《光纤与光缆》PPT课件

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1、博雅力源传输网络原理与技术河南移动网络部1光纤与光缆目录光同步数字传送体系(SDH)光器件SDH网同步SDH传送网波分复用光接入网技术2光纤与光缆3光在光纤中的传输4光纤的衰减和色散5单模光纤的种类1概述2光纤结构6光缆3一光纤通信概述1、发展简史1)里程碑—1966年高锟著名文章（PIEE）；2)导火线—1970年康宁公司的第一根低耗光纤；3)爆炸性发展A）光纤衰减：70年：20dB/km；72年：4dB/km；76年：0.5dB/km；79年：0.2dB/km；90年：0.14dB/km。B）系统：76年-45Mb/s；85年-多模系统；90年-单模系统；93年-SDH；98年-W

2、DM（40G）；2000年-320G。42、光纤通信优点1)容量巨大理论上一根光纤的传输带宽达30THz。2)中继距离长现已实现100公里无中继；若使用光放大器可实现640公里无中继传输。3)保密性能好光在纤芯中传输，无泄露。4)适用能力强不怕外界电磁干扰、耐腐蚀、可弯曲性好。5)体积小、重量轻、便于施工与维护直埋、架空、水下。5由纤芯、包层和保护层等构成。1.结构（1）纤芯：石英，即SiO2，纤芯中掺杂折射率稍高的材料，如GeO2，P2O5折射率为n1，光波的传输通道。纤芯包层保护层（2）包层：石英，SiO2,掺杂折射率稍低的材料，如B2O3、F折射率为n2，n2

3、纤传输性能的稳定；防止光纤间相互串光；构成全反射条件n2

4、0μm用于汽车控制。81.光波在介质中的传输光的反射定律：反射角等于入射角。光的折射定律：n1sinθ1=n2sinθ2反射光入射光θ2θ1θ1纤芯n1包层n2折射光三光在光纤中的传输全反射时，临界角92.光在阶跃光纤中的传播光纤轴线方向纤芯（n1）包层（n2）n1＞n2n0θθ’如果光纤发生弯曲或形变会有什么结果？想一想？如果光线路径不同会有什么结果？此处亦有折射现象10最大接收角和数值孔径最大接收角数值孔径为式中Δ为相对折射率差。按“之”字形传播及沿纤芯与包层的分界面掠过。光在阶跃光纤中的传播路径113.光在单模光纤中的传播以平行于光纤轴线的形式以直线方式传播。n1n2n1n2n4

5、.光在渐变光纤中的传播n1n2以不同角度入射的光线族皆以正弦曲线轨迹在光纤中传播，且近似成聚焦状。12（一）光纤的传输衰减线性散射非线性散射结构不完善散射本征吸收杂质吸收衰减吸收衰减散射衰减其它衰减（微弯曲衰减等）四光纤的衰减和色散1.本征吸收指构成光纤的材料本身所固有的吸收作用。纯二氧化硅对光的吸收作用所引起的光纤衰减是比较小的。在600-900nm波长范围稍大，但小于1dB/km；而在1000-1800nm波长范围，几乎为零。132.杂质吸收光纤中杂质对光的吸收作用是造成光纤衰耗的主要原因。二大类：过渡金属离子与氢氧根离子。过渡金属离子包括铜、铁、铬、钴、锰、镍等离子，这些离子在光

6、的作用下会发生震动而吸收光能量；每种离子都有自己的吸收峰波长。过渡金属离子的吸收峰波长都落在600-1800nm波长范围。氢氧根离子对光的吸收峰波长落在1000-1800nm波长范围。143.线性散射衰耗—瑞利散射是指光波的某种模式的功率线性地转换成另一种模式的功率，但光的波长不变。线性散射会把光功率辐射到光纤外部而引起衰耗。瑞利散射是典型的线性散射，它与波长的4次方成反比，即光波长越长，瑞利散射衰耗越小。光纤材料不均匀，会造成其折射率分布不均匀，易产生瑞利散射。154.非线性散射衰减指某光波长模式的部分功率非线性地转换到其它的波长中。布里渊散射与拉曼散射是典型的非线性散射。光纤中的光

7、功率过大，就会出现非线性散射现象。因此，防止发生非线性散射的根本方法，就是不要使光纤中的光功率信号过大，如不超过+25dBm。5.其它衰减括微弯曲衰减与连接衰减等；占的比例很小。1617（二）光纤的色散1.色散的概念就是光脉冲经光纤传输后，所引起的展宽与畸变效应。2.色散的危害会导致光传输质量的劣化，产生码间干扰、发生误码等，从而限制光纤的传输容量。3.色散分类模式色散、材料色散与波导色散。18（1）模式色散光在多模光纤中传输时，存在多种传播模