1、光纤的一些基本知识按光在光纤中的传输模式分：单模光纤和多模光纤多模光纤的纤芯直径为 50-62.5m，包层外直径 125m，单模光纤的纤芯直径为 8.3m，包层外直径125m。光纤的工作波长有短波长 0.85m、长波长 1.31m 和 1.55m。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85m 的损耗为 2.5dB/km,1.31m 的损耗 0.35dB/km，1.55m 的损耗为 0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长 1.65m 以上的损耗趋向加大。由于 OH的吸收作用，0.901.30m 和 1.341.52m 范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。80 年代起，倾向于多用单模光
2、纤，而且选用长波 1.31m。多模光纤多模光纤(Multi Mode Fiber)：中心玻璃芯较粗(50 或 62.5m)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM 的光纤在 2KM时则只有 300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。单模光纤单模光纤(Single Mode Fiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为 9或 10m)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来
3、又发现在 1.31m 波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在 1.31m 波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31m 处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31m 波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1.31m 常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟 ITUT 在 G652建议中确定的，因此这种光纤又称 G652光纤。类型 线 外 线 芯 标 称 直 径 传 输 距 离 跳 线 颜 色单模 8/125um 或 9/125um 或 10/125um 长距离，可达上百公里 一般黄色，接头和
4、保护套为蓝色多模 50/125um欧洲标准或62.5/125um美国标准 短距离，一般 2KM以内 一般桔色，也有的用灰色，接头和保护套用米色或者黑色跳线接口： 目前我们公司常用的是 ST（1210C 和 SEL设备）接口和 SC（常用于 NET-LINK）。SC接口:插拔式 ST接口:卡口旋转锁紧式 FC/PC接口：螺纹锁紧式注意：1. 光纤在使用中不要过度弯曲和绕环，这样会增加光在传输过程的衰减，同时避免折断尾纤。2. 光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。3. 光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致，也就是说光纤的两端必须是相同波长的光模块，简单的区
5、分方法是光模块的颜色要一致。4. 我们公司的光纤纵差,纵联保护传输介质有单模和多模光纤,但都是 ST接口。5. 我们公司采购的 485/232/422光纤转换器：Modem277 传输介质是多模光纤，Modem278 传输介质是单模光纤。NET-LINK 1100C 为多模，1100S 为单模，一般采用 SC头。61210C 区分多模和单模的方法：1210C 接头是塑料的为多模，金属的为单模。另外序列号后面有 M的为多模，有 S的为单模。7光纤跳线（即尾纤）。区分多模单模的方法：黄色的是单模，橘黄色的是多模。有 2.5和 3.0米规格的。另外还有 ST和 SC等多种接头，我们公司主要用了这两种
