1、光纤设备通信原理及其布线技术解析摘要：随着社会的高速发展，光纤设备通信得到了高速发展，在社会中占有一定的地位，下面描述一下光纤通信的机理和关键的设备组成,以及光纤通信传输机制的发展过程和几个用得较多的传输技术,然后,对光纤的连接和检测进行了详细的阐述。 关键词：光纤设备通信原理布线技术解析 中图分类号： TN929 文献标识码： A 前言： 由于互联网业务与通信业的高速发展,信息化推动了人类社会进一步的发展。现在社会又是一个信息爆炸的环境,信息增加量的快速增长,一般的通信技术有点力不从心。现在最具有诱惑力的是光纤通信技术。光纤通信与计算机技术是信息化的两个重要技术支柱,计算机的任务是把信息数字
2、化,输进网络里面去。光纤主要是负责信息传输的重任。光纤通信被大量的运用于信息化的发展,使在微电子技术之后信息这一块的关键科技。由于铁路通信的进步,乘客以及工作人员的每一类通信需求日益趋向于多样化,进而光纤仪器和科技被越来越多地运用到铁路通信的实际应用中。所以大家有必要对光纤仪器和技术有一个重新的认识。 一、光纤通信技术及设备 1 光学通信机理 根本的通信系统是由数据源、光发送端、光学信道以及光接收机构成。数据是多种信号的数字化。光发送机和调制器的任务是把信号转换成满足于在光纤上传输的信号,依次用后的光波窗口包括 0.85、1.31 以及 1.55 的。光学信道主要有最根本的光纤,还包括中继放大
3、器 EDFA 等;但光学接收机只识别光信号,还从中获取信息,再转换成电信号,然后获得相应的话音、图像、数据等等。 2 光纤通信系统的关键设备构件 PCM 电端机 对于光纤通信系统,其传输的为二进制光脉冲“0”码与“1”码,它由二进制数字信号对光源展开通断调制而出现。但数字信息是对不间断变化的模拟信息依次抽样、量化和编码生成的,就是所谓的 PCM,就是脉冲编码调制。此类电的数字信息被称作数字基带信息,由 PCM 电端机生成。 光发送端组成 由 PCM 设备传来的电信号是满足 PCM 传输的码型,是 HDB3 码和 CMI码。信号传到光发送机后,最先到达输入接口电路,展开信道编码,转变为由“0”和
4、“1”码构成的不归零码。再在码型转换电路中展开码型变换,变换成满足于光线路传输的 mBnB 码和插入码,后传到光发送电路,把电信号转换为光信号,传到光纤传输。 光中继器 一半的光中继器选用的是光电光的形式,光电检测器先把光纤传来的及其微弱的并失真了的光信号转变成电信号,再经由放大、整形、后定时,恢复到与以前的信号相同的电脉冲信号,再用此电脉冲信息驱动激光器发光,再把电信号转变成光信号,往下一段光纤传达光脉冲信息。一般情况下将有再放大、再整形、再定时此三类性能的中继器称为“3R”中继器。 光接收机 由光纤传送的光信号到达光接收电路,把光信号转变为电信号并放大,再定时再生,最后又复原为数字信息。因
5、为发送端有码型转变,所以,在接收端要进行码型反转变,再把信号送到输出接口电路,变为满足 PCM 传输的HDB3 码或 CMI 码。 以上也是电信号转变成光信号再通过传输最后又从光信号转变成电信号的过程。但是在光纤技术的发展期间经历了很多的规范。由刚开始的准同步数字体系到非常先进的 SDH 光纤通信模式。下面简要描述一下一些规范的发展历程,有助于更好的认识光纤通信技术的发展及其趋势。 二、光纤通信传输体制 1 光纤通信传输体制的发展过程 1972 年 CCITT 给出了第一批 PDH 意见;1976 和 1988 年再给出两批意见-形成齐全的 PDH 系统;1984 年有些国家实验室着手同步信号
6、光传输系统的分析;1985 年西方先进国家标准协会参考贝尔实验室给出的全同步网的理念,委托 T1X1 委员会拟制同步规范,并称之为 SONET;1986 年部门着手以 SONET 为根本拟定 SDH;两年之后通过了第一批 SDH 意见;从 1990 以来, SDH 已变成光纤通信根本传输方式;现在,SDH 不但是一个新的国际规范,还是一个组网准则,也是一类复用手段。 2 几种传输技术实现模式 明线科技,FDM 模拟科技,各路电话 4kHz;小同轴电缆 60 路 FDM 模拟科技,各路电话 4kHz;中同轴电缆 1800 路 FDM 模拟科技,各路电话 4kHz;光纤通信 140Mb/sPDH
