光纤技术研究

陈 韬

（广东南方电信规划咨询设计院有限公司工程师，惠州 516000）

1 引言

光纤呈圆柱形，由纤芯、包层、涂层三部分组成，光纤的芯部的成分是高浓度的二氧化硅，并且有相应成分的杂志存在，这种方式可以提供高折射率的光纤芯部；外部包裹的一层也是存在着二氧化硅的，并随之有一些杂质，这层二氧化硅的作用相反是为了降低光纤的折射率的。

为了使得光信号得以在介质中进行长距离传送的话，要对光信号进行处理，使得其能够在介质中全发射，这样会使得衰减减小，能够保障功率损耗小，因此可以进行远距离传输。

一是光导纤维内部的折射率一定要大于外部包装层的折射率。二是光射入光导纤维的内部层，从外部包装层射入时，它的入射角的弧度应当比该光纤的临界角要大。

2 光纤的特性

按传播模式分类：多模光纤和单模光纤。

模式是指一个电磁波在确定方向传播时不同的特性。光纤中的模式是满足亥姆霍兹方程的解。

并不是所有入射到光纤中的光都可以稳定的传输，只有入射角和偏振状态满足一定条件才可以传播。

光纤可以传播的模式数和波长、光纤的半径、折射率有关。

单模光纤就是在确定的光纤参数和波长下，可以传播的光的模式只有一个。多模光纤是指这个光纤允许多种模式的光传播。

光纤为什么速度那么快？光速不是直接决定网速的，上网带宽的直接决定因素主要是色散。要说清楚这个，要弄明白网速中 Bandwidth 和 Bitrate 的定义在网上讨论时，大家一般把这两个东西等同了，实际上是不一样的，Bitrate 是信息的传递速率，而Bandwidth 是波形不发生严重畸变时的极限频率。当我们讨论这两者关系的时候，我们可以认为 BW 在数值上等于 Bitrate，但实际上，这取决于你的线编码方式，这里的关系实际可以用用第一名得到的香浓定理来推。这里影响网速的因素出现了，频率，然后就是信噪比。当我们确定了 BW 和 BR 的关系（以下认为BW=BR，理想带宽），我们可以说色散了，也许有人会把网速快和光速快联系起来，但实际没有直接关系，网速影响的是单位信号从一端传输到另一端的时间，也就是延迟。真正影响公式中频率那个值的，是色散。它会对信号造成 Pulse Broadening（脉冲展宽），延长信号周期，从而降低信号频率，提高速度。

3 光纤的关键技术

光波分复用（WDM）的通讯方式是在发送端利用波分复用器件（合波器）将特定的不同波长的光信号混合在一起在一根光纤上传播，然后在另一端利用相应的器件将不同的频率的信号分开，这样就在原有的光纤网络基础上提高了传输容量。

EDFA技术-掺铒光放大器

在光纤中掺杂稀土元素铒来实现光放大的，称为掺饵光纤放大器。

90年代初，波长1550nm的EDFA宣告研制成功并能实际推广应用。

基本原理

当用高能量的激光器激励掺铒光纤时饵离子会发出频谱很宽的荧光带，这时光信号通过掺铒光纤时，荧光带的能量会转移到信号光上，使信号光得到增强和放大。

波道划分

根据每一信道光波的波长不同可以将光纤的低损耗窗口划分成若干个信道，把光波作为信号的载波；

发送端采用波分复用器将不同波长的信号光载波合并起来送入一根光纤；

接收端由波分复用器将这些不同波长承载不同信号的光载波分开。

双向传输只需将两个方向的信号分别安排在不同波长传输即可。

多路传输根据波分复用器的不同，可以复用的波长数也不同，从几个至几十个，上百个不等。DWDM技术使得光纤通信容量大增。

全光网AON基本概念

信号只是在进出网络时进行电/光变换和光/电变换，在网络中传输和交换过程中始终都是以光的形式进行的网络；

以波长路由光交换技术和波分复用传输技术为基础，在光域上实现信息的高速传输和交换。

分层结构全光通信网络的分为服务层和传送层，网络传送层分为SDH层、ATM层和光传送层。

4 结束语

光纤是通信的传输媒介，它的研究是十分重要的，在21世纪通信产业极速发展的今天，作为信号载体的光纤的研究是很具有实际价值的。好的技术和材质可以带来良好的信号传输保障良好的通信能力，是具有十分重要的意义的。

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