光纖簡介

　　光纖是光導纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導工具。在日常生活中，由于光在光導纖維的傳導損耗比電在電線傳導的損耗低得多，光纖被用作長距離的信息傳遞。

　　通常光纖與光纜兩個名詞會被混淆。多數光纖在使用前必須由幾層保護結構包覆，包覆后的纜線即被稱為光纜。光纖外層的保護層和絕緣層可防止周圍環境對光纖的傷害，如水、火、電擊等。光纜分為：纜皮、芳綸絲、緩沖層和光纖。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。

　　在多模光纖中，芯的直徑是50μm和62.5μm兩種，大致與人的頭發的粗細相當。而單模光纖芯的直徑為8μm~10μm，常用的是9/125μm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套，俗稱包層，包層使得光線保持在芯內。再外面的是一層薄的塑料外套，即涂覆層，用來保護包層。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護。纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質地脆，易斷裂，因此需要外加一保護層。

　　光纖傳輸的優點

　　頻帶寬

　　頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。在VHF頻段，載波頻率為48．5MHz～300Mhz。帶寬約250MHz，只能傳輸27套電視和幾十套調頻廣播。可見光的頻率達100000GHz，比VHF頻段高出一百多萬倍。盡管由于光纖對不同頻率的光有不同的損耗，使頻帶寬度受到影響，但在最低損耗區的頻帶寬度也可達30000GHz。目前單個光源的帶寬只占了其中很小的一部分（多模光纖的頻帶約幾百兆赫，好的單模光纖可達10GHz以上），采用先進的相干光通信可以在30000GHz范圍內安排2000個光載波，進行波分復用，可以容納上百萬個頻道。

　　損耗低

　　在同軸電纜組成的系統中，最好的電纜在傳輸800MHz信號時，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導纖維的損耗則要小得多，傳輸1.31um的光，每公里損耗在0．35dB以下若傳輸1.55um的光，每公里損耗更小，可達0．2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸的距離要遠得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個特點，一是在全部有線電視頻道內具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引入均衡器進行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔心因環境溫度變化而造成干線電平的波動。

　　重量輕

　　因為光纖非常細，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，加上防水層、加強筋、護套等，用4～48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm，比標準同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點，安裝十分方便。

　　抗干擾能力強

　　因為光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的作用，在其中傳輸的光信號不受電磁場的影響，故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵御能力。也正因為如此，在光纖中傳輸的信號不易被竊聽，因而利于保密。

　　保真度高

　　因為光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會因為放大引入新的非線性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號。實際測試表明，好的調幅光纖系統的載波組合三次差拍比C/CTB在70dB以上，交調指標cM也在60dB以上，遠高于一般電纜干線系統的非線性失真指標。

　　工作性能可靠

　　我們知道，一個系統的可靠性與組成該系統的設備數量有關。設備越多，發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的設備數量少（不像電纜系統那樣需要幾十個放大器），可靠性自然也就高，加上光纖設備的壽命都很長，無故障工作時間達50萬～75萬小時，其中壽命最短的是光發射機中的激光器，最低壽命也在10萬小時以上。故一個設計良好、正確安裝調試的光纖系統的工作性能是非常可靠的。

　　成本不斷下降

　　目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學定律（OpticalLaw）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個月增加1倍，而價格降低1倍。光通信技術的發展，為Internet寬帶技術的發展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統采用光纖傳輸方式掃清了最后一個障礙。由于制作光纖的材料（石英）來源十分豐富，隨著技術的進步，成本還會進一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價格會越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對優勢，成為建立全省、以至全國有線電視網的最主要傳輸手段。

　　光纖的結構原理

　　光導纖維是由兩層折射率不同的玻璃組成。內層為光內芯，直徑在幾微米至幾十微米，外層的直徑0.1～0.2mm。一般內芯玻璃的折射率比外層玻璃大1%。根據光的折射和全反射原理，當光線射到內芯和外層界面的角度大于產生全反射的臨界角時，光線透不過界面，全部反射。

　　光纖放大器簡介

　　光纖放大器技術就是在光纖的纖芯中摻入能產生激光的稀土元素，通過激光器提供的直流光激勵，使通過的光信號得到放大。傳統的光纖傳輸系統是采用光—電—光再生中繼器，這種中繼設備影響系統的穩定性和可靠性，為去掉上述轉換過程，直接在光路上對信號進行放大傳輸，就要用一個全光傳輸型中繼器來代替這種再生中繼器。適用的設備有摻鉺光纖放大器（EDFA）、摻鐠光纖放大器（PDFA）、摻鈮光纖放大器（NDFA）。目前光放大技術主要是采用EDFA。

　　光纖放大器原理

　　光纖放大器技術就是在光纖的纖芯中摻入能產生激光的稀土元素，通過激光器提供的直流光激勵，使通過的光信號得到放大。傳統的光纖傳輸系統是采用光—電—光再生中繼器，這種中繼設備影響系統的穩定性和可靠性，為去掉上述轉換過程，直接在光路上對信號進行放大傳輸，就要用一個全光傳輸型中繼器來代替這種再生中繼器。

　　光纖放大器和光纖如何連接

　　光纖放大器前端有2個安裝孔，光纖用修整器修理后，直接插入孔內。對射系統不用區分發射端和接收端。