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光纤的基带响应可用脉冲响应g(t)(时域)或频率响应Gb(ω)(频域)表达。带宽以频域定义,数值等于幅频曲线下降到最大值一半处所对应的频率,即-6dB电带宽,或-3dB光带宽。
带宽的直接测量只用在多模光纤。多模传输,不同模式的群速度不同,如果模式功率没有达到稳态或平衡分布,则激励很小的变化会使接收的功率分布产生较大的变化,难以获得重复的可靠测量结果,因此要求获得接收功率稳态分布的注入条件是十分重要的。
测量可应用剪断法或介入法。
② 如图1(b)所示。P1是发送系统与接收系统直接连接,校整后记录的接收(参考)功率,P2是插入光纤后,记录的接收功率。被测光纤的损耗A=101g(P1/P2)-Ca,dB,这里Ca是一个连接器的标称平均损耗。
③ 背向散射法
④ (见光时城反射测量)
① 是一种直接应用损耗定义的测量方法。保持输入条件不变,测量光纤两点上的功率P1和P2。P2是从光纤终端输出的功率;P1是在剪断后约2m处光纤出射的功率。精确度高,适于工厂实验室采用。
问:为何光纤速度快?原理解析篇!答:一说到“光纤”,人们首先就会联想到与铜线传导电信号相比,其数据传输速度更快。这是为什么呢?下面就来介绍一下这方面的情况。 光具有每秒可环绕地球7圈半的速...
光纤弯曲过大,就会加大光信号的损耗(波长越长,损耗越大)。但是依旧能够传递。端口材料是比较特殊,常见的APC,UPU,PU端口光纤是光导纤维的简写,是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具。传输...
1、相机的视频信号进入防雷器的IN口,再从OUT口出来,如果是球机,485信号也要经过防雷器,信号出来以后按照提述意思说是进入了硬盘录象机,这是前端的设备。2、然后硬盘录象机的LAN口接跟网线到光纤信...
测量光纤的损耗有三种方法:剪断法、介入损耗法和背向散射法。剪断法测量精度高,适于在实验室和工厂采用。介入损耗法测量精度和重复性受到连接器的影响,不如剪断法,适合现场使用。背向散射法是通过测量被测光纤的背向散射光来测量光纤损耗的方法,光纤均匀时测量梢度仅次于剪断法。它的测量设备是一台智能化仪表,使用方便。
损耗测量的注入条件:为了精确地测量光纤损耗,注入被测光纤的光波应满足以下条件。①多模光纤,光源激发出的各个模式间耦合应达到动态平衡,各模式中的功率分配比例一定,即光纤输出端的场图的功率分布不随光纤长度变化。措施是加扰模器;②加滤模器,用以消除单模光纤测量中的高次模;③加包层模消除器,用以消除包层模。
损耗测量设备的连接如图1所示。
光纤的色散可用色散系数表示,即每单位长度单位谱宽引起的群时延变化(ps/rnn·km),是从测量不同波长经已知长度的光纤传输所呈现的相对群时延来得到的。可用相移法、脉冲时延法和干涉法进行测量。测量设备的连接如图2所示。
相移法是在这种测试系统中对光源进行正弦调制。在不同波长下,通道信号与参考信号之间的相移ψ()由矢量电压表测得。再计算出单位长度的群时延τ()。这样,只要测出不同波长下的ψ(),计算出τ(),根据不同类型的光纤应用合适的方程来拟合这些获得的τ()数据点,色散系数D(λ)=dτ(λ)/dλ能从τ()的拟合表示式求导来决定。同时也决定了零色散波长λ0和零色散斜率
S=[dD(λ)/dλ],ps/nm2·km。
脉冲时延法是用窄脉冲调制光源。测量用高速示波器或取祥示波器直接检测不同波长的群时延τ()。色散系数由τ(λ)的拟合方程求导得到。