6、。安全警告：如果光纤的远端连接激光器或 LED的话，未端接的连接器将有光辐射。在确认光纤绝对与激光器或 LED光源断开以前，不要用肉眼看光纤的末端。光纤有关具体参数第一部分 光纤理论与光纤结构一、光及其特性：1.光是一种电磁波可见光部分波长范围是：390760nm(毫微米)。大于 760nm部分是红外光，小于 390nm部分是紫外光。光纤中应用的是：850，1300，1550 三种。2.光的折射，反射和全反射。因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度
7、时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。二、光纤结构及种类：1.光纤结构：光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为 50或 62.5m），中间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125m），最外是加强用的树脂涂层。2.数值孔径：入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同（AT光波在其
8、它媒质的传播速度：v=C/n。其中 n 是媒质的折射率，在空气中，由于 n1,光波的传播速度接近于 C；二氧化硅（SiO2）玻璃的折射率 n1.5。光的反射定律是，光在传播过程中碰到两种媒质的交界面时会发生反射，且反射角等于入射角。光的折射定律是：光从一种媒质进入第二种媒质时，传输方向会发生改变。正因为我们是利用全反射原理将光能量限制在光导纤维中，所以在制作光纤时，必须使得纤芯材料的折射率大于包层的折射率，这样才能保证光波在光纤中沿纤芯传播。光纤的分类光纤的种类很多。按照其模截面上折射率的分布可分为阶跃型（或突变型）光纤和渐变型（或自聚焦）光纤；按照传输模式的多少可分为单模光纤和多模光纤；按照
9、其工作波长可分为短波长（0.80.9pm）光纤、长波长（ 1.01.7pm ）光纤和超长波长（ 2pm）光纤；按照光纤组成的材料划分有石英玻璃光纤。多组份玻璃光纤、氟化物光纤、塑料光纤和液芯光纤。目前通信中普遍使用的是石英玻璃光纤。石英玻璃光纤可分为三种类型；阶跃型多模光纤、渐变型多模光纤和单模光纤。光纤与传统传输媒介的比较光纤可以用于传输光，这使得光纤通信系统具有极大的带宽，通信容量极大。光纤通信系统，在一根光纤上可同时传输三万多路电话，而以前电通信中容量最大的同轴电缆，通信容量仅同时传输一千多路电话。尽管光波有着极大的带宽，但在 19611970 年，人们主要研究利用大气传输光信号，实践证
10、明，由于受到气候环境的严重影响，无法实现正常的通信。在人们考虑的其它传输介质中，用石英玻璃材料制成的光导纤维（即光纤）来传输光信号成为研究的重点。这是因为光线在光导纤维内部被全反射，从而使光波只在光纤内部传输。但是当时普通石英玻璃材料的损耗高达 1000dB km，传输距离很有限。在 1966 年，英籍华裔科学家高银博士指出：光纤的高损耗并不是其本身固有的，而是由材料中所含的杂质引起的。如果降低材料中的杂质含量，可使得光纤的损耗降至 20dBkm ，甚至更小。1970 年，美国康宁（Corning）玻璃有限公司成功地研制了损耗为 20 dBkm 的低损耗石英光纤，这使得光纤完全能胜任作为传输光
11、波的传输媒介，也开辟了光纤通信的新纪元。与传统电缆相比，光纤具有损耗小、传输距离长的优点。目前使用的石英光纤在 0.81.8pm波长范围内的损耗比所有传统的电传输线低，尤其在光纤最低损耗窗口的 1.55pm 处,光纤损耗可做到 0.2dBkm。由于光纤传输损耗低，所以其中继距离达到几十公里至上百公里，而传统的电传输线中继距离仅为几公里。光纤具有抗干扰性好、保密性强、使用安全等特点。光纤是非金属介质材料，具有很强的抗电磁干扰能力，这是传统的电通信所无法比拟的。光信号束缚在光纤芯子中传输，在芯子外很快衰减，这样不会产生光纤间的串光现象，所以其保密性好且能保证同光缆中不同光纤间光信号的传输质量。光纤
12、具有抗高温和耐腐蚀的性能，因而可以抵御恶劣的工作环境。光纤的体积小、重量轻，便于敷设。光纤细如发丝，其外直径仅为 125pm，加塑套后的外径也小于 1mm，再加上光纤材料比重小。因而制成光缆后，直径比电缆细，重量也轻很多。例如一根18 芯的光缆每公里约重 150kg，而 18 芯同轴电缆每公里约重 11 吨。经过表面涂敷的光纤具有很好的可挠性，便于敷设，可架空值理或置入管道。制作光纤的原材料丰富。石英光纤的主要成分是二氧化硅（SiO2），这是地球最主要的成分之一。而传统通信电缆的主要材料为稀有金属铜，其资源严重紧缺，这样使用光纤作为传输媒介可以节省大量的越来越宝贵的金属材料。总之，利用光纤光缆
