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光纤-单模多模-优势,构造和要素

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 压住他

光纤-单模多模-优势,构造和要素在本文中,我们将讨论 光纤电缆 以及它如何改变了 网络基础架构的设计和实现,提供 高千兆位速度, 增加安全性, 灵活性 并完成 防电磁干扰.

在1950年代,对通过光纤传输可见图像的更多研究和开发在医学领域取得了一些成功,该领域被用于远程照明和观察仪器。 1966年,Charles Kao和George Hockham提出了通过玻璃纤维传输信息的建议,并意识到要使其实用化,必须降低电缆的损耗。

这是改善光纤制造中的光损耗的发展动力,如今,光损耗已大大低于Charles Kao和George Hockham设定的最初目标。

使用光纤的优势

由于光纤电缆具有低损耗,高带宽的特性,因此它们的使用距离比铜电缆更长。在数据网络中,如果不使用中继器,则可能长达2公里。它们的重量轻,体积小,因此非常适合不适合使用铜缆的应用,而通过使用多路复用器,一根光纤可以代替数百根铜缆。对于一根细小的玻璃丝来说,这是非常令人印象深刻的,但是在数据行业中,真正的好处是它具有抗电磁干扰(EMI)的能力,而且玻璃不是导电体。

光纤电缆

图1.光纤电缆

由于纤维是不导电的,因此可以在需要电气隔离的地方使用,例如,在建筑物之间需要铜线交叉粘结以消除地电位差异的建筑物之间。在危险环境中,例如化工厂,火花也可能引发爆炸,纤维也不会构成威胁。最后但并非最不重要的是安全方面。接入光缆以读取数据信号非常非常困难。

纤维构造

光纤电缆有许多不同的类型,但是出于解释的目的,我们将介绍一种最常见的类型- 62.5 / 125微米 管松动。这些数字代表光纤纤芯和包层的直径,以微米为单位,百万分之一米。

光纤电缆的构造-组件

图2.光纤电缆的结构-组件

松套管光纤电缆可以在室内或室外,或两者都在。室外电缆通常在管中填充有凝胶,以充当防潮层,以防进水。一根电缆中的芯数可以在4到144之间的任何位置。

多年来,已经生产了各种尺寸的核,但是如今,数据通信中使用了三种主要的核,分别是50 / 125、62.5 / 125和8.3 / 125。 50/125和62.5 / 125微米多模电缆是数据网络中使用最广泛的电缆,尽管最近62.5已成为更流行的选择。这是相当不幸的,因为发现50/125是千兆以太网应用程序的更好选择。

ST双面贴片引线

图3. ST双工跳线

8.3 / 125微米是单模电缆,由于单模硬件的高昂成本,到目前为止它尚未广泛用于数据网络中。事情开始发生变化,因为通过62.5 / 125光纤的千兆位以太网的长度限制已减少到220m左右,现在使用8.3 / 125可能是某些校园规模网络的唯一选择。

单模和多模有什么区别?

对于铜缆,较大的电缆意味着较小的电阻,因此电流更大,但是对于光纤,则相反。为了解释这一点,我们首先需要了解光如何在纤芯中传播。

光传播

光通过称为“全内反射”(TIR)的过程沿着光缆传播;这可以通过使用两种折射率不同的玻璃来实现。内芯具有高折射率,而外包层具有低折射率。这与观察池塘时的反射原理相同。池塘中的水比空气具有更高的折射率,如果从浅角度观看,您会看到周围区域的反射,但是,如果直接往下看,您会看到底部的水。池塘

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图4.通过光纤电缆传输的光

在这两个视图之间的某个特定角度,光线停止从水表面反射,并穿过空气/水界面,使您可以看到池塘的底部。顾名思义,在多模光纤中,光线有多种传播模式。这些范围从低阶模式(沿着中间一直沿最直接的路径)到高阶模式(沿着光纤从一侧一直反射到另一侧时,沿着最长的路径)。

光在光缆内传播时会弹起

图5.在光缆中传播时,光会弹起

由于来自一个脉冲的光线在不同的时间到达远端,因此具有散射信号的效果。这就是所谓的联运色散(有时称为差模延迟,DMD)。为了缓解该问题,开发了渐变折射率纤维。与上面的示例在纤芯和包层之间具有确定的势垒不同,它们在中心具有高折射率,在圆周上逐渐降低到低折射率。这减慢了低阶模,使光线可以更近地到达远端,从而减少了模态色散并改善了信号的形状。

那么单模光纤呢?

那么,摆脱联运分散的最佳方法是什么?容易,只允许一种传播方式。因此,较小的核心尺寸意味着更高的带宽和更大的距离。就那么简单!

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标签: 联网 光纤 多模式 单模 电磁干扰 62.5 / 125 8.3 / 125 50/125

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