2020 1 光通信基础知识

光纤通信

历史：

2000多年前烽火台——灯光、旗语
1880年光电话——无线光通信（美国人 Alexander Graham Bell 发明了光电话）
1958年激光 -- 新的光源
1966年光波导 -- 华裔科学家：高锟博士从理论上预言玻璃纤维是理想的光波导。
1970年光纤通信--（康宁公司成功开发出衰减小于20dB/km的商用光纤）

1.信源
为模拟信号和数字信号
.信源即信息的发送源。信息通过信号承载。信源信号分
模拟信号:特征量取值连续的信号(幅度、频率或相位)
数字信号∶特征量取值离散的信号(幅度、频率或相位)

光速：3×10^8m/s （3亿米每秒）

光速=走的距离L÷走的时间t
频率=波峰（或波谷）的数量s÷时间t
走的距离L=波长m×波峰（或波谷）的数量s
所以光速=L÷t=m×s÷t

光速=波长*频率

目前光通信：750nm-1700nm 左右

红光：波长范围：760~622纳米；

橙光：波长范围：622~597纳米；

黄光：波长范围：597~577纳米；

绿光：波长范围：577~492纳米；

青光：波长范围：492~450纳米；

蓝光：波长范围：450~435纳米；

紫光：波长范围：435~390纳米；

可见光是电磁波谱中人眼可以感知的部分，可见光谱没有精确的范围；一般人的眼睛可以感知的电磁波的波长在400～760nm之间，但还有一些人能够感知到波长大约在380～780nm之间的电磁波。

光纤通信正是利用了全反射原理，当光的注入角满足一定条件时，光便能在光纤(光波导)内形成全反射，从而达到长距离传输的目的。

光纤的结构

按光在光纤中的传输模式可分为：单摸光纤和多模光纤。
多模光纤：zhi中心玻璃dao芯较粗（50或62.5μm），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：中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10μm），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，但其色度色散起主要作用，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。
按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。
常规型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300nm。色散位移型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300nm和1550nm。
按折射率分布情况分：突变型和渐变型光纤。

光纤接入网从技术上可分为两大类：有源光网络和无源光网络。
1.有源光网络又可分为基于SDH的AON和基于PDH的AON；
2.无源光网络可分为窄带PON和宽带PON。

https://www.flukenetworks.com.cn/knowledge-base/copper-testing/om1-om2-om3-om4-om5-and-os1-os2-fiber?fullweb=1

光纤几何尺寸参数典型值
纤芯直径(多模光纤):62.5/50um
纤芯直径(单模光纤):8～10um
纤芯/包层同心度:<1.0um
包层外径:125um土1um
包层不圆度:≤1%
涂层外径:245um士5um
包层/涂层同心度:<12um
光纤翘曲度:→≥4m

光纤型号	衰减(db/km)
多模	@850nm	@1300nm
标准62.5/125μm	3.5	1
标准50/125μm	3.5	1.5
50/125μm-150	3.5	1.5
50/125μm-300	3.5	1.5
50/125μm-550	3	0.7
单模	@1310nm	@1550nm
标准9/125μm	0.3	0.4

一、单多模光纤基本区别

单模光纤（Single Mode Fiber）以一种模式传输，纤芯为9μm，速率在100M/s或1G/s，传输距离5km以上，光源为激光光源。线缆颜色多为黄色，连接头多为蓝色或绿色，适用波长为1310nm~1550nm；

多模光纤（Multi Mode Fiber）支持多种模式传输，纤芯为50μm/62.5μm，典型速率为100M/s，传输距离可达2km，1 G/s可达1000m，10 G/s可达550m，光源为LED光源。线缆颜色千兆多为橙色、万兆多为水蓝色，连接头多位灰白色，适用波长为850nm/1310nm。

二、单/多模光纤分类

单模光纤有G652 G655 G657；多模光纤有OM1、OM2、OM3、OM4、OM5。

新型OM5光纤跳线多为石灰绿色，相对OM4光纤跳线，OM4一次只支持单个波长传输，而OM5一次可以支持4个波长，传输距离也更长，将广泛应用于40G/100G数据中心布线。OM1/OM2广泛用于室内，多为橙色；OM3/OM4多为水蓝色，也有紫罗兰色、品红色等，多用于数据中心10G—40G/100G。

既然单模光纤能传输更远距离，为什么不都使用单模光纤呢？

与单模光纤最大的不同在于，多模光纤具有更大的直径。更大的纤芯直径意味着，多模光纤可以支持多个传输模式，虽然这导致其价格高于单模光纤，但是单模光纤多采用固态激光二极管作为光源，而多模光纤多采用LED作为光源，显然前者的设备比后者的设备更昂贵，导致使用多模光纤的成本远小于使用单模光纤的成本，加之，在短距离光传输条件下，特别是局域网布线场景中，多模光纤与单模光纤的工作状态一样良好，因而在成本优势的推动下，多模光纤更适合用于数据中心建设。

http://www.c-fol.net/baike/content/3/1601.html?btwaf=49391118

待续。。。

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