽双绞线电缆在安装上通常与大部分电话系统相同，采用同一种方法，一个用户设备，通过RJ-45(4对线)或RJ-11(2对线)的电话连接器端口与非屏蔽双绞线电缆相连。目前，非屏蔽双绞线可在100米内，使数据传输率达到100Mbps(每秒百万位)。

b、屏蔽双绞线电缆

屏蔽双绞线电缆的内部与非屏蔽双绞线电缆一样是双绞铜线，外层由铝箔包着。 Apple计算机公司以及IBM公司所用的各种传输介质都要求使用屏蔽双绞线电缆。屏蔽双绞线相对来讲要贵一些，但它仍然比同轴粗缆和光缆便宜些。它的安装要比非屏蔽双绞线电缆难一些，类似同轴电缆。它必须配有支持屏蔽功能的特殊连接器和相应的安装技术。它具有较高的传输速率，100米以内达500Mbps，但是通常使用的传输率都不超过155Mbps。目前使用最普遍的速率是

16Mbps。屏蔽双绞线电缆的最大使用距离也限制在百米之内。

第二种为同轴电缆，同轴电缆(Coaxial Cable)由绕同一轴线的两个导体所组成。典型的同轴电缆中央(轴心)是一根单芯铜导线或是一股铜导线，它由泡沫塑料包裹与外层绝缘开。这层绝缘体又被第二层呈网状导体(有的用导电铝箔)包住，用于屏蔽电磁干扰和幅射。最后，电缆表面由坚硬的绝缘塑料包封。

最常见的同轴电缆有下列几种:RG-8或RG-11， 50欧姆(Ω);RG-58 ，50欧姆(Ω);RG-59 ，75欧姆(Ω);RG-62 ，93欧姆(Ω)。

计算机网络最常用的是:RG-8以太网粗缆，RG-58以太网细缆。而RG-62是ARCnet网络及 IBM 3270网络使用的，RG-59用于电视系统电缆。

同轴电缆大部分都安装在设备与设备之间，在每一个用户位置上都装有一个连接器为用户提供接口。接口安装方法:细缆是将其切断，两头装上BNC头，然后接在T型连接器两端;粗缆是采用一种类似夹板的装置Tap进行安装，它利用Tap上的引导针，穿透电缆的绝缘层，直接与导体相连。

为保持同轴电缆的正确电气特征，电缆必须接地，同时两头要有终端器来消弱信号反射作用。同轴细电缆的安装要相对简单一些，粗缆要略微复杂一点。一般都采用粗缆做干线，通过Tap接细缆，这样可以使设备的连接更容易。目前同轴电缆的传输率一般为10Mbps。

第三种就是光缆，光缆由光导玻璃或塑料芯构成。它被另一层玻璃包住，称作包层，最外一层是坚硬的保护层。中心为光通路，包层由多层反射玻璃构成。它可以将光折射到中芯之上。每一芯及包层或紧或松弛地被外壳包裹着。在紧型结构中，光纤被外层塑料壳完全裹住;要松型结构中，光纤与保护壳之间有一层液体胶或其它材料。无论哪一种结构，外壳都是起着提供必要光缆强度的作用，以防止光纤受外界温度、弯曲、外拉、折断等影响。

光缆可以由单外壳光纤构成，也可将多股光纤捆在一起放在光缆中心。光纤要比铜导线小得多，也轻得多，所以大型光缆能比同尺寸的铜电缆有更多的导体作用。这一特点使光纤在空间有限的环境下使用更理想。

其次，要介绍的是光纤通信的优点。现代通信网的三大支柱是光纤通信、卫星通信和无线电通信，而其中光纤通信是主体，这是因为光纤通信本身具有许多突出的优点：

1.频带宽，通信容量大。光纤可利用的带宽约为50000GHz，1987年投入使用的1.7Gb/s光纤通信系统，一对光纤能同时传输24192路电话，

2.4Gb/s系统，能同时传输30000多路电话。频带宽，对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。

2.损耗低，中继距离长。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km，比其它任何传输介质的损耗都低，若将来采用非石英系极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降至10-9dB/km。由于光纤的损耗低，所以能实现中继距离长，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多千米，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系统，其最大中继距离则可达数千甚至数万千米，这对于降低海底通信的成本、提高可靠性和稳定性具有特别的意义。

3.抗电磁干扰。光纤是绝缘体材料，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。

4.无串音干扰，保密性好。光波在光缆中传输，很难从光纤中泄漏出来，即使在转弯处，弯曲半径很小时，漏出的光波也十分微弱，若在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂效果更好，这样，即使光缆内光纤总数很多，也可实现无串音干扰，在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

5.光纤线径细、重量轻、柔软。光纤的芯径很细，约为0.1mm，它只有单管同轴电缆的百分之一;光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。利用光纤这一特点，使传输系统所占空间小，解决地下管道拥挤的问题，节约地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，光缆的重要比电缆轻得多，例如18