光纤通讯基础简介(上)(精)

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1、光纤通讯基础简介（上）一、光通讯简介1、使用光通讯技术的优点：它是以光当作载波，透过光纤当传输介质将信息传递至远方。若以铜质同轴电缆与光纤作一比较，同轴电缆是搭配电磁波以数百MHz至数个GHz频率，以模拟的方式來传递信息，但其载波频率会受到20GHz理论侑的限制；若以氏距离光纤通讯而言，光的载波频率可达193,000GHz。而传输信息的频宽取决于载波频率，因此，若同轴缆线最大上限町以传输两个10GHz的频道，理论上，光纤则可以传输数以千计的10GHz的频道。此外，光纤质轻直径小，在光缆铀设过程中町以节省空间，加上在传输的过程中的哀减比铜质导线低，以单模光纤

2、而言,每公里衰减约为0.2〜0.5dB,且对于光讯号在光纤传输过程中，对于电磁波的干扰较不敏感，因此适合高容量及长距离通讯。2、应用的层次：光通讯主要应用在电信网络、有线电视及数据传输方而，而电信方而的应用是最早的，例如越洋的通信，因其高容量及可靠度的优点，并可以在长距离（600km以上需要中继器，最大可达9000km）传输时载上数以万计的通话信号，因而有效的提升通话负载量及品质的问题。有线电视方山i,因所需求的频宽较高，每个频道的所需的影像频宽约为6MHz（声咅频道约为8KHz）,以光纤传递模拟影像讯号，可以达到一•百个以上的频道，其中包括声音、影像及互

3、动的数据传输。而数据通信（Datacommunication）上面，则是现在最热门的话题，随着信息吋代的来临，网际网络需要大量的频宽來传递多媒体的信息，从短距离（1〜500m）的Gigabit网络卡、LAN,到中距离（1〜20km）的MAN以至于长距离（60〜600km以上）的越洋光缆都需要光纤的人容量來解决频宽不足的问题，近年来，因网际网Intercut的盛行及远距教学等实施，对于数据通讯的需求每年以倍数成长，而光纤通信系统架构则是最佳的选择。3、基本光纤通讯架构：图一为点对点光纤通讯的展本架构，皋本上是由光收发模块及光纤所组成，首先我们利用数字或模拟调

4、变的方式将信息载在发射器匕以光波为载波透过光纤将讯号传递至远方，若距离较长，光纤则透过联结器（Connector）或接合器（splice）方式延氏，最后到达光传感器端，在注重噪声与讯号比（S/NRatio）情况卜，并用clockrecover的方式卜•将光讯号转回电讯号，而将信息解调回來。friTiTi^rtfiT4、数据传输趋势：图二是数据通讯标准的演进过程示意图，近年来，通信标准所定义的容量有逐年增加趋势，主因是区域及全球对频宽速度及容量渴望的影响，而光纤通讯的解决方案，对传输每单位Mb所需的成木也会逐年的下降。FferFastBltniet广dLmn

5、el.••公@25Gbps冊LemtGU@100htps回125Gtpsjy%IM：比1394FreVfire@32i3tpsSCSFL5B/l«33l394FireVfte@100MtpsFreV-firei§1j6POLO@10Dtps若以网络区域的大小來区分，会常见到儿个名词：WAN(WideAreaNetwork)—国对国或全球长距网络、MAN(MetropolitanAreaNetwork)一区域性或城市间通讯网路、LAN(LocalAreaNetwork)一一般使用者的计算机网络或使用路由器(Router)连结Internet>Dial-upN

6、etwork一即一般个人计算机的调制解调器或电话所联结的网络。-•般來说，前两者网络属于通讯公司所有，用来处理数以万计的电话通讯，而后两者则与PC及数据通信息息相关。二、光学物理特性:在光纤通信方而，我们是利用光当作载波(Carrier),因此，再更进一步了解光通讯Z前，应対光学的物理特性做一•个概括性的了解，接下来，我们对光的物理特性应用在通信上基础的知识做一简单的介绍。1、光通讯传输波段(CommunicationBand):基本上，我们可视光是电磁波的一种，若我们以sin波形来表示，则入为其波长，如图三所示。光速在真空中传递速率为3X10sm/s,若

7、在介电材质中传递(如玻璃)，会因折射率不同而速度变慢，波长也会因此而有所改变，但一般来说，波长皆是定义在真空的状态下。FieldStrengthAInstanceWavelengthdistajicetocon^»leteonesinewave图四则是一般常用的光谱波段示意图，其中横轴表示对为频率及波长。因为光速=频率X波长,所以频率与波长对光速是为倒数关系，但在通讯上一般较常用波长来描述。举例来说，若我们以现今DWDM通信波长1550nm(10m)来估计，频率约193THz(ITHz二1000GHz),如我们只利用到1%的频宽，则频宽可达193GHz!F

8、requency(vacuum)353461THzLongluul