上一篇
光纤网络传输的过程
光纤网络传输通过光电转换实现，发射端将电信号调制为光信号，经光纤利用全反射原理长距离传输，接收端将 光信号转换回电信号，过程中中继器放大衰减信号，保证低损耗、高带宽的
光纤网络传输的核心过程
光信号的产生与调制
- 光源选择：光纤通信采用激光二极管（LD）或发光二极管（LED）作为光源，其中LD因单色性好、亮度高，适用于长距离传输。
- 电光调制：将电信号（如语音、数据）转换为光信号，常见调制方式包括：
- 强度调制（IM）：通过改变光强承载信息（如ON/OFF键控）。
- 相位调制（PM）：调整光波相位，抗干扰能力强。
- 波分复用（WDM）：不同波长光信号并行传输，提升容量。
| 调制方式 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 强度调制 | 简单易实现 | 短距离通信 |
| 相位调制 | 抗噪声强 | 高速率长距离 |
| 波分复用 | 超大容量 | 骨干网传输 |
光纤传输原理
- 全反射传输：光信号在光纤芯层中通过全反射向前传播，要求入射角大于临界角。
- 传输介质：
- 单模光纤：芯径约9μm，仅传输单一模式光，适用于长距离（如海底光缆）。
- 多模光纤：芯径50/62.5μm，支持多路径传输，用于短距离（如企业局域网）。
中继与信号放大
- 损耗补偿：光纤存在吸收损耗（如红外波段）和散射损耗，需通过以下技术恢复信号：
- 光放大器（EDFA）：掺铒光纤放大器，直接放大光信号，无需光电转换。
- 拉曼放大器：利用受激拉曼散射效应，分布式放大，适合超长跨段。
- 色散补偿：光纤色散导致脉冲展宽，解决方案包括：
- 色散补偿光纤（DCF）
- 预啁啾技术
接收与解调
- 光电转换：雪崩光电二极管（APD）或PIN光电二极管将光信号转为电信号。
- 信号处理：解调电路提取原始电信号，并进行误码校正（如FEC前向纠错）。
相关问题与解答
问题1：光纤通信相比传统铜缆的优势是什么？
解答：
- 带宽极高：单根光纤可支持Tbps级速率（如400G/800G光模块）。
- 传输距离远：无中继可达数十公里（如单模光纤+EDFA），铜缆仅数百米。
- 抗干扰性强：不受电磁干扰，适用于高压环境或军事领域。
- 尺寸与重量：光纤细如发丝，重量轻，适合高密度布线。
问题2：为什么长距离光纤传输需要定期进行“色散管理”？
解答：
光纤色散会导致光脉冲展宽，造成码间串扰，在10Gbps系统中，未经色散补偿的80km单模光纤可能使误码率飙升至不可用，通过色散补偿模块（DCM）或可调色散映射（DSP算法），可压缩脉冲畸变，确保信号完整性