13、线路代替传统的金属传输线路是必然的趋势。而且随着技术的进一步发展，光纤通信系统会朝着大容量、远距离、全光化和超小型方向发展，将会在未来的信息社会中占据越来越重要的位置。 光纤的具体应用光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行互换的以太网传输媒体转换单元，在很多地方也被称之为光电转换器。产品一般应用在以太网电缆无法覆盖、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中，且通常定位于宽带城域网的接入层应用。 在传统的以太网中起连接作用的介质主要是双绞线。双绞线传输距离的极限大约为 200 米左右，如此短的传输距离制约了网络的发展，同时双绞线受电磁干扰的影响较大，这也无疑使数据通讯质量受
14、到较大的影响。光纤收发器的运用，将以太网中的连接介质换为光纤。光纤的低损耗、高抗电磁干扰性，在使网络传输距离从 200 米扩展到 2 公里甚至几十公里，乃至于上百公里的同时，也使数据通讯质量有了较大提高。他使服务器、中继器、集线器、终端机与终端机之间的互联更加简捷。 在实际的应用中，光纤收发器主要有下面三种基本连接方式：一、环形骨干网 环形骨干网是利用 SPANNING TREE 特性构建城域范围内的骨干，这种结构可以变形为网状结构，适合于城域网上高密度的中心小区，形成容错的核心骨干网络。环形骨干网对 IEEE.1Q 及 ISL 网络特性的支持，可以保证兼容于绝大多数主流的骨干网络，如跨交换机
15、的 VLAN、TRUNK 等功能。环形骨干网可为金融、政府、教育等行业组建宽带虚拟专网。 二、链形骨干网 链形骨干网利用链形的联接可以节省大量的骨干光线数量，适合于在城市的边缘及所属郊县地区构造高带宽低价位的骨干网络，该模式同时可用于高速公路、输油、输电线路等环境。链形骨干网对 IEEE802.1Q 及 ISL 网络特性的支持，可以保证兼容于绝大多数的骨干网络，可为金融、政府、教育等行业组建宽带虚拟专网。链形骨干网是可以提供图像、语音、数据及实时监控综合传输的多媒体网络。 三、用户接入系统 户接入系统利用 10Mbps/100Mbps 自适应及 Mbps/100Mbps 自动转换功能，可以联接
16、任意的用户端设备，无需准备多种光纤收发器，可为网络提供平滑的升级方案。同时利用半双工/全双工自适应及半双工/全双工自动转换功能，可以在用户端配置廉价的半双工 HUB，几十倍的降低用户端的组网成本，提高网络运营商的竞争力。同时，设备内置的交换核心提高接入设备的传输效率，减少网络广播、控制流量、检测传输故障。 （5）光电转换器常见问题分析网络物理安全辨误 影响网络链路传输的多种因素 一条计算机网络的数据链路可以承载各种各样的数据应用，不同的应用对数据链路传输质量的要求是有区别的。如果一条双绞线链路的工作环境存在大量高强度的电磁干扰和噪声，那么会有什么现象出现呢？这条链路上的用户可能会抱怨网络速度很
17、慢，严重时甚至根本就不能上网。有经验的工程师都知道，多数情况下，这种类似噪声的干扰信号并不是来自链路之外，而是来自于链路本身比如近端串扰 NEXT。 在网络链路的传输品质要求中，对双绞线和光纤的传输误码率都有具体的数量规定。对于双绞线，如果电缆超长，则信号在整个的传输过程中衰减会过大，网卡或交换机端口收到的信号能量(或信号幅度) 就会偏小，电缆中的热噪声和外界环境中的电磁辐射干扰就很容易导致信噪比减小，链路中的信号传输误码率增加，链路传输性能下降，数据包错误率和丢包率均会上升。而且，不同用户对应的故障现象虽然相似，但程度会有区别。一般会感到尽管链路流量不高，但速度却很慢。同样，如果光缆过长或是
18、因为其他原因(比如接插头质量原因) 导致衰减过大，则也会使传输的数据包出错，用户反映速度问题的抱怨会随之增加。 以上只是导致链路误码率增加的最基本的原因之一，而影响电缆和光缆传输性能下降和误码率增加的原因是多种多样的，远不止衰减和外来电磁波的干扰这几项。以双绞线为例，除了电缆本身的热噪声和外界辐射进入的电磁噪声外，还有来自电缆链路本身的诸多影响因素要知道，衡量一条六类链路是否合格，其认证测试验收报告上载明的测试结果就有 20 个之多。 首先，我们经常需要考虑的就是线间串扰问题。双绞线电缆由多对双绞线缠绕包覆在一根软塑料管中构成，工作时每对双绞线传输的信号会感应到相邻的双绞线对上。不过，由于采取
