光纤传输基础知识.ppt

光纤传输基础知识
第1页，共50页，编辑于2022年，星期二
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
第2页，共50页，编辑于2022年，星期二
光通信发展简史
2000多年前孔径
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，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（AT&TCORNING）。
第14页，共50页，编辑于2022年，星期二
光纤的种类
按光在光纤中的传输模式可分为：多模（Multi-Mode） (简称：MM）
　　　　　　　　　　　　　　　单模（Single-Mode）(简称：SM）
　
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：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB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。
第15页，共50页，编辑于2022年，星期二
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。
第16页，共50页，编辑于2022年，星期二
按最佳传输频率窗口
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1300nm。
　　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：1300nm和1550nm。
第17页，共50页，编辑于2022年，星期二
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。
第18页，共50页，编辑于2022年，星期二
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）＝125μm
　　3、一次涂敷外径＝250μm
　　4、尾纤：300μm
　　5、多模：50/125μm，欧洲标准
　　　　　，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
第19页，共50页，编辑于2022年，星期二
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。
第20页，共50页，编辑于2022年，星期二
光缆的种类
：自承重架空光缆，管道光缆，铠装地埋光缆和海底光缆。
：束管式光缆，层绞式光缆，紧抱式光缆，带式光缆，非金属光缆和可分支光缆。
：长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。
第21页，共50页，编辑于2022年，星期二
光缆的接续与成端
光缆的接续与成端是光缆线路维护人员必须掌握的基本技能。
光缆的接续技术分类：
一、光纤的接续技术和光缆的接续技术两部分。
二、光缆的成端类似光缆的接续，只不过由于接头材料不同而操作该当也有所不同。
第22页，共50页，编辑于2022年，星期二
光纤接续的种类
光缆接续一般可分为两大类：
一、光纤的固定接