光纤与光纤布线

光纤是光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成。它透明、纤细，虽比
头发丝还细，却具有把光封闭在其中并沿轴向进行传播的导波结构。光纤通信就是因为
光纤的这种神奇结构而发展起来的以光波为载频，光导纤维为传输介质的一种通信方式。
    目前，光通信使用的光波波长范围是在近红外区内，波长为0.8至1.8um。可分为短
波长段（0.85um）和长波长段（1.31um和1.55um）。由于光纤通信具有一系列优异的特
性，因此，光纤通信技术近年来发展速度无比迅速。可以说这种新兴技术是世界新技术
革命的重要标志，又是未来信息社会中各种信息网的主要传输工具。概括地说，光纤通
信有以下优点：
    传输频带宽，通信容量大
    由信息理论知道，载波频率越高通信容量越大。目前使用的光波频率比微波频率高
1000到10000倍，所通信容量约可增加1000到10000倍。
    损耗低
    目前使用的光纤均石英系列光纤，而且由于制成的石英玻璃介质的纯度极高，所以
光纤的损耗极低，中继距离可以很长。这样，在通信线路中可以减少中继站的数量，降
低成本且提高通信质量。
    不受电磁干扰
    因为光纤是非金属的介质材料，天生就有不受电磁干扰特性。这是其它电缆望尘莫
及的。
    线径细  重量轻
    由于光纤直径只有0.1mm左右，光缆成品要比金属电缆细，重量也轻，这样便于制
造多芯光缆，提高线缆的空间理用率。
    资源丰富
    光纤的主要成分是石英，因此制造光纤的材料资源丰富，制造成本也低。单凭这一
得天独厚的优势，就使它倍受青睐。
    正是由于光纤的以上优点，使得从八十年代开始，宽频带的光纤逐渐代替窄频带的
金属电缆。
    但是，事物不可能百分之百完美，光纤本身也有缺点，如质地较脆，机械强度低就
是它的致命弱点。稍不注意，就会折断于光缆外皮当中。施工人员要有比较好的切断、
连接、分路和耦合技术。然而，随着技术的不断发展，这些问题是可以克服的。
    在结构化布线系统中，光纤不但支持fddi主干、1000base-fx主干、100base-fx到
桌面、atm主干atm到桌面，还可以支持catv/cctv及光纤到桌面（fttd），因而它和铜
缆共同成为结构化布线中的主角。 
    当今，国际上流行的布线标准主要有两个，一个是北美的标准eia/tia-568a；一个
是国际标准iso/iecis11801。eia/tia-568a和iso/iecis11801推荐使用62.5/125um多模
光缆、50/125um多模光缆和8.3/125um多模光缆。
    单模光纤和多模光纤可以从纤芯的尺寸大小来简单来判别。
    单模光纤的纤芯很小，约4-10um，只传输主模态。这样可完全避免了模态色散，使
传输频带很宽，传输容量很大。这种光纤适用于大容量、长距离的光纤通信。它是未来
光纤通信与光波技术发展的必然趋势。
    多模光纤又分为多模突变型光纤和多模渐变型光纤。前者纤芯直径较大，传输模态
较多，因而带宽较窄，传输容量较小；后者纤芯中折射率随着半径的增加而减少，可获
得比较小的模态色散，因而频带较宽，传输容量较大。一般我们都应用后者。
    常用多模和单模光纤的纤芯和外皮的尺寸：
    多模光纤（芯/外皮）：
    *50/125um
    *62.5/125um
    单模光纤（芯/外皮）：
    *8.3/125um
    800nm-900nm    短波波段
    1250nm-1350nm  长波波段
    1500nm-1600nm  长波波段
    在这些波段中，光纤传输性能表现最佳，尤其是运行于波段的中心波长之中。所以，
多模光经行运行波长为850nm或1300nm，而单模光纤运行波长则为1310nm或1550nm。
    但是，不管光纤传输性能怎样的好，它仍然要遇到通信系统共有的最大问题——信
号的衰减。在光纤布线中，衰减产生的原因有内在的外在的。内在衰减与光纤材料有关，
而外在衰减与施工安装有关。内在衰减的降低有赖于光缆生产商。他们将致力于材料和
工艺的改良。外在衰减一般是由光纤铺设时变型、光纤与光源耦合损耗以及光纤之间连
接损耗造成的。这些可以通过施工人员的努力去减少。因此，在施工当中，施工人员应
当注意：
    1）弯曲光缆时不能超过最小的弯曲半径。
    2）铺设光缆的牵引力不应超过最大铺设张力。同时应避免使光纤受到过渡的外力
（侧压、冲击、弯曲、扭曲等）。
    3）应该由受过严格培训的技术人员去进行光纤的端接、维护。
    光缆应用于主干时，每个楼层配线间至少要用6芯光缆，高级应用最好能使用12芯光
缆。这是从应用、备份和扩容三个方面去考虑的。至于光纤的组网方式也很灵活。可以
实现：（1）点对点。在两台计算机之间建立起高速通道。传输速率为几个mbps至几百个
mbps，距离可达2公里，（多模）至5公里（单模）。（2）星型网络。通过光纤网络设备，
建立起星型的网络拓扑结构。（3）环形网络。由光纤把信号再生器连接，形成环路。
    随着科技的发展，对光纤提出了更高、更新的要求。旧的布线标准经过实践的检验，
现在正在修订。除了修订原有规范，也会加入一些新要求。相信光纤在其中将会担任更
重要的角色。也不难预料光纤通信、光纤布线的光明前景。