现在互联网产业日益增长,人们对于互联网的需求量越来越大,对网速带宽的要求也越来越高。拿以前的网速对比现在的网速,我们可以发现网速的速度几乎翻倍的增长,由以前的1M、2M到现在的50M、100M,还有现在的光纤宽带,那么现在的光纤是如何传输信号的呢?下面就让我们来看看吧
光纤通信的原理其实不复杂,它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,并通过光纤发送出去;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。
光通讯就是由发光二极管LED或注入型激光二极管ILD发出光信号沿光媒体传播,在另一端则有PIN或APD光电二极管作为检波器接收信号。对光载波的调制为移幅键控法,又称亮度调制(Intensity MolaTIon)。典型的做法是在给定的频率下,以光的出现和消失来表示两个二进制数字。发光二极管LED和注入型激光二极管ILD的信号都可以用这种方法调制,PIN和ILD检波器直接响应亮度调制。
光纤通信是利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显着优点,光纤通信中的光波主要是激光,所以又叫做激光-光纤通信。
功率放大:将光放大器置于光发送端之前,以提高入纤的光功率。使整个线路系统的光功率得到提高。在线中继放大:建筑群较大或楼间距离较远时,可起中继放大作用,提高光功率。前置放大:在接收端的光电检测器之后将微信号进行放大,以提高接收能力。
光缆不易分支,因为传输的是光信号,所以一般用于点到点的连接。光的总线拓扑结构的实验性多点系统已经建成,但是价格还太贵。原则上,由光纤功率损失小、衰减少,有较大的带宽潜力,因此,一般光纤能够支持的接头数比双绞线或同轴电缆多得多。低价可靠的发送器为0.85um波长发光二极管LED,能支持100Mbps的传输率和1.5~2KM范围内的局域网。激光二极管的发送器成本较高,且不能满足百万小时寿命的要求。运行在0.85um波长的发光二极管检波器PIN也是低价的接收器。
光纤的应用方面也十分的广泛,大到企业服务器的链接,小到家庭住户的上网,它都能涉及到,现在网络已经进入了千家万户,可以说是融入了我们的生活,未来还有更快更便捷的5G网络,值得我们去期待。
B. 单芯光纤,现在是不是能双向传输
可以,现在的EPON和GPON都是单芯传输双向信号的!
下行1490nm传输话音和数据,1550nm传输视频信号。上行信号为1310nm,都在同一根光纤里。
局端设备和用户端设备都有光耦合器,进行合分波操作!
C. 单芯单模光纤可以同时传网络和iptv吗
可以,目前普遍都是用光纤收发器+光纤传输,光纤收发器有一光两电口(网络口)、一光四电口等等,可以选择单模双芯或者单芯传输,如果需要可以找通讯专业人员架设相关设备。
光纤收发器,是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元,在很多地方也被称之为光电转换器(Fiber Converter)。
D. 光缆是如何高效传播信息的
光缆是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的,它是利用置于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。光缆主要是由光导纤维(细如头发的玻璃丝)和塑料保护套管及塑料外皮构成,光缆内没有金、银、铜铝等金属,一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆芯,外包有护套,有的还包覆外护层,用以实现光信号传输的一种通信线路。 即:由光纤(光传输载体)经过一定的工艺而形成的线缆。光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成,另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。
2、光纤传输过程:
由发光二极管LED或注入型激光二极管ILD发出光信号沿光媒体传播,在另一端则有PIN或APD光电二极管作为检波器接收信号.对光载波的调制为移幅键控法,又称亮度调制(IntensityMolation).典型的做法是在给定的频率下,以光的出现和消失来表示两个二进制数字.发光二极管LED和注入型激光二极管ILD的信号都可以用这种方法调制,PIN和ILD检波器直接响应亮度调制.
功率放大——将光放大器置于光发送端之前,以提高入纤的光功率.使整个线路系统的光功率得到提高.在线中继放大——建筑群较大或楼间距离较远时,可起中继放大作用,提高光功率.前置放大——在接收端的光电检测器之后将微信号进行放大,以提高接收能力.