19、了双绞结构等去除感应的措施，线间串扰在电缆中不会很大。但在接插模块处就不一样了，接插模块处一般不是双绞结构，比如水晶头中的导电金属片就是平行排列的，所以此处的线对间信号感应是很大的，此处同时也是外界电磁干扰信号的一个重要侵入口。屏蔽线可以减少外界电磁干扰(EMI)，双重屏蔽双绞线还能屏蔽线对间的感应，对网络物理链路的信息传输安全有较好保证作用。不过，这种电缆在接插模块处仍然是一个防护弱点，对于克服线间串扰（通常就用近端串扰这个参数来描述）的影响贡献不明显。 另外一个影响因素就是链路的阻抗连续性问题。纯电缆段中的阻抗连续性尚可，但在接插模块处连续性一般都很差，信号能量在阻抗不连续处会发生反射，导
20、致有用信号的衰减增大。反射的信号能量一方面会回到发信端，并被位于发信端的并行的接收端口作为（干扰）信号接收；另一方面，反射信号还会再次通过线间感应机制干扰其它线对信号的正常传输。有时反射的信号甚至会在短链路中多次反射从而造成多个方向和多条线对的信号传输质量恶化。现场认证测试标准(比如 TIA568B)中经常会用回波损耗(RL)和衰减这两项来间接地衡量阻抗连续性的性能。 光纤链路的介质连续性是影响信号传输的又一个重要因素。在光纤链路中人们通常会非常重视光纤的长度和衰减值是否符合要求，这是非常重要的考核参数。但常被忽视的介质连续性差(比如接插头质量差或数量过多) 的问题却会给网络维护人员带来意想不
21、到的麻烦。在某种条件下，介质连续性差的链路会形成较强的信号多次强反射，从而破坏原光纤的光脉冲信号的波形，这相当于减少了光纤链路的传输信噪比，使数据传输误码率上升，从而导致传输的数据包出错。 当然，采用光纤链路通常都能将电缆链路在长度上应用的局限性得到很大改善，局域网中经常在以太网电缆距离不足时使用光模块或光电转换器延伸服务距离，使用的数量增加很快。此外，采用光纤链路的另一个最大好处就是物理安全性得以提高。有关概念1、何为 GBIC？ GBIC 是 Giga Bitrate Interface Converter 的缩写，是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。GBIC 设计上可以为热插拔使用。
22、GBIC 是一种符合国际标准的可互换产品。采用 GBIC 接口设计的千兆位交换机由于互换灵活，在市场上占有较大的市场分额。 2、何为 SFP？ SFP 是 SMALL FORM PLUGGABLE 的缩写，可以简单的理解为 GBIC 的升级版本。SFP 模块体积比 GBIC 模块减少一半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量。SFP 模块的其他功能基本和 GBIC 一致。有些交换机厂商称 SFP 模块为小型化 GBIC（MINI-GBIC） 。 SFP 模块体积比 GBIC 模块减少一半,可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量。SFP 模块的其他功能基本和 GBIC 相同。 3、
23、光纤分哪几种？ 光纤分为多模光纤和单模光纤两种：其中，多模光纤由于发光器件比较便宜以及施工简易的特性，广泛用于短距离的通讯上，多模光纤又分为 50um 芯径和 62.5um 芯径两种，其中 62.5um 的比较常见，但性能上没有 50um 的好。有些公司的 GBIC-SX 多模产品均适合这两种多模光纤，传输距离分别为 550 米（在 50um 光纤上）和 330 米（在 62.5um 光纤上） 。 单模光纤一般用于远距离通讯，芯径为 9um，有些公司的单模 GBIC 产品在单模光纤上传输距离分别达到 10 公里、20 公里、70 公里、120 公里。一般交换机厂商在单模上只提供 10 公里和7
24、0 公里两种型号，20 公里产品可以有效的节约系统集成商特定网络方案的总体造价。120 公里产品用于特殊的超长运行环境。 关于千兆位接口转换器（GBIC）的介绍 千兆位接口转换器（GBIC）是一种热插拔的输入/输出设备，该设备插入到千兆位以太网端口/插槽内，负责将端口与光纤网络连接在一起。GBIC 可以在各种 Cisco 产品（参见表 2）上使用和互换，并可逐个端口地与遵循 IEEE 802.3z 的 1000BaseSX、1000BaseLX/LH 或 1000BaseZX 接口混用。更进一步说，Cisco 正在提供一种完全遵循 IEEE 802.3z 1000BaseLX 标准的 1000
