光纤传输技术课件

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1、光纤传输技术主讲：陈厚新本章主要内容光纤传输技术概述光纤的种类光纤的传输理论、传输特性、性能参数光无源器件光有源器件光纤的应用光纤设备的使用和维护教学目标了解光通信技术的基本原理和过程，掌握光设备的使用，连接和测量方法以及基本故障检修。第一部分概述什么是光纤？什么是光纤技术？为什么要学习《光纤技术基础》？一、什么是光纤？光纤是“光导纤维”的简称，是指能够约束并导引光波在其内部或表面附近沿轴线方向传播的传输介质．通常以其截面形状分为平板波导、矩形波导．园柱形波导等等．1、基本结构折射率高的中心部分叫做纤芯，其折射率为n1，直径为2a；折射率低的外围部分称为包层，其

2、折射率为n2，直径为2b。带状式把带状光纤单元放入大套管内，形成中心束管式结构，也可以把带状光纤单元放入骨架凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构。带状式缆芯有利于制造容纳几百根光纤的高密度光缆，这种光缆已广泛应用于接入网。外护层金属加强件塑料绕包带带状光纤单元带状线光纤塑料光纤电线损耗低损耗大信息容量大信息容量小体积小，重量轻大而重防水、防火、耐腐蚀怕水、怕火、怕腐蚀成本低，储量丰富成本高，资源有限抗电磁干扰电磁影响大2、光纤的优点二、为什么要学习光纤技术基础？从专业方向和知识面看从光纤的应用看从光纤技术的发展趋势看专业方向：无线电通讯计算机网络省内HFC网

3、络互联网电信网络国家干线网络知识面1、从专业方向和知识面看2、从光纤的应用看光纤在通信中的应用范围：公用通信（全国性宽带综合业务数字网、省内中距线路、市内局间线路和用户网、乡村线路以及沿海岛屿间的线路等）专用通信（各企业、工矿、机关、学校等大、中型单位内部专用的局域网、电力线通信线路、铁道线通信线路、交通管理监控线路、电视台发射传输线路等）工业发达国家和我国均已宣布：干线大容量通信线路不再新建同轴电缆，而全部铺设光缆。2、光纤的应用——“传”和“感”诺尔顿亚历山大苏伊士吉布提卡拉奇吉达孟买仰光槟城雅加达珀斯新加坡吕宋岛上海冲绳汕头塞新布拉Sea-Me-We-3是

4、一条沿欧亚大陆铺设的洲际海底光缆，总长38,000km，从德国到南韩、澳大利亚，连接40个国家或城市站点，传输速率为4-8×2.5Gb/s（10-20千兆比特）。信息高速公路第二部分光纤分类光纤的分类光纤材料一、按照光纤横截面折射率分布不同来划分阶跃折射率分布光纤(Step-IndexOpticalFiber，SIOF)纤芯折射率n1沿半径方向保持一定，包层折射率n2沿半径方向也保持一定，而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤称为阶跃型光纤，又称为均匀光纤。渐变折射率分布光纤(Graded-IndexOpticalFiber，GIOF)如果纤芯折射率n

5、1随着半径加大而逐渐减小，而包层中折射率n2是均匀的，这种光纤称为渐变型光纤，又称为非均匀光纤。2.1光纤的分类图1.1光纤的折射率分布bb二、按照纤芯中传输模式的多少来划分单模光纤(SingleModeFiber，SMF)光纤中只传输一种模式时，叫做单模光纤。单模光纤的纤芯直径较小，约为4～10μm。适用于大容量、长距离的光纤通信。多模光纤(Multi-ModeFiber，MMF)在一定的工作波长下，多模光纤是能传输多种模式的介质波导。多模光纤可以采用阶跃折射率分布，也可以采用渐变折射率分布。多模光纤的纤芯直径不等，但基本都大于单模光纤（50~62.5μm

6、）。波导模解释光波导由于只在其轴向传播能量，同时光能量在横向又被限制在一定的空间内，因此在轴向的光波为行波或行波与驻波的叠加，而在横向则必然是驻波，横向不同的驻波结构就构成了光波导不同的传播模式．当光波导的横向尺寸及折射率分布所确定的波导结构只能传播一个横向驻波结构的光时，我们称之为单模光波导．能传播一个以上的横向驻波结构时，称之为多模光波导．由于横向驻波的节距与光波波长和光的传播方向有关，因此．光波导是单模还是多模与其传播的光的波长有关．三、按光纤的工作波长分类短波长光纤（0.8～0.9μm）长波长光纤（1.0～1.7μm）超长波长光纤。（2~5μm）在光

7、纤工业发展早期，光纤的传输窗口主要有两个（0.85和1.31微米），后来有了第三个传输窗口（1.55微米）。在技术得到发展的今天，在波长1.26至1.68微米范围内，光纤可以传输的窗口有6个（表1）。利用波分复用（WDM）技术，每个窗口（波段）可同时传输多个信道。四、按光纤的材料组成分类全塑料光纤塑料包层石英芯光纤石英光纤多组分玻璃光纤液芯光纤氟化物/硫化物/重金属氧化物玻璃光纤光子晶体光纤第三部分光纤的特性参数光纤的损耗光纤的色散与带宽单模光纤模场半径单模光纤截止波长3.1光纤的损耗入射端与元件的耦合损耗吸收损耗光纤吸收不均匀性散射损耗弯曲弯曲引起的辐射损耗连

8、接连接损耗与元件的耦合损