多模光纖傳輸設(shè)備和單模光纖傳輸設(shè)備的原理

    光纖傳輸設(shè)備傳輸方式可簡單的分成：多模光纖傳輸設(shè)備和單模光纖傳輸設(shè)備。

   1. 多模光纖傳輸設(shè)備所采用的光器件是LED，通常按波長可分為850nm和1300nm兩個波長，按輸出功率可分為普通LED和增強(qiáng)LED——ELED。多模光纖傳輸所用的光纖，有62.5mm和50mm兩種。

     在多模光纖上傳輸決定傳輸距離的主要因素是光纖的帶寬和LED的工作波長，例如，如果采用工作波長1300nm的LED和50微米的光纖，其傳輸帶寬是 400MHz.km，鏈路衰減為0.7dB/km，如果基帶傳輸頻率F為150MHz，對于出纖功率為-18dBm，接收靈敏度為-25 dBm的光纖傳輸系統(tǒng)，其最大鏈路損耗為7 dB，則可計算：

      ST連接器損耗：

      2dB（兩個ST連接器）

      光學(xué)損耗裕量：2

      則理論傳輸距離：

      L=（7 dB-2 dB-2 dB）/0.7dB/km=4.2 km

      L為傳輸距離，而根據(jù)光纖的帶寬計算：

      L=B/F=400MHz.km/150MHz=2.6km

    其中 B為光纖帶寬，F(xiàn)為基帶傳輸頻率，那么實(shí)際傳輸測試時，L￡2.6km，由此可見，決定傳輸距離的主要因素是多模光纖的帶寬。

     2. 單模傳輸設(shè)備所采用的光器件是LD，通常按波長可分為850nm和1300nm兩個波長，按輸出功率可分為普通LD、高功率LD、DFB-LD（分布反饋光器件）。單模光纖傳輸所用的光纖最普遍的是G.652，其線徑為9微米。

      1310nm波長的光在G.652光纖上傳輸時，決定其傳輸距離限制的是衰減因數(shù)；因?yàn)樵?310nm波長下，光纖的材料色散與結(jié)構(gòu)色散相互抵消總的色散為0，在1310nm波長上有微小振幅的光信號能夠?qū)崿F(xiàn)寬頻帶傳輸。

      1550nm波長的光在G.652光纖上傳輸時衰減因數(shù)很小，單純從衰減因數(shù)考慮，1550nm波長的光在相同的光功率下傳輸?shù)木嚯x大于1310nm波長的光下的傳輸?shù)木嚯x，但是實(shí)際情況并非如此，單模光纖帶寬B與色散因數(shù)D的關(guān)系為：

      B=132.5/（DlxDxL）GHz

      其中L為光纖的長度，Dl為譜線寬度，對于1550nm波長的光，其色散因數(shù)如表3為20 ps/（nm.km)，假設(shè)其光譜寬度等于1nm，傳輸距離為L=50公里，則有：

      B=132.5/（DxL）GHz=132.5MHz

      也就是說，對于模擬波形，采用1550nm波長的光，當(dāng)傳輸距離為50公里時，傳輸帶寬已經(jīng)小于132.5 MHz，如果基帶傳輸頻率F為150MHz，那么傳輸距離已經(jīng)小于50km，況且實(shí)際應(yīng)用中，光源的譜線寬度往往大于1nm。

      從上式可以看出，1550nm波長的光在G.652光纖上傳輸時決定其傳輸距離限制的主要是色散因數(shù)。