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光纤传输基础知识光纤通信的优点●通信容量大●中继距离长●不受电磁干扰●资源丰富●光纤重量轻、体积小光通信发展简史2000多年前烽火台——灯光、旗语1880年光电话——无线光通信1970年光纤通信●1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。●1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续工作的半导体激光器。●1970年康宁公司的卡普隆()作出损耗为20光纤。●1977年芝加哥第一条45的商用线路。电磁波谱通信波段划分及相应传输媒介光的折射/反射和全反射因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且,折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。反射率分布:表征光学材料的一个重要参数是折射率,用N表示,真空中的光速C与材料中光速V之比就是材料的折射率。N=:第一层:中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9-10μm,(单模)(多模)。第二层:中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)。第三层:最外是加强用的树脂涂层。1)纤芯:折射率较高,用来传送光;2)包层:折射率较低,与纤芯一起形成全反射条件;3)保护套:强度大,能承受较大冲击,保护光纤。3光缆 橘色      多模       黄色       单模光纤的尺寸外径一般为125(一根头发平均100)内径:单模9 多模50/,只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同光纤的种类按光在光纤中的传输模式可分为:多模()(简称:) 单模()(简称:) 多模光纤:中心玻璃芯较粗(),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距离的增加会更加严重。例如:600的光纤在2时则只有300的带宽了。因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。 单模光纤:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm),只能传一种模式的光。实际上是阶跃型光纤的种,只是纤芯径很小,理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内,并在纤芯内作直线传播。光纤脉冲几乎没有展宽。因此,其模间色散很小,适用于远程通讯,但其色度色散起主要作用,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。光纤的分类按材料分类:玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高;胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多,成本较低;塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及短距的图像传输。按最佳传输频率窗口:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。常规型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上,如1300。色散位移型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上,如:1300和1550。突变型:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低,模间色散高。适用于短途低速通讯,如:工控。但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。渐变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高模光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。常用光纤规格光纤尺寸:1)单模纤芯直径:9/125μm,10/125μm 2)包层外径(2D)=125μm3)一次涂敷外径=250μm4)尾纤:300μm5)多模:50/125μm,,美国标准6)工业,医疗和低速网络:100/140μm,200/230μm 7)塑料:98/1000μm,用于汽车控制光纤衰减造成光纤衰减的主要因素有:本征,弯曲,挤压,杂质,不均匀和对接等。本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。弯曲:光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。杂质:光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。不均匀:光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。对接:光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。光缆的种类1)按敷设方式分有:自承重架空光缆,管道光缆,铠装地埋光缆和海底光