光纤及光缆线路.ppt

光纤及光缆线路
贵州省邮电科研规划设计院
二○○六年八月
张弘 6500656
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一、光纤通信
1. 光纤通信的定义光纤通信(optical munication)是以激光为光源,将各种电信号对光波进行调制后,以光导纤维为传输介质进行的通信。具有传输容量大、抗电磁干扰能力强等突出优点,是构成信息高速公路骨干网的主要通信方式。
光纤线路
光源
光调制器
光检测器
基带处理
基带处理
基带电信号
基带电信号
调制电信号
解调电信号
已调
光信号
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2. 光纤通信的起源
1966年,英籍华人高锟最先提出用玻璃纤维进行远距离激光通信的设想。1973年,美国康宁公司制成每千米传输损耗只有20分贝的光纤。同年,美国贝尔实验室研制出能在常温下连续工作的半导体激光器。这两项技术突破为光纤通信的实现铺平了道路。1976年,美国在芝加哥两个相距7千米的电话局间首次进行了光纤通信试验,实现了一根光纤能够同时容纳8000对人通话。
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3. 光纤通信与传统有线电通信的区别
光纤通信不同于有线电通信,后者是利用金属媒体传输信号,光纤通信则是利用透明的光纤传输光波。虽然光和电都是电磁波,但频率范围相差很大。一般通信电缆最高传输频率约9-24兆赫(10 Hz),光纤工作频率在10 -10 Hz之间。
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4. 光纤通信的主要特点
. 容量大,光纤的工作频率与电缆相比高出8-9个数量级。
. 衰减小,中继段距离长(100-150Km)。
. 光纤尺寸小、重量轻,便于敷设和运输。
. 无辐射、泄漏小,难于窃听,防干扰性能好。光纤不受强电干扰、电气化铁道干扰和雷电干扰,抗电磁脉冲能力也很强,保密性好。
. 材料来源丰富、环保,节约有色金属。传统的通信电缆要耗用大量的铜、铝等,光纤通信的发展将节约大量有色金属。
. 成本低。目前市场上各种电缆金属材料价格不断上涨,而光纤价格则越来越低,这为光纤通信得到迅速发展创造了重要的前提条件。
. 光缆适应性强,寿命长。
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二、光纤及光缆
1. 光纤的结构及传输原理构成光纤的材料是石英纤维(SiO2);光纤由内芯和包层组成,芯的折射率略大于包层,利用光在内芯的折射或在芯与包层界面上的全反射实现光的传播。
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n1
n2
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SIF
GIF
纤芯n1
包层n2
涂覆层
未套塑的光纤结构
光波在光纤中传送
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2. 光纤的传输特性
. 衰耗(Attenuation) 光波在光纤中传输,随着传输距离的增加光功率将逐渐下降。
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衰耗的成因和种类
. 吸收损耗是由SiO2材料引起的固有吸收和由杂质(如HO)引起的吸收产生的。
. 散射损耗主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利(Rayleigh)散射和由光纤结构缺陷(如气泡)引起的散射产生的。
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. 波导结构损耗纤芯与包层交界面并非理想光滑的圆柱面而使光能泄漏到纤芯外造成的损耗。
瑞利散射损耗是光纤的固有损耗,它决定着光纤损耗的最低理论极限。
. 其它附加损耗如:微弯损耗、弯曲损耗、接续损耗等。
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