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【光通信】布線時,什麼情況用單模光纖,什麼情況用多模光纖一、多模光纖二、單模光纖三、多模光纖收發器與單模光纖收發器的差別四、光子產品的使用五、光纖光纜的使用

使用光纖有哪些優點?

1、光纖的通頻帶很寬,理論可達30T。

2、無中繼支援長度可達幾十到上百公裡,銅線隻有幾百米。

3、不受電磁場和電磁輻射的影響。

4、重量輕,體積小。

5、光纖通訊不帶電,使用安全可用于易燃,易暴等場所。

6、使用環境溫度範圍寬。

7、使用壽命長。

文章目錄

  • 一、多模光纖
  • 二、單模光纖
  • 三、多模光纖收發器與單模光纖收發器的差別
  • 四、光子產品的使用
  • 五、光纖光纜的使用

一、多模光纖

1、什麼是多模光纖

當光纖的幾何尺寸(主要是纖芯直徑d1)遠遠大于光波波長時(約1µm),光纖中會存在着幾十種乃至幾百種傳播模式。不同的傳播模式具有不同的傳播速度與相位,導緻長距離的傳輸之後會産生時延、光脈沖變寬。這種現象叫做光纖的模式色散(又叫模間色散)。

模式色散會使多模光纖的帶寬變窄,降低了其傳輸容量,是以多模光纖僅适用于較小容量的光纖通信。

總之多模光纖芯徑大(62.5mm或50mm),允許上百個模式傳輸,色散大,工作波長在850nm。

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2、多模光纖的傳輸距離

相對于雙絞線,多模光纖能夠支援較長的傳輸距離;

在10mbps及100mbps的以太網中,多模光纖最長可支援2000米的傳輸距離;

而于1GbpS千兆網中,多模光纖最高可支援550米的傳輸距離;

在10Gbps萬兆網中,多模光纖OM3可到300米,OM4可達500米;

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二、單模光纖

1、什麼是單模光纖

當光纖的幾何尺寸(主要是芯徑)可以與光波長相近時,如芯徑d1 在5~10µm範圍,光纖隻允許一種模式(基模HE11)在其中傳播,其餘的高次模全部截止,這樣的光纖叫做單模光纖。

由于它隻有一種模式傳播,避免了模式色散的問題,故單模光纖具有極寬的帶寬,特别适用于大容量的光纖通信。是以,要實作單模傳輸,必須使光纖的諸參量滿足一定的條件,通過公式計算得出,對于NA=0.12 的光纖要在λ=1.3µm以上實作單模傳輸時,光纖纖芯的半徑應≤4.2µm,即其纖芯直徑d1≤8.4µm。

由于單模光纖的纖芯直徑非常細小,是以對其制造技術提出了更苛刻的要求。

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2、單模光纖傳輸距離

單模光纖的纖芯直徑為8.3μm,包層外直徑125μm,單模光子產品的工作波長為1310nm、1550nm,單模光纖相比于多模光纖可支援更長傳輸距離,在100Mbps的以太網以至1G千兆網,單模光纖都可支援超過5000m的傳輸距離。

單模光子產品中使用的器件是多模光子產品的兩倍,是以單模光子產品的總體成本要高于多模光子產品;單模光子產品的傳輸距離可達150至200km;多模光子產品的傳輸距離僅可達2km。

這裡我們對常用的布線距離做個總結:

不同的網絡下、不同的波長多模與單模傳輸距離。

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從表中,明顯可以看出,多模光纖的傳輸距離有限,現在在實際應用中,已經用的比較少了。

為什麼多模光纖傳輸距離沒有單模遠呢?

光纖的工作波長有短波長850nm、長波長1310nm和1550nm。光纖損耗一般是随波長加長而減小,850nm的損耗為2.5dB/km,多模光纖在這一波長工作,損耗過大。

1310nm的損耗為0.35dB/km,1550nm的損耗為0.20dB/km,單模光纖的工作波長,也是光纖的最低損耗。

三、多模光纖收發器與單模光纖收發器的差別

差別:

價格:多模的便宜,單模的貴.

距離:多模的小于2KM,單模的能傳100KM以上.

波長:多模850/1310NM,單模1310/1550NM.

備注:

多模收發器和多模光纖對應, 單模和單模對應, 不能混用。

目前市場上, 多模的收發器價格低廉, 基本200元左右的就很不錯了,企業級的300多也夠用了,帶寬都是100Mbps。

單模收發器與之相比, 市場上貨源較少, 價格較貴, 基本要400元左右一個, 帶寬是1000Mbps, 比多模要高很多。

雖然多模都在淘汰中,現在用的比較少, 但是因為價格較低很多在監控,主要在500m以下的布線範圍内,近距離傳輸方面還有在用 ,但我們還是推薦單模,性能不如單模。

多模收發器接收多個傳輸模式,傳輸距離比較近。

單模收發器隻接收單一的模式。傳輸距離比較遠。

四、光子產品的使用

1、單模/多模光纖可以和單模/多模光子產品可以混用嗎?

答:單模/多模光纖可以和單模/多模光子產品混用結果如下表所示,我們可以看到它們是不能混用的,必須要将光纖和光子產品比對好才可以正常使用。

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單模光子產品在多模上傳輸會出現很大的丢包。

2、多模光纖能和單模光子產品一起使用嗎?如果不能,那麼原因是什麼?

答:不能。多模光纖最好和多模光子產品一起使用,因為多模和單模的轉換器必須是相應的波長和光收發功能才能實作光電轉換,是以多模光纖能和單模光子產品一起使用無法保障使用效果。

3、我們機房全部都是單模的光子產品,光纖是多模的,難道機房的光子產品全部要換成多模的?

