光纖通信的原理

光纖通信是利用光波在光導(dǎo)纖維中傳輸信息的通信方式。由于激光具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優(yōu)點(diǎn)，光纖通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光-光纖通信。

光纖通信的原理

光纖通信的原理是：在發(fā)送端首先要把傳送的信息（如話音）變成電信號(hào)，然后調(diào)制到激光器發(fā)出的激光束上，使光的強(qiáng)度隨電信號(hào)的幅度（頻率）變化而變化，并通過光纖發(fā)送出去；在接收端，檢測(cè)器收到光信號(hào)后把它變換成電信號(hào)，經(jīng)解調(diào)后恢復(fù)原信息。

是由發(fā)光二極管LED或注入型激光二極管ILD發(fā)出光信號(hào)沿光媒體傳播，在另一端則有PIN或APD光電二極管作為檢波器接收信號(hào)。對(duì)光載波的調(diào)制為移幅鍵控法，又稱亮度調(diào)制（Intensity ModulaTIon）。典型的做法是在給定的頻率下，以光的出現(xiàn)和消失來表示兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字。發(fā)光二極管LED和注入型激光二極管ILD的信號(hào)都可以用這種方法調(diào)制，PIN和ILD檢波器直接響應(yīng)亮度調(diào)制。

功率放大：將光放大器置于光發(fā)送端之前，以提高入纖的光功率。使整個(gè)線路系統(tǒng)的光功率得到提高。在線中繼放大：建筑群較大或樓間距離較遠(yuǎn)時(shí)，可起中繼放大作用，提高光功率。前置放大：在接收端的光電檢測(cè)器之后將微信號(hào)進(jìn)行放大，以提高接收能力。

光纜不易分支，因?yàn)閭鬏數(shù)氖枪庑盘?hào)，所以一般用于點(diǎn)到點(diǎn)的連接。光的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)性多點(diǎn)系統(tǒng)已經(jīng)建成，但是價(jià)格還太貴。原則上，由光纖功率損失小、衰減少，有較大的帶寬潛力，因此，一般光纖能夠支持的接頭數(shù)比雙絞線或同軸電纜多得多。低價(jià)可靠的發(fā)送器為0.85um波長(zhǎng)發(fā)光二極管LED，能支持100Mbps的傳輸率和1.5～2KM范圍內(nèi)的局域網(wǎng)。激光二極管的發(fā)送器成本較高，且不能滿足百萬(wàn)小時(shí)壽命的要求。運(yùn)行在0.85um波長(zhǎng)的發(fā)光二極管檢波器PIN也是低價(jià)的接收器。

雪崩光二極管的信號(hào)增益比PIN大，但要用20～50V的電源，而PIN檢波器只需用5V電源。如果要達(dá)到更遠(yuǎn)距離和更高速率，則可用1.3um波長(zhǎng)的系統(tǒng)，這種系統(tǒng)衰減很小，但要比0.85um波長(zhǎng)系統(tǒng)貴源。另外，與之配套的光纖連接器也很重要，要求每個(gè)連接器的連接損耗低于25dB，易于安裝，價(jià)格較低。光纖的芯子和孔徑愈大，從發(fā)光二極管LED接收的光愈多，其性能就愈好。芯子直徑為100um，包層直徑為140um 的光纖，可提供相當(dāng)好的性能。其接收的光能比62.5/125um光纖的多4dB，比50/125um光纖多8.5dB。運(yùn)行在0.8um波長(zhǎng)的光纖衰減為6dB/Km，運(yùn)行在1.3um波長(zhǎng)的光纖衰減為4dB/Km。0.8um的光纖頻寬為150MHz/Km，1.3um的光纖頻寬為500MHz/Km。

光纖通信的應(yīng)用

綜合布線系統(tǒng)中，主干線使用光纖做為傳輸介質(zhì)是十分合適的，而且是必要的。

采用一種光波波分復(fù)用技術(shù)WDM（WAVELENGTH DIVISION MULTI-PLEXING），可以在一條線路上復(fù)用、發(fā)送、傳輸多個(gè)位，一般按一個(gè)字節(jié)八位并行傳輸，對(duì)每個(gè)位流使用不同的波長(zhǎng)，所以它所需的支持電路可在低速率下運(yùn)行。WDM的光纖鏈路適合于字節(jié)寬度的設(shè)備接口，是一種新的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。從原理上看，構(gòu)成光纖通信的基本物質(zhì)要素是光纖、光源和光檢測(cè)器。

可以說目前通信技術(shù)都和波有關(guān)，不論是電波（在導(dǎo)線中傳播），電磁波（在空氣中傳播），還是光波（在光纖中傳播）甚至我們說話的聲音，也是一種波（聲波）其不同的波幅頻率包含的信息不同。