网络综合布线技术 教学课件 作者 贺平 余明辉 1_ 第2章网络传输介质-后半部分.ppt

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1、2.3有线传输介质-光纤2.4无线传输2.3有线传输介质-光纤2.3.1光纤1．光纤的物理结构光导纤维是一种传输光束的细而柔韧的媒质。光缆是数据传输中最高效的一种传输介质。计算机网络中的光纤主要是采用石英玻璃制成的，横截面积较小的双层同心圆柱体。裸光纤由纤芯和包层组成，折射率高的中心部分叫光纤芯，折射率低的外围部分叫包层。光纤的外围再附加保护层，即光缆外套。光纤有以下几个优点：●具有较宽的频带，可达到几百兆到上千兆。●电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束，而光束是不受外界电磁干扰影响的，并且本身也不向外辐射信号，

2、因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。割开光缆需要再生和重发信号。●衰减较小，在较大的传输速率范围内基本上是常数值。●增设光中继器的间隔距离大，通道中继器的数目可大大减少。2．光纤的分类在对光纤进行分类时，严格地来讲应该从构成光纤的材料成分、光纤的制造方法、光纤的传输点模数、光纤横截面上的折射率分布和工作波长等几方面来分类。但从用户在设计网络工程下，主要考虑的是目前光纤的两大类，即单模/多模类和折射率分布类。（1）单模/多模类根据传输点模数的不同，光纤分为单模光纤（SMFSingleModeFibre

3、）和多模光纤(MMFMultiModeFibre)。“模”是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源，多模光纤则采用发光二极管做光源。单模光纤的纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。单模光纤只允许一束光传播，没有模分散的特性，光信号损耗很低，离散也很小，传播距离远，通常在建筑物之间或地域分散时使用。单模光纤PMD规范建议芯径为8~10µm,包括外包层，其直径为125µm。多模光纤是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤，从而形成模分散，限制了带宽和距

4、离，因此，多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，成本低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。多模光纤的纤芯直径一般为50至200µm，而包层直径的变化范围为125~230µm，国内计算机网络常用的光纤芯直径为62.5µm，包层为125µm，也就是通常所说的62.5/125µm规格。导入波长上分为单模1310nm、1550nm，多模850nm、1300nm。图2-10表示了单模光纤和多模光纤的示意图。单模光纤多模光纤图2-10单模光纤和多模光纤的示意图单模光纤和多模光纤的特性比较如下：单模：用于高速、长距，成本较

5、高，窄芯线，需要激光源宽芯线，聚光好。多模：用于低速、短距，成本较低，耗散极小，高效耗散大，传输效率低。在使用光缆互联多个节点的应用中，必须考虑光纤的单向特性，如果要进行双向通信，就要使用双根光纤。光缆必须成对出现，用于输入和输出。光纤的类型是由模材料（玻璃或塑料纤维）制成的芯和外层尺寸决定，芯的尺寸大小决定光的传输质量。常用的光纤制成的光缆。●8.3µm芯/125µm外层单模●62.5µm芯/125µm外层多模●50µm芯/125µm外层多模●100µm芯/140µm外层多模（2）折射率分布类折射率分布类光纤可分

6、为跳变式光纤和渐变式光纤两种。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是常数。在纤芯和保护层的交界面折射率呈阶梯型变化。渐变式光纤纤芯的折射率随着光纤半径的增加而按一定规律减小，到纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。纤芯的折射率的变化是近似抛物线型的。传输示意图如图2-11所示。图2-11光在折射率分布类光纤中的传输过程2.3.2光纤通信系统1．光纤通信系统光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输介质的通信方式。通信方式起主导作用的是光源、光纤、光发送机和光接收机。●光源-光源是光波产生的根源。●光纤-光纤是

7、传输光波的导体。●光发送机-光发送机负责产生光束，将电信号转变成光信号，再把光信号导入光纤。●光接收机-光接收机负责接收从光纤上传输过来的光信号，并将它转变成电信号。经解码后再作相应的处理。光纤通信系统的基本构成如图2-12所示。图2-12光纤通信系统构成●传输频带宽、通信容量大，短距离时可达到几千兆的传输速率；●线路损耗低、传输距离远；●抗干扰能力强，应用范围广；●线径细、质量小；●抗化学腐蚀能力强；●光纤制造资源丰富。3．计算机通信网常用光缆在计算机通信网络工程中，一般采用的是62.5µm/125µm规格的多模

8、光纤（缆），有时也用50µm/125µm和100µm/140µm规格的多模光纤（缆）。户外布线大于2km时可选用单模光纤（缆）。表2-9光纤特性说明表2-10光纤使用温度范围对直径、质量、拉力和弯曲半径解释如下：直径：单位用mm;质量：单位用kg/km;拉力：单位用N（牛顿），对拉力分两种情况说明，安装时最大为2700N，约合609lbf。弯曲半径：指光缆安