干涉法是采用马赫一泽德(Mach-Eehnder)干涉仪在短段(几米)光纤上测量色散。根据干涉图的最大位置在不同波长时的位移来计算单位长度的群时延τ(),然后以合适方程拟合获得的τ()数据点,再对波长求导得到色散系数D(λ)。该法只适用于纵向均匀性良好的光纤。
为保证单模光纤有效单模工作截止高阶模,实用中,将截止波长规定为:在模场均匀激励下(包括注入
较高次模在内)光纤中总光功率与基模光功率之比,减小到某一较小的规定值(例如已选定0.ldB)时,所对应的较大波长。CCITT建议了两种截止波长:2m未成缆预涂覆光纤测得的截止波长λc和成缆光纤(22m)在使用状态下测量的截止波长λcc。对截止波长的测量,可用传输功率法和分离轴心法。
传输功率法是按定义利用传输功率比:
R(λ)=10lg[P/P(λ)]=0.1,dB
式中P1(λ)为试样光纤在规定条件下随波长变化的输出功率;Pi(λ)为参考传输功率。R(λ)-λ曲线来λc决定人或λcc。如图3所示。
分离轴心法适用于未成缆预涂覆光纤。在预期截止波长附近区域测量输出功率P1(λ)。与传输功率法一样,测参考功率Pi(λ),并由R(λ)曲线决定λc。
模场直径2W,是描述光纤中光能沿光纤半径集中程度的一个参量。它有一个严格的用积分来表示的数学表达式。模场直径可用远场扫描法、可变孔径法和近场扫描法等测量。
远场扫描法是一种严格与定义表达式联系的测量方法。测试方框图如图4(a)所示。
扫描机械为一具有针孔式带有尾纤的光电检测器,测出远场强度F2(q),其中q=sinθ/λ然后从定义数学表达式算出模场直径。
可变孔径法,使用1个至少有12个不同孔径的扫描机械。这些孔径应包括数值孔径从0.02到0.25(对色散移位光纤应为0.4)半张角的范围。通过孔径传输的光,由透镜会聚到检测器上。测量出每个孔径传送的光功率P(x),并且求出互补孔径传输函数a(x);a(x)=1-[P(x)/],这里x=D·tanθ是孔径半径,D为孔径与光纤端面的距离,Pmax为最大孔径传输的功率。然后由2W与a(x)相应公式算出模场直2W。
刀口扫描法使用一个直线性的刀口扫描机械。刀口应与光纤轴和刀片边正交,测量由刀口传送的光功率K(x),它是刀口位置的函数,x=D·tanθ为刀口侧向移动位置,D为刀口与光纤端面的距离。然后由K(x)与2W相应的公式算出模场直径2W。
近场扫描法使用显微物镜或透镜组将近场图放大并成像在扫描检测器上。如图4(b)所示。扫描测量近场强度分布f2(r);r是径向坐标。再根据2W与f2(r)的关系式算出相应的模场直径2W。
第二章光纤传输理论及传输特性
第二章光纤传输理论及传输特性
光缆不易分支,因为传输的是光信号,所以一般用于点到点的连接。光的总线拓扑结构的实验性多点系统已经建成,但是价格还太贵。原则上,由光纤功率损失小、衰减少,有较大的带宽潜力,因此,一般光纤能够支持的接头数比双绞线或同轴电缆多得多。低价可靠的发送器为0.85um波长发光二极管LED,能支持100Mbps的传输率和1.5~2KM范围内的局域网。激光二极管的发送器成本较高,且不能满足百万小时寿命的要求。运行在0.85um波长的发光二极管检波器PIN也是低价的接收器。
雪崩光二极管的信号增益比PIN大,但要用20~50V的电源,而PIN检波器只需用5V电源。如果要达到更远距离和更高速率,则可用1.3um波长的系统,这种系统衰减很小,但要比0.85um波长系统贵源。另外,与之配套的光纤连接器也很重要,要求每个连接器的连接损耗低于25dB,易于安装,价格较低。光纤的芯子和孔径愈大,从发光二极管LED接收的光愈多,其性能就愈好。芯子直径为100um,包层直径为140um 的光纤,可提供相当好的性能。其接收的光能比62.5/125um光纤的多4dB,比50/125um光纤多8.5dB。运行在0.8um波长的光纤衰减为6dB/Km,运行在1.3um波长的光纤衰减为4dB/Km。0.8um的光纤频宽为150MHz/Km,1.3um的光纤频宽为500MHz/Km。