答:最好全都換成多模的光子產品,不能單模和多模混用,因為單模光纖和多模光纖的芯徑差别很大,會導緻兩者比對時插損太大。

五、光纖光纜的使用

一、如何選擇光纜?

光纜的選擇除了根據光纖芯數和光纖種類以外,還要根據光纜的使用環境來選擇光纜的結構和外護套。

1、戶外用光纜直埋時,宜選用松套铠裝光纜。架空時,可選用帶兩根或多根加強筋的黑色PE外護套的松套光纜。

2、建築物内用的光纜在選用時應選用緊套光纜并注意其阻燃、毒和煙的特性。一般在管道中或強制通風處可選用阻燃但有煙的類型(Plenum)或可燃無毒的類型(LSZH),暴露的環境中應選用阻燃、無毒和無煙的類型(Riser)。

3、樓内垂直或水準布纜時,可選用與建築物内通用的緊套光纜、配線光纜或分支光纜時。

4、根據網絡應用和光纜應用參數選擇單模和多模光纜,通常室内和短距離應用以多模光纜為主,室外和長距離應用以單模光纜為主。

二、在光纖的連接配接中,如何選擇固定連接配接和活動連接配接的不同應用?

光纖的活動連接配接是通過光纖連接配接器實作的。光鍊路中的一個活動連接配接點就是一個明确的分割界面。在活動連接配接和固定連接配接的選擇上,固定連接配接的優勢展現在成本較低、光損耗較小,但靈活性較差,而活動連接配接與之相反。網絡設計時需要根據整條鍊路情況,靈活選擇活動和固定連接配接的使用,保證既有靈活性,又有穩定性,進而充分發揮各自的優勢。活動連接配接界面是重要的測試、維護、變更的界面,活動連接配接比固定連接配接相對容易找到鍊路中的故障點,為故障器件的更換增加便捷性,進而提高系統維護性和減少維護成本。

三、光纖越來越接近使用者終端,“光纖到桌面”的意義和系統設計時需要注意哪些因素?

“光纖到桌面”在水準子系統的應用中,和銅纜的關系是相輔相成不可或缺的。光纖有其特有的長處,比如傳輸距離遠、傳輸穩定、不受電磁幹擾的影響、支援帶寬高、不會産生電磁洩露。這些特點使得光纖在一些特定的環境中發揮着銅纜不可替代的作用:

1、當資訊點傳輸距離大于100m時,如果選擇使用銅纜。必須添加中繼器或增加網絡裝置和弱電間,進而增加成本和故障隐患,使用光纖可以輕易地解決這一問題。

2、在特定工作環境中(如工廠、醫院、空調機房、電力機房等)存在着大量的電磁幹擾源,光纖可以不受電磁幹擾,在這些環境中的穩定運作。

3、光纖不存在電磁洩漏,要檢測光纖中傳輸的信号是非常困難的。在保密等級要求較高的地方(如軍事、研發、審計、政府等行業)是很好的選擇。

4、對帶寬的需求較高的環境,達到了1G以上,光纖是很好的選擇。

光纖的應用正在從主幹或機房逐漸延伸到桌面和住宅使用者,這就意味着越來越多的不了解光纖特性的使用者開始接觸到光纖系統。是以設計光纖鍊路系統和選擇産品時,應充分考慮系統目前和未來的應用需求,使用相容的系統和産品,最大可能地便于維護和管理,适應千變萬化的現場實際情況和使用者安裝需求等。

四、FC連接配接器可以直接與SC連接配接器連接配接嗎?

可以,這僅僅是兩種不同類型的連接配接器的不同連接配接方法。

如果你需要連接配接他們,你必須選擇混合的轉接擴充卡,使用FC/SC擴充卡可以分别連接配接兩端的FC連接配接器和SC連接配接器。這種方法要求連接配接器應當都是平面研磨,如果你一定需要連接配接斜角度(APC)連接配接器,則必采用第二種防止損傷的方法。

第二種方法是使用混合跳線和兩個連接配接擴充卡。混合跳線是指兩端使用不同的光纖連接配接器類型,這些連接配接器将連接配接至你需要連接配接的地方,這樣就可以在配線面闆中使用通用的擴充卡與系統相連,但是對系統衰減預算帶來一個連接配接器對的增加量。

五、光纖的固定連接配接包括機械式光纖接續和熱熔接,那麼機械式光纖接續和熱熔接的選用原則有哪些?

機械式光纖接續俗稱為光纖冷接,是指不需要熱熔接機,通過簡單的接續工具、利用機械連接配接技術實作單芯或多芯光纖永久連接配接的光纖接續方式。總的來說,對小芯數多地點分散的光纖進行接續時,宜采用機械接續取代熱熔接。

機械式光纖接續技術早期經常被應用線上路搶修、特殊場合的小規模應用等工程實踐當中。近年來随着光纖到桌面和光纖到戶( FTTH)在的大規模部署,人們認識到機械式光纖接續作為一種重要的光纖接續手段的意義。

對于具有使用者數量大而地點分散的特點的光纖到桌面和光纖到戶應用,當使用者規模到一定程度後,施工複雜程度和施勞工員和熔接機無法滿足使用者開通服務的時間要求。機械式光纖接續方式由于操作簡單,人員教育訓練周期短,裝置投資小等特點,為光纖大規模部署提供了成本效益最高的光纖接續解決方案。比如樓道高處、狹小空間内,照明不足、現場取電不友善等場合,機械式光纖接續為設計、施工和維護人員提供了一個友善、實用、快捷、高性能的光纖接續手段。

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