3、光纤传输特性:
光缆不易分支,因为传输的是光信号,所以一般用于点到点的连接.光纤的总线拓扑结构的实验性多点系统已经建成,但是价格还太贵.原则上,由于光纤功率损失小、衰减少,有较大的带宽潜力,因此,一般光纤能够支持的分接头数比双绞线或同轴电缆多得多.目前低价可靠的发送器为0.85um波长的发光二极管LED,能支持100Mbps的传输率和1.2KM范围内的局域网.激光二极管的发送器成本较高,且不能满足百万小时寿命的要求.
运行在0.85um波长的发光二极管检波器PIN也是低价的接收器.雪崩光二极管的信号增益比PIN大,但要用20~50V的电源,而PIN检波器只需用5V电源.如果要达到更远距离和更高速率,则可用1.3um波长的系统,这种系统衰减很小,但要比0.85um波长系统贵源.
另外,与之配套的光纤连接器也很重要,要求每个连接器的连接损耗低于25dB,易于安装,价格较低.光纤的芯子和孔径愈大,从发光二极管LED接收的光愈多,其性能就愈好.芯子直径为100um,包层直径为140um
的光纤,可提供相当好的性能.其接收的光能比62.5/125um光纤的多4dB,比50/125um光纤多8.5dB.运行在0.8um波长的光纤衰减为6dB/Km,运行在1.3um波长的光纤衰减为4dB/Km.0.8um的光纤频宽为150MHz/Km,1.3um的光纤频宽为500MHz/Km.
综合布线系统中,主干线使用光纤做为传输介质是十分合适的,而且是必要的.
E. 光缆的传输原理是什么
射线理论认为,光在光纤中传播主要是依据全反射原理。全反射原理: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。
按照几何光学全反射原理,射线在纤芯和包层的交界面产生全反射,并形成把光闭锁在光纤芯内部向前传播的必要条件,即使经过弯曲的路由光线也不射出光纤之外。
(5)单芯光缆怎么传播网络信号的扩展阅读:
光纤的分类:
①石英光纤:
石英光纤(Silica Fiber)是以二氧化硅(SiO2)为主要原料,并按不同的掺杂量,来控制纤芯和包层的折射率分布的光纤。石英(玻璃)系列光纤,具有低耗、宽带的特点,已广泛应用于有线电视和通信系统。
石英玻璃光导纤维的优点是损耗低,当光波长为1.0~1.7μm(约1.4μm附近),损耗只有1dB/km,在1.55μm处最低,只有0.2dB/km。
②掺氟光纤:
掺氟光纤(Fluorine Doped Fiber)为石英光纤的典型产品之一。通常,作为1.3μm波域的通信用光纤中,控制纤芯的掺杂物为二氧化锗(GeO2),包层是用SiO2作成的。但接氟光纤的纤芯,大多使用SiO2,而在包层中却是掺入氟素的。
由于瑞利散射损耗是因折射率的变动而引起的光散射现象。所以,希望形成折射率变动因素的掺杂物,以少为佳。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而,常用于包层的掺杂。
石英光纤与其它原料的光纤相比,还具有从紫外线光到近红外线光的透光广谱,除通信用途之外,还可用于导光和图像传导等领域。
③红外光纤:
作为光通信领域所开发的石英系列光纤的工作波长,尽管用在较短的传输距离,也只能用于2μm。为此,能在更长的红外波长领域工作,所开发的光纤称为红外光纤。红外光纤(Infrared Optical Fiber)主要用于光能传送。
例如有:温度计量、热图像传输、激光手术刀医疗、热能加工等等,普及率尚低。
④复合光纤:
复合光纤(Compound Fiber)是在SiO2原料中,再适当混合诸如氧化钠(Na2O)、氧化硼(B2O3)、氧化钾(K2O)等氧化物制作成多组分玻璃光纤,特点是多组分玻璃比石英玻璃的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤内窥镜。
⑤氟氯化物光纤:
氟化物光纤氯化物光纤(Fluoride Fiber)是由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料又简称 ZBLAN(即将氟化锆(ZrF2)、氟化钡(BaF2)、氟化镧(LaF3)、氟化铝(AlF3)、氟化钠(NaF)等氯化物玻璃原料简化成的缩语。
