2800对MDF总配线架另一方面,随着技术的进步和大规模产业的形成,光纤价格不断下降,应用范围不断扩大:从初期的本地电话网的局间中继线到长途干线进一步延伸到用户接入网,从数字电话到有线电视(CATv),从单一类型信息的传输到多种业务的传输。目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质,光纤通信系统将成为未来信息基础设施的支柱。在许多发达,生产光纤通信产品的行业已在国民经济中占重要地位。根据资料,仅光缆产品一项(约占整个光纤通信产品的一半),1995年在世界市场销售额达80亿美元2000年达180亿美元,5年中复合年增长率(CAGR)为17.6%。世界成缆光纤市场销售量,1994年为1810×104km,2001年为6570×104km,7年中CAGR为20%。
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2800对MDF总配线架产品介绍
1980年,美国标准化FT-3光纤通信系统投入商业应用,系统采用渐变型多模光纤,速率为44.7Mb/s。随后美国很快敷设了东西干线和南北干线,穿越22个州,光缆总长达5×10km。1976年和1978年,日本先后进行了速率为34Mb/s,传输距离为64km的突变型多模光纤通信系统,以及速率为100Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。1983年敷设了纵贯日本南北的光缆长途干线,全长3400km,初期传输速率为400Mb/s,后来扩容到1.6Gb/s。随后,由美、日、英、法发起的较好条横跨大西洋TAT-8海底光缆通信系统于1988年建成,全长6400km;较好条横跨太平洋TPC-3/HAW-4海底光缆通信系统于1989年建成,全长13200km。
2800对MDF总配线架功能介绍
从此,海底光缆通信系统的建设得到了一体展开,促进了大部分通信网的发展。自从1966年高锟提出光纤作为传输介质的概念以来,光纤通信从研究到应用,发展非常迅速:技术上不断更新换代,通信能力(传输速率和中继距离)不断提高,应用范围不断扩大。光纤通信的发展可以粗略地分为四个阶段:较好阶段(1966-1976年),这是从基础研究到商业应用的开发时期。在这个时期,实现了短波长(0.85pm)低速率(45或34Mb/s)多模光纤通信系统,无中继传输距离(即中继器之间的间距,简称中继距离)约10km。第二阶段(1976~1986年),这是以提高传输速率和增加传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。在这个时期,光纤从多模发展到单模,工作波长从短波长(0.85pm)发展到长波长(1.31pm和1.55gm),实现了工作波长为1.31pm、传输速率为140~565Mb/s的单模光纤通信系统,无中继传输距离为50~100km。
2800对MDF总配线架主要特点
第三(1986~1996年),这是进一步提高传输速率、增加传输距离并一体深入开展新技术研究的时期。在这个时期,实现了1.55m色散移位单模光纤通信系统。采用外调制技术,传输速率可达2.5~10Gb/s,中继传输距离可100~150km。实验室可以达到更高水平。第四阶段(1996年至今)实现了超大容量的波分复用(WDWavelengDivMultiplexing)光纤通信系统及基于WDM和波长选路的光网络;正在研究超长距离的光孤子(Soliton)通信系统(将在第7章作介绍)。1976年,美国在亚特兰大进行的现场试验,标志着光纤通信从基础研究发展到了商业应用的新阶段。此后,光纤通信技术不断创新:光纤从多模发展到单模,工作波长从0.85pm发展到1.31pm和1.55m,传输速率从几十Mb/s发展到几十Gb/s。
另一方面,随着技术的进步和大规模产业的形成,光纤价格不断下降,应用范围不断扩大:从初期的本地电话网的局间中继线到长途干线进一步延伸到用户接入网,从数字电话到有线电视(CATv),从单一类型信息的传输到多种业务的传输。目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质,光纤通信系统将成为未来信息基础设施的支柱。在许多发达,生产光纤通信产品的行业已在国民经济中占重要地位。根据资料,仅光缆产品一项(约占整个光纤通信产品的一半),1995年在世界市场销售额达80亿美元2000年达180亿美元,5年中复合年增长率(CAGR)为17.6%。世界成缆光纤市场销售量,1994年为1810×104km,2001年为6570×104km,7年中CAGR为20%,每年数据光发射机的功能是把输入电信号转换为光信号,并用耦合技术把光信号大限度地入光纤线路,光发射机光源、驱动器和调制器组成,光源是光发射机的核心。
光发射机的性能基本上取决于光源的特性,对光源的要求是输出光功率足够大,调制频率足够高,光谱(谱线)宽度和光束发散角尽可能小,输出功率和波长稳定,器件寿命长。目前使用的石英光纤有多模光纤和单模光纤,单模光纤的传输特性比多模光纤好。目前广泛使用的光源有半导体发光二较管(LED)和半导体激光二较管(或称激光器)(LD),以及谱线宽度很小的动态单纵模分布反馈(DFB激光器。有些场合也使用固体激光器,例如大功率的掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器。光发射机把电信号转换为光信号的过程(常简称为电/光或E/O转换),是通过电信号对光的调制而实现的。目前有直接调制和间接调制(或称外调制)两种调制方案直接调制是用电信号直接调制半导体激光器或发光二较管的驱动电流,使输出光随电信号变化而实现的。
这种方案技术简单、成本较低、容易实现,但调制速率受激光器的频率特性所限制。外调制是把激光的产生和调制分开,用单独的调制器调制激光器的输出光而实现的,目前有多种调制器可供选择,常用的是电光调制器。这种调制器是利用电信号改变电光晶体的折射率,使通过调制器的光参数随电信号变化而实现调制的。外调制的优点是调制速率高,缺点是技术复杂,成本较高,因此只有在大容量的波分复用和相干光通信系统中使用。对光参数的调制,原理上可以是光强(功率)、幅度、频率或相位调制,但实际上目前大多数光纤通信系统都采用直接光强调制。因为幅度、频率或相位调制,需要幅度和频率非常稳定、相位和偏振方向可以控制、谱线宽度很窄的单模激光源,并采用外调制方案,所以这些调制方式只在新技术系统中使用。
光纤线路的功能是把来自光发射机的光信号,以尽可能小的畸变(失真)和衰减传输到光。光纤线路由光纤、光纤接头和光纤连接器组成。光纤是光纤线路的主体,接头和连接器是不可缺少的器件。实际工程中使用的是容纳许多根光纤的光缆。光纤线路的性能主要由缆内光纤的传输特性决定。对光纤的基本要求是损耗和色散这两个传输特性参数都尽可能地小,而且有足够好的机械特性和环境特性,例如,在不可避免的应力作用下和环境温度改变时,保持传输特性稳定。目前使用的石英光纤有多模光纤和单模光纤,单模光纤的传输特性比多模光纤好格比多模光纤便宜,因而得到更广泛的应用。单模光纤配合半导体激光器,适合大容量长距离光纤传输系统而小容量短距离系统用多模光纤配合半导体发光二较管更加合适。