光纤通信系统的主要特点

发布人:红松小e 发布时间:2020-09-23 10:25:56

在光纤通信系统中,作为载波的光波频率比电波频率高得多,而作为传输介质的光纤又比同轴电缆损耗低得多(见表1.1),因此相对于电缆或微波通信,光纤通信具有许多独特的优点。


光纤通信系统的主要特点
 

1、频带宽、传输容量大
 

表1.1电缆和光纤的损耗和频带比较
 

电缆基本上只适用于数据速率较低的局域网(LAN),距离较长的高速局域网(≥100Mbit/s)和城域网(MAN)必须采用光纤。光纤在1280~1620nm的近红外波段,具有6个传输窗口,采用密集波分复用技术,这6个窗口从理论上讲可以提供多达10000个信道。
 

过去,通信线路是信号传输的技术瓶颈,但是自从使用光缆后,这个问题就不复存在了。光多路传输技术是充分挖掘光纤带宽潜力、扩大通信容量的技术之采用多路传输技术可以充分利用光纤带宽,给通信带来巨大的经济效益。目前硏究开发的光复用技术有波分复用(WDM)、光时分复用(OTDM)和光码分复用(OCDM)。但OTDM和OCDM技术还不成熟。目前人们采用密集波分复用(DWDM)技术,增加可使用波长的数量,并利用光纤损耗谱平坦,扩大可利用的窗口技术和波长转换技术,实现波长再利用等可使单根光纤的传输速率达到几十Tbit/s,如能进一步利用 OCDMA技术,OTDM技术,增加光缆中光纤根数(目前已能达到432或864根每缆)等技术,理论上讲光纤通信的带宽可达到无无限限。。
 

2、损耗小、中继距离长
 

现在,商品化的石英光纤损耗比仼何传输介质的损耗都低,为0~20dB/km;如果将来使用非石英极低损耗传输介质,理论上传输的损耗还可以降到更低的水平。所以光纤通信系统可以减少中继站数目,一方面降低了系统成本和复杂性,更为重要的是可以实现更大的无中继距离。例如已报道的采用分布式拉曼放大技术,可使32波长×40Gbit/s WDM系统的无中继距离达到250km。
 

3、重量轻、体积小
 

由于电缆体积和重量较大,安装时还必须慎重处理接地和屏蔽问题。在空间狭小的场合,如舰船和飞机中,这个弱点更显突出。然而,光纤重量很轻,直径很小,即使做成光缆,在芯数相同的条件下,其重量还是比电缆轻得多,体积也小得多。通信设备的重量和体积对许多领域,特别是军事、航空和宇宙飞船等方面的应用,具有特别重要的意义。
 

在飞机上用光纤代替电缆,不仅降低了通信设备的成本,提高了通信质量,而且降低了飞机的制造成本。分析表明,每降低12kg,飞机制造成本就減少27万美元。
 

4、抗电磁干扰性能好
 

光纤的原材料是石英,具有强烈的抗腐蚀性能和良好的绝缘性能,同时自身抗电磁干扰能力强,能够解决电通信中电磁干扰的问题,不受外界雷电以及太阳黑子活动等的干扰,可以通过复合与电力导体高压输电线等形成复合光缆,有利于强电领域的通信系统工作。例如,在电气化铁道以及军事等方面应用。用无金属加强筋光缆非常适合于存在强电磁场干扰的高压电力线路周围、油田、煤矿和化工等易燃易爆环境中使用。
 

5、泄漏小、保密性好
 

在现代社会中,不但国家的政治、军事和经济情报需要保密,企业的经济和技术情报也已成为竞争对手的窃取目标。因此,通信系统的保密性能是用户必须考虑的—一个问题。电波传输会因为电磁波泄漏而岀现串音情况,容易被窃听,现代侦听技术已能做到在离同轴电缆几千米以外的地方窃听电缆中传输的信号,可是对光缆却困难得多。因此,在要求保密性高的网络中不能使用电缆;而在光纤中传输的光泄漏非常微弱,即使在弯曲地段也无法窃听。没有专用的特殊工具,光纤不能分接,因此信息在光纤中传输非常安全,对军事、政治和经济都有重要的意义。
 

6、节约金属材料,有利于资源合理使用
 

制造同轴电缆和波导管的金属材料,在地球上的储量是有限的;而制造光纤的石英(SiO)在地球上是取之不尽的。
 

光纤通信除了上述的一些具体的特点外,还有很多的优点,如光纤的原材料成本低,资源丰富,光纤柔软、重量轻、容易进行铺设,并且光纤的使用寿命长、稳定性好。因此光纤的通信应用范围比较广泛,不仅可以用于电力通信中,而且可以用于工业和军事领域以及其他领域中。

红松