25、BaseLX/LH接口，但其在单模光纤上的传输距离高达 10 公里，要比普通的 1000BaseLX 接口远 5 公里。总之，随着新功能的不断开发，这些模块升级到最新的接口技术将更加容易，从而使客户投资能发挥最大效益。图 1 给出了一种 GBIC。 一般来说，不同的产品搭配的 GBIC 模块端口对布线规格的要求都各有不同，不管是布线类型还是布线距离， 1：仅使用多模光纤。 2：需要模式调整修补线（CAB-GELX-625 或等效产品） 。若多模光纤使用一般的修补线，1000BaseLX/LH GBIC 和短链路距离（几十米）将会造成收发端饱和，造成误码率（BER）提高。另外，若 LX/LH G
26、BIC 与 62.5 微米的多模光纤配合使用，您必须在链路收发两端的 GBIC 和多模光纤之间安装一个模式调整修补线。若链路距离超过 984 英尺（300 米）时，也需要模式调整修补线。 注释：为了遵循 IEEE 标准，必须使用模式调整修补线（CAB-GELX-625 或等效产品） 。IEEE发现，当使用某些类型的光纤内芯时，链路距离不能满足要求。解决办法是使用模式调。专业术语光传输 Optical transmission 交叉连接 Cross connect 终端复用器 TM Terminal multiplexer 分插复用器 ADM Add & drop multiplexer 再生器
27、 REG Regenerator 时钟板 STG unit (synchronous timing generator) 主控板 SCC unit (system control and communication) 公务板 Order wire unit 点到点 Point-to-point 光接口 Optical interface 电接口 Electrical interface 环回、穿通或交* Loopback, feed-through or cross connection 串并/并串转换 Serial-parallel/parallel-serial conversion 开销
28、提取/合成 Overhead extraction/synthesis 虚容器 Virtual container 映射/解映射 Mapping/demapping 空分 Space division 线路单元与支路单元 Line unit and tributary unit 锁相 Phase-lock 定时基准 Timing reference 带电插拔 Hot plug 铃流 Ringing current 外同步模式 External synchronization mode 同步保持模式 Synchronous holdover mode 内部自由振荡模式 Internal free
29、-run mode 指针调整 Pointer justification 抖动 Jitter (抑制)漂移 (suppress) wonder 公务电话 Order wire telephone 以太网接口 Ethernet interface 二纤自愈环 Two-fiber self-healing ring 网元 Network element (NE) 同轴转接盒 Coaxial transit box 壁挂 Wall-mounted 插板 Plugboard 板位 Board position 背面板 Back panel 接线区 Wiring area 引线 Leading wire 跳线 Jumper 平衡接口 Balanced interface 非平衡接口 Non-balanced interface 双绞线 Twisted pair line 卡板槽 Card trough 平放式安装 Horizontal installation 前面板 Front panel 保险管 Protective tube 指示灯 Indicating lamp 恢复式通道倒换 Revertive path switching 非恢复式通道倒换 Non-revertive path switching 未开工 Not in service
