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单、多模光纤传输设备的原理解析0 光纤传输设备传输方式可简单的分成:多模光纤传输设备和单模光纤传输设备。 d})_HH Ncu\;K\N
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1. 多模光纤传输设备所采用的光器件是LED,通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长,按输出功率可分为普通LED和增强LED——ELED。多模光纤传输所用的光纤,有62.5mm和50mm两种。 Gf2;[-h YoKY&i6r}
fu@<vt Y.qlY3iBp
在多模光纤上传输决定传输距离的主要因素是光纤的带宽和LED的工作波长,例如,如果采用工作波长1300nm的LED和50微米的光纤,其传输带宽是 400MHz.km,链路衰减为0.7dB/km,如果基带传输频率F为150MHz,对于出纤功率为-18dBm,接收灵敏度为-25 dBm的光纤传输系统,其最大链路损耗为7 dB,则可计算: \u}VqPDV 0'm4
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@`p7rTYONm lk6*?EJ
ST连接器损耗: rM~=`l}^ HUtuU X
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2dB(两个ST连接器) )Dl r@/ ]3C&l+m$ot
}1_ +: ~/6m|k
光学损耗裕量:2 (.{ezNj* k4+F
&Ct6@PE qsUlfv9L6
则理论传输距离: *NEJ}sOH. eXI ^9uH
LO`y.I2 uJ4RjLM`
L=(7 dB-2 dB-2 dB)/0.7dB/km=4.2 km XCh"fH R)"Y40nW
8pW[Cr> A`4j=OF\
L为传输距离,而根据光纤的带宽计算: #)5imG } Z;aQ/n[`
"+q\Ez# =3J&UQL
L=B/F=400MHz.km/150MHz=2.6km E&uXI-f c_]$UM[7L
_ `.!{Gw]| ^<R*7mB*
其中 B为光纤带宽,F为基带传输频率,那么实际传输测试时,L£2.6km,由此可见,决定传输距离的主要因素是多模光纤的带宽。 <'fbMPOk 33_YZOy^j
$fRe: '~ 3a(1@8
2. 单模传输设备所采用的光器件是LD,通常按波长可分为850nm和1300nm两个波长,按输出功率可分为普通LD、高功率LD、DFB-LD(分布反馈光器件)。单模光纤传输所用的光纤最普遍的是G.652,其线径为9微米。 J:cIl> ki#O ^vl
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1310nm波长的光在G.652光纤上传输时,决定其传输距离限制的是衰减因数;因为在1310nm波长下,光纤的材料色散与结构色散相互抵消总的色散为0,在1310nm波长上有微小振幅的光信号能够实现宽频带传输。 +lo$-?<7 @O<kjR<b
+Dtm')^L sY=fS2b#)
1550nm波长的光在G.652光纤上传输时衰减因数很小,单纯从衰减因数考虑,1550nm波长的光在相同的光功率下传输的距离大于1310nm波长的光下的传输的距离,但是实际情况并非如此,单模光纤带宽B与色散因数D的关系为: 1S,G~? k, )7v
)LF:`h
] }XK
B=132.5/(DlxDxL)GHz `/hFTKZ B `RUr/|S
&~u&b$kE `5;O|qRq
其中L为光纤的长度,Dl为谱线宽度,对于1550nm波长的光,其色散因数如表3为20 ps/(nm.km),假设其光谱宽度等于1nm,传输距离为L=50公里,则有: CQX<Gbwo sAIL+O
-[sH&zI[ SnRTC<DDh
B=132.5/(DxL)GHz=132.5MHz VLSn[R9q %Ysu613mz
G*0+0m/ 2P8JLT*Tj
也就是说,对于模拟波形,采用1550nm波长的光,当传输距离为50公里时,传输带宽已经小于132.5 MHz,如果基带传输频率F为150MHz,那么传输距离已经小于50km,况且实际应用中,光源的谱线宽度往往大于1nm。 V^KnTCZXhq $Xw .iN]g
wh_`RP <D4.kM
从上式可以看出,1550nm波长的光在G.652光纤上传输时决定其传输距离限制的主要是色散因数。