【轉】影響光纖傳輸距離的因數和傳輸衰減損耗的原因

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【轉】影響光纖傳輸距離的因數和傳輸衰減損耗的原因

邁拓維矩 發表於 2020-05-19 14:58:46

光纖數字視頻系統是適於遠距離、大容量視頻的。在長距離傳輸中，需要使用延長器來放大經過長距離傳輸而減弱了的信號，就像接力賽跑一樣，一個人累了的時候需要換一個人繼續向前傳遞。在視頻系統中，延長距離越長，延長器數目越少，系統的成本就越低，可靠性也越高。延長系統的延長距離是科技工作者的奮鬥目標之一。

光纖數字傳輸系統的最大延長距離是指在光發射機和光接收機之間不設延長器時能傳輸的最遠距離，在設計一個光纖視頻系統時，計算最大延長距離是十分重要的。

MT-ED07光纖延長器

光纖傳輸系統的最大延長距離由四個因素決定：

1．發送機輸出耦合進光纖的平均光功率。耦合進光纖的功率越大，延長距離越長。

2．光纖的色散，若光纖的色散大，則經過一定距離傳輸後出現的波形失真就嚴重。傳輸的距離越長，波形失真就越嚴重。在數字視頻系統中，波形失真將引起碼間幹擾，使光接收靈敏度降低，影響系統的延長距離。

3．光纖的損耗。光纖線路的損耗包括光纖活動連接器損耗和光纖的熔接損耗，當然主要是光纖的每公裡損耗。如果光纖每公裡損耗越小，則信號光功率在光纖上的損失就越小,光信號在光纖中的傳輸距離就越遠。

4．滿足一定誤比特率要求的光接收機靈敏度。接收靈敏度越高，即滿足系統誤比特率要求的最低接收光功率越小，延長距離就越長。

對於某一光纖視頻系統來說，發送光功率和光接收靈敏度一般都是已知的，影響其延長距離的因素主要是損耗限制和色散限制。對於單模光纖視頻系統來說，傳輸速率在140Mb/s以下的系統一般只受損耗限制，色散對其影響不大；而傳輸速率在565Mb／s以上的系統，由於光源有一定的譜線寬度，可能會給延長距離帶來較大影響。現在，採用動態單縱模雷射器，特別是多量子阱雷射器（MQW）後，連傳輸速率為2.5Gb／s的系統也幾乎不受色散限制了。

光纖數字視頻系統，在光纖視頻中的傳輸設備光纖顯示燈不正常，傳輸業務時好時壞，甚至中斷視頻，或者傳輸距離達不到標準，這些現象在排除了設備問題與線路接觸不良之外，最大的可能就是光纖衰減損耗而造成的收光弱或無收光狀況。為了保證光信號遠距離、低損耗的傳輸，整條光纖鏈路必須滿足非常苛刻且敏感的物理條件。任何細微的幾何形變或者輕微汙染都會造成信號的巨大衰減，甚至中斷視頻。

MT-ED07

造成光纖衰減的主要因素有：本徵，彎曲，擠壓，雜質，不均勻和對接等：

本徵：是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。

彎曲：光纖彎曲時部分光纖內的光會因散射而損失掉，造成損耗。

擠壓：光纖受到擠壓時產生微小的彎曲而造成的損耗。

雜質：光纖內雜質吸收和散射在光纖中傳播的光，造成的損失。

不均勻：光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。

對接：光纖對接時產生的損耗，如：不同軸(單模光纖同軸度要求小於0.8μm)，端面與軸心不垂直，端面不平，對接心徑不匹配和熔接質量差等。

當光從光纖的一端射入，從另一端射出時，光的強度會減弱。這意味著光信號通過光纖傳播後，光能量衰減了一部分。這說明光纖中有某些物質或因某種原因，阻擋光信號通過。這就是光纖的傳輸損耗。

只有降低光纖損耗，才能使光信號暢通無阻，而光纖的損耗又分為：

一、 光纖的吸收損耗。

二、光纖的散射損耗。

三、波導散射損耗。

四、光纖彎曲產生的輻射損耗。

同時它又分為：固有損耗和附加損耗，

固有損耗包括散射損耗、吸收損耗和因光纖結構不完善引起的損耗。

附加損耗則包括微彎損耗、彎曲損耗和接續損耗。

光纖的傳輸既不可以太弱，也不可以太強，如果收光超過範圍的話，也有可能會激壞設備，所以安裝時需先測試一下光功率等情況，合格後才通業務。

光纖的損耗近年來，光纖視頻在許多領域得到了廣泛的應用。實現光纖視頻，一個重要的問題是儘可能地降低光纖的損耗。所謂損耗是指光纖每單位長度上的衰減，單位為dB／km。光纖損耗的高低直接影響傳輸距離或延長站間隔距離的遠近，因此，了解並降低光纖的損耗對光纖視頻有著重大的現實意義。

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