综合布线系统中,主干线使用光纤做为传输介质是十分合适的,而且是必要的。
采用一种光波波分复用技术WDM(WAVELENGTH DIVISION MULTI-PLEXING),可以在一条线路上复用、发送、传输多个位,一般按一个字节八位并行传输,对每个位流使用不同的波长,所以它所需的支持电路可在低速率下运行。WDM的光纤链路适合于字节宽度的设备接口,是一种新的数据传输系统。
激光的特性
激光的特性,包括它在时间、空间和频谱中的分布特性,由各种激光参数表征。激光参数测量是激光技术中的一个重要方面,也是激光器的研究、生产和应用中的一项基础工作。
激光功率与能量测量
激光功率与能量测量主要是连续激光功率和脉冲激光能量的测量。这些参数表明激光的有无和强弱。其他激光参数的测量,大多与功率和能量的测量有关。对于脉冲激光,常用能量计直接测量单个或数个脉冲的能量,也可用快响应功率计测量脉冲瞬时功率并对时间积分而求出能量。对于连续激光,可以直接用功率计测量激光功率,也可以用测量一定时间内的能量的方法求出平均功率。
激光功率计和激光能量计
激光功率计和激光能量计的接收器通常有光电型和光热型两种,仪器的示值与所测激光功率或能量成线性关系。光电型的灵敏度高、响应快;光热型的光谱响应曲线平坦、稳定性好。不同种类的激光需要用不同的仪器测量。大功率激光测量常用流水式量热计,调Q激光能量测量常用体吸收型和多次反射式量热计。为了避免强激光的损害,激光功率和能量测试系统配有各种形式的衰减器。
说起光纤网络很多人都是模棱两可的,对于光纤的传输来说,我们首先需要了解一下它的构成部分,光纤传输,即以光导纤维为介质进行的数据、信号传输。光导纤维,不仅可用来传输模拟信号和数字信号,而且可以满足视频传输的需求。
光纤传输的距离优势和原理
光纤传输主要是通过光导纤维为介质进行数据及信号传输,而视频传输需求也能满足。光纤传输讯号使用非常方便,基本都是用光缆来进行的,如果不使用中继器的话,单根光导纤维传输距离能达到几十公里,可见光纤承担的通讯量是非常大的。
光纤传输优势
1、灵敏度高,不受噪声的干扰。
2、体积小、重量轻、寿命长、物美价廉。
3、绝缘、耐高压、高温、腐蚀,适于特殊环境。
4、可依环境要求调整,讯号传输容易。
5、高带宽,通讯量减小,距离远。
6、串音小,质量高。
7、保密性高。
8、便于敷设及搬运原料。
光纤传输速度
真空中速度高达每秒30万公里。在通讯光缆中,由于光信号要沿着光纤壁折射,研究表明,石英玻璃光纤中光的速度比在真空中慢31%。英格兰南安普敦大学研究人员设计了一种空心光纤,让光纤通讯速度达到光速的99.7%,可以大幅降低传输延迟问题,讯号衰减问题,让该项技术无法用在长距离传输上。
光纤传输距离
光纤通信系统中,最基本的模式为:光收发器---光纤----光收发器
可以看到影响传输距离的主体就是光收发器和光纤。
光纤传输距离由四个因素决定:
1.光功率。耦合进光纤的功率越大,距离越长。
2.色散。色散大,出现的波形失真就严重。距离越长,波形失真就越严重。在数字通信系统中,波形失真将引起码间干扰,使光接收灵敏度降低,影响系统的中继距离。
3.损耗。包括光纤活动连接器损耗及熔接损耗,主要是每公里损耗。每公里损耗越小,损失就越小,传输距离就越远。
4.接收机灵敏度。灵敏度越高,接收光功率越小,距离就越长。
光纤传输一般使用光缆进行,单根光导纤维的数据传输速率能达几Gbps,在不使用中继器的情况下,传输距离能达几十公里。看完了什么是光纤传输的介绍,下面我们就一起来了解下光纤传输原理的相关知识。