《電子技術(shù)應(yīng)用》
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光纖通訊器件如何選擇,光纖通訊技術(shù)發(fā)展趨勢探討

2020-06-22
來源:21IC

    光纖通訊是現(xiàn)代生活必不可少的通訊方式,但對于光纖通訊,并非所有人都足夠了解。為增進(jìn)大家對光纖通訊的認(rèn)識,本文將基于兩點(diǎn)對光纖通訊加以介紹:1. 光纖通訊器件選擇,2. 光纖通訊技術(shù)發(fā)展趨勢。

    

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    一、光纖通訊器件選擇

    一個基本的光纖通訊系統(tǒng)非常簡單:一個LED發(fā)射器將電信號轉(zhuǎn)變成光信號,并將之耦會進(jìn)入傳輸光纖中,光信號通過光纖到達(dá)光接收器,它把接收到的光信號恢復(fù)成原來的電信號輸出。

    光纜的選擇:一般,石英玻璃光纖由于其低損耗、高帶寬而用于長距離通信鏈路,例如,以太網(wǎng)和FDDI標(biāo)準(zhǔn)指定采用多模62.5/125μm石英玻璃光纖。這些細(xì)纖芯的光纖需要高精度連接器以減少耦合損耗,對于工業(yè)應(yīng)用,需要低成本的光纜和連接器。因此,1mm的POF(PlymerOpTIcalFibers)和200μm的HCS(HardCladSilica)光纖是最好選擇,它們均屬于階躍折射率的多模光纖。

    1mmPOF的典型損耗值在650nm波長時為0.2dB/m,而200μmHCS光纖在650mm波長典型損耗值僅為8dB/km,在820nm波長時更少。HCS光纖的核心是石英玻璃,包層是專利的高強(qiáng)度聚合物,不僅增加了光纖的強(qiáng)度,而且防潮防污染,外護(hù)套則是2.2mm的聚氯乙烯。HCS光纖可工作于一40℃~+85℃的溫度范圍內(nèi),架設(shè)溫度范圍為一20℃一+85℃,在性能與價格上均滿足系統(tǒng)要求。

    工作波長的選擇:光纖通訊系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須考慮光纖損耗與色散對系統(tǒng)帶來的影響,由于損耗和色散都與系統(tǒng)的工作波長有關(guān),因此工作波長的選擇成為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個主要問題。

    綜合考慮系統(tǒng)的指標(biāo)要求與選定的光纖,選擇820nm波長可使HCS光纖損耗低至6dB/km,同時色散也達(dá)到最小。

    光源的選擇:在820m波長下,LED是可以選用的最佳光源,與半導(dǎo)體激光器相比,LED的驅(qū)動電路簡單,且成本低。

    綜上所述,光纜選用200μmHCS光纖,光收發(fā)器件選用HP公司820nm波長的HFBR-0400系列。該系列中的HFBR-14X2/HFBR-24X2可在1500m距離內(nèi)達(dá)到5MBd的速率,工作溫度范圍為一40℃~+85℃,有ST、SMA、SC和FC多種端口型號可供選擇。HFBR-14XZ采用820nm波長的AlGaAs型LED,HFBR-24XZ內(nèi)部集成了包括PIN光電檢測器、直流放大器及集電極開路輸出Schottky型晶體管的一個IC芯片,其輸出可直接與流行的TTL及CMOS集成電路相連。

    

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    二、光纖通訊技術(shù)發(fā)展趨勢

    1.波分復(fù)用系統(tǒng)

    超大容量、超長距離傳輸技術(shù)波分復(fù)用技術(shù)極大地提高了光纖傳輸系統(tǒng)的傳輸容量,在未來跨海光傳輸系統(tǒng)中有廣闊的應(yīng)用前景。波分復(fù)用系統(tǒng)發(fā)展迅猛。6Tbit/的WDM系統(tǒng)已經(jīng)大量應(yīng)用,同時全光傳輸距離也在大幅擴(kuò)展。提高傳輸容量的另一種途徑是采用光時分復(fù)用(OTDM)技術(shù),與WDM通過增加單根光纖中傳輸?shù)男诺罃?shù)業(yè)提高其傳輸容量不同,OTDM技術(shù)是通過提高單信道速率來提高傳輸容量,其實(shí)現(xiàn)的單信道最高速率達(dá)640Cbit/s。

    2.光孤子通信

    光孤子是一種特殊的ps數(shù)量級的超短光脈沖,由于它在光纖的反常色散區(qū),群速度色散和非線性效應(yīng)相應(yīng)平衡,因而經(jīng)過光纖長距離傳輸后,波形和速度都保持不變。光孤子通信就是利用光孤子作為載體實(shí)現(xiàn)長距離無畸變的通信,在零誤碼的情況下信息傳遞可達(dá)萬里之遙。

    3.全光網(wǎng)絡(luò)

    未來的高速通信網(wǎng)將是全光網(wǎng)。全光網(wǎng)是光纖通訊技術(shù)發(fā)展的最高階段,也是理想階段。傳統(tǒng)的光網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了節(jié)點(diǎn)間的全光化,但在網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)處仍采用電器件,限制了通信網(wǎng)干線總?cè)萘康倪M(jìn)一步提高,因此,真正的全光網(wǎng)已成為一個非常重要的課題。全光網(wǎng)絡(luò)以光節(jié)點(diǎn)代替電節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)之間也是全光化,信息始終以光的形式進(jìn)行傳輸與交換,交換機(jī)對用戶信息的處理不再按比特進(jìn)行,而是根據(jù)其波長來決定路由。

    

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