主要工作在2~10μm波长的光传输业务。由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性,正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发,例如:其理论上的最低损耗,在3μm波长时可达10-2~10-3dB/km,而石英光纤在1.55μm时却在0.15-0.16dB/Km之间。
ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗,只能用在2.4~2.7μm的温敏器和热图像传输,尚未广泛实用。最近,为了利用ZBLAN进行长距离传输,正在研制1.3μm的掺镨光纤放大器(PDFA)。
⑥塑包光纤:
塑包光纤(Plastic Clad Fiber)是将高纯度的石英玻璃作成纤芯,而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。它与石英光纤相比较,具有纤芯粗、数值孔径(NA)高的特点。因此,易与发光二极管LED光源结合,损耗也较小。所以,非常适用于局域网(LAN)和近距离通信。
F. 光纤如何传递信息
光纤是用光导纤维作为信息传输介质,传输信息时先把电信号转换成光信号,接收后再把光信号转换成电信号。光纤的制作材料为由能传送光波的超细玻璃纤维,外包一层比玻璃折射率低的材料。进入光纤的光波在两种材料的界面上形成全反射,从而不断地向前传播。光纤电缆的芯线一般是直径为0.11微米的石英玻璃丝,它具有宽带域信号传输的功能及重量轻的特点。由终端发送的信息,先经光发送器的元件,将电信号转换成光的强弱变化信号,然后再送到光纤光缆上传输。在接收端,由光接收器中的感光元件将光纤光缆上传输的光信号还原为电信号,再输给计算机进行处理。随着光纤能信的发展,它将取代同轴电缆。光波在光导纤维中以多种传播模式传播,不同的传播模式有不同的电磁场分布和不同的传播路径,这样的光纤叫多维光纤。光波在光纤中以什么模式传播,这与芯线和包层的相对折射率、芯线的直径以及工作波长有关。如果芯线的直径大小到光波波长大小,则光在其中无反射地沿直线传播,这种光纤叫单模光纤。单模光纤比多模光纤更难制造,因而价格更高
G. 光纤如何传输视频,网络信号
传输方法:先将视频的模拟信号转换为数字信号,再把数字信号转换为电信号通过光纤传输。传输到用户终端后再把电信号转换为数字信号。
光纤传输,即以光导纤维为介质进行的数据、信号传输。光导纤维,不仅可用来传输模拟信号和数字信号,而且可以满足视频传输的需求。光纤传输一般使用光缆进行,单根光导纤维的数据传输速率能达几Gbps,在不使用中继器的情况下,传输距离能达几十公里。
H. 光纤传输信号的原理
利用光的全反射,光纤为光信号提供载体,使得光信号沿光纤传输。光信号传输,通常采用复用技术,即wdm。密集波分复用,dwdm,使得光容量大大提高。
I. 光纤传输原理
光纤传输的原理
光纤传输是利用光的全反射原理,射线在纤芯和包层的交界面会产生全反射,并形成把光闭锁在光纤芯内部向前传播,即使经过弯曲的路光线也不会射出光纤之外。只是在均匀透明的玻璃纤芯上不断的进行反射,从一端传导至另一端。由于纤芯直径很小,光沿着玻璃纤芯传输,光信号的损耗会比在网线中电信号传输损耗低很多。
光纤是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具,按传输模式可分为:单模光纤和多模光纤。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,其模间色散很小,适合远距离的光纤传输。
多模光纤:中心玻璃芯较粗(50或62.5μm),可传多种模式的光,其模间色散较大,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。
光纤为什么要进行熔接
要保证光纤光信号的长距离传输,进行熔接就非常重要了。将断开的两条光纤通过熔接的方法连接起来,可以有效的降低每个节点的损耗,确保高反射率及传输的稳定。需要用到的设备熔接机、切割刀、测试仪、红光笔等工具,包含了光纤切割、清洁、熔接、监测、盘纤等步骤,对操作者的技术水平要求较高,也是一项细致活。
在光纤连接时,很多考虑到安装的方便、快捷,会采用冷接的技术,冷接不需要太多的设备,光纤切刀即可,但每个接点需要一个快速连接器,也叫冷接子。冷接的缺点是损失偏大,约0.1至0.2dB每个点,只适合野外临时使用。考虑光纤使用的长久性,热熔是最好的方式,但成本较高,技术要求也高。