光纤通讯.ppt

光纤通讯
光纤通讯原理
光纤研究的发展
光纤工作原理
光纤通讯的特点
光纤的分类
光纤衰减与抗衰减
光纤通讯测试
光纤通讯的应用
最新研究进展
光纤通讯原理
光纤通讯最基本的原理是光的折射:光从一种介质射入另一种折射率不同介质时,传播方向会发生改变的现象。
光的折射满足菲涅耳定律:
光的全反射
光的全反射是指:当光线从折射率高的介质入射到折射率低介质,且入射角大于或等于临界角的时候所发生的折射光线沿着界面方向射出或反射回折射率高的介质中去的现象。
光纤通讯正是利用光的全反射现象来进行信号传输的。
光纤研究的发展
尽管人们很早就知道光的全反射原理,但是与此相关的光纤通讯技术却是近几十年才发展起来的。
1966年,英籍华人高锟博士首次利用无线电波导通信的原理,提出了低损耗(20db/km)的光导纤维(简称光纤)的概念。以此为基础,1970年,美国康宁公司首次研制成功损耗为 20db/km的石英光纤,它是一种理想的传输介质。同年,贝尔实验室研制成功室温下连续振荡的半导体激光器(LD)。从此,开始了光纤通信迅速发展的时代。
光纤研究的发展
。
光源
光纤
损耗
标志
第一代
850nm LED
MMF

几十Mbit/s,几十km
第二代
1310nm LED LD
MMF

140Mbit/s,20-50km
第三代
1310nm LED LD
SMF

50km
第四代
1550nm LD
SMF

,80km
未来
1550nm LD
SMF

相干光通信
各种光纤和光缆产品
光纤工作原理
光纤(Optical Fiber)通信的原理是:在发送端首先要把传送的信息(如话音等)变成电信号,然后调制到激光器发出的激光束上,使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化,并通过光纤发送出去(一般用发光二极管(light emitting diode LED) );在接收端,检测器(光敏元件)收到光信号后把它变换成电信号,经解调后恢复原信息。
进行光-电(视屏)信号转换的主要设备是光端机
光纤工作原理
-µm的近红外区内,常用的单模光纤一般采用1310nm或1550nm的工作波长。
光纤的孔径φ取决于纤芯和包层的折射率,与光纤的直径无关。
典型的光纤参数
光纤类型:单模光纤
模场直径:+- ***@1310 nm +-******@1550 nm
毂直径: +- 涂层直径:242μm+-7μm
衰减:≦ ***@1310 nm ≦ ***@1550 nm
模芯镀层同轴度: ≦ 覆层不圆度: ≦%
涂层/覆层集中误差: ≦12μm
弯曲引起的衰减: 1转20毫米芯棒≦ ***@1550 nm
10转30毫米芯棒≦ ***@1550 nm
1转20毫米芯棒≦ ***@1625 nm
10转30毫米芯棒≦ ***@1625 nm
验证测试/加压试验:100 kpsi 抗拉强度:50磅()
线缆直径: 最小弯曲半径:10mm
单位长度线缆重量: ()
主要缓冲物:紫外丙烯酸酯
工作温度:-20℃-+65℃
光纤与光缆
光纤在使用前由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护结构可防止周围环境对光纤的伤害。光缆分为:光纤、缓冲层及披覆层。光纤和同轴电缆结构上很相似,只是没有网状屏蔽层,中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中,芯的直径是15~50µm,大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径一般为8~10µm。芯外面包围着一层折射率比较低的玻璃封套, 以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体。