7、体系,TDM 数字科技,各路电话 64kb/s。 三 光纤布线问题 1 光导纤维 光纤是光导纤维的另一个称呼,由直径估计 0.1mm 左右的细玻璃丝组成。它透明、纤细,然而比头发丝还要细,然而具有将光密封在里面还要沿轴向展开传播的导波结构。现在,光通信应用的光波波长大小是在近红外区里面,波长是 0. 81. 8um。能够划分成短波长段和长波长段。光纤通信的有点是:传输频带宽,通信容量大;损耗小;能避免电磁干扰;线径不粗,重量小;资源很多。 2 光纤布线 现在,国际上盛行的布线准则有两个,其一是北美的标准 EIA/TIA-568A;其二是国际标准 ISO/IE-CIS 11801。EIA/TIA
8、-568a 与 ISO/IECIS 11801 推荐使用 62. 5/123um 多模光缆、50/125um 多模光缆和 8.3/125um多模光缆。 单模光纤与多模光纤能够由纤芯的尺寸大小来简要地辨别。单模光纤的纤芯不大。估计 410um,仅传输主模态。这样能够完全防止模态色散,让传输频带较宽,传输容量非常大。此类光纤符合于大容量、远距离的光纤通信。它是今后光纤通信和光波科技发展的必经途径。多模光纤又包括多模突变与多模渐变型光纤。第一个纤芯直径非常大,传输模态非常多,所以带宽非常窄,传输容量非常小;第二个纤芯中折射率跟着半径的增加而降低,能够获得非常小的模态色散,所以频带非常宽,传输容量非常
9、大,现在通常都运用后者。 四 光纤的连接和检测 1 光缆的连接 方法一般有永久性连接、应急连接、活动连接。 永久性光纤连接 此类连接是用放电的手段把连根光纤的连接点熔化并结合到一块。通常用在长途接续、长期或半长期固定连接。其通常特性为连接衰减在一切的连接方式中最低,典型值是 0.010.03dB/点。然而连接时,需特殊的设备和特殊工作人员操作,然而连接点也需要特殊容器进行保护。 应急连接 应急连接通常是用机械与化学的措施,把两根光纤固定并粘接在一块。此类措施的一般特点是连接快速可靠,连接典型衰减是 0.10.3dB/点。然而连接点长期应用将不稳定,衰减的速度也会快速增加,因此仅能短时间内以作应
10、急之需。 活动连接 活动连接是运用每种光纤连接设备,把站点和站点或站点和光缆连接起来的手段。此类手段灵活、不复杂、简便、稳定,常用在建筑物内的计算机中。它的典型衰减是 1dB/接头。 2 光纤检测 光纤检测的一般目的是为了确保系统连接的质量,降低故障因素和故障时发现光纤的故障点。检测手段多种多样,一般包括人工简易测量以及精密仪器测量。 人工简易测量 此类措施通常用于高速检测光纤的通断与施工时用来辨别所做的光纤。其是用一个简易光源由光纤的一头打入可见光,从另一头看看哪一根发光来达到目的。此类措施虽然不复杂,然而它无法按规定要求测量光纤的衰减以及光纤的断点。 精密仪器测量 应用光功率计或反射图示仪
11、对光纤进行相应的测量,能够测出光纤与接头的衰减,还能够测出光纤的断点之处。此类测量能用来按要求研究光纤网络发生故障的因素和对光纤网络产品作出相应的评价。 结语 铁道系统是我国交通运输的重要部分，伴随着高铁等高新技术的发展，铁路工程的通信系统必然要受到重视。配备光纤的通信系统，不仅能够加快铁道部门接传信息的速度，有效地完成各种信息处理，而且能够高效的解决各种相关的难题，如列车中乘客的突发意外可以快速的获得帮助，列车车速及位置的及时查询等等。光纤的应用还处于发展阶段，在未来的工作中先进的光纤设备与技术不仅只是增强铁路通信的水平, 还要应用在各领域各行业中，为社会创造更多价值。 参考文献 1刘雪辰,孙国南,李旭东.光纤制导关键技术分析及发展趋势研究J.科技传播.2011(08) 2周澜.光纤技术的发展及在我国的应用J. 湖南电力.1998(01) 3许磊.浅析光纤通信技术的历史与发展趋势J.信息与电脑(理论版).2009(09)
