光纤的类型和应用

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1、光纤的类型和应用（节选）黄俊华2.1光纤结构光纤从内到外由纤芯、包层、一次涂覆和着色层组成，称为光纤的外结构，多模光纤和单模光纤的外结构区别只在于纤芯的尺寸不同，如图2.1.1所示。内结构则主要是指光纤的组份和折射率及其分布状况。图2.1.1光纤外结构2.1.1纤芯纤芯位于光纤的中心部位（直径d1约9～50微米），其成份是高纯度的掺杂（如极少量的二氧化锗、五氧化二磷等）二氧化硅。掺有少量掺杂剂的目的是使纤芯的折射率（n1）略高于包层的折射率（n2），以建立光传输的条件。2.1.2包层包层位于纤芯的周围（其直径d2约125微米），其成份是高纯度

2、二氧化硅，其折射率（n2）即二氧化硅的折射率。在纤芯与包层的界面可以有一层比包层折射率（n2）略低的掺杂（如三氧化二硼）二氧化硅，以利于降低光纤的衰耗。2.1.3预涂覆层光纤的预涂覆层也称为一次涂覆层，所用材料可以是丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙或它们的复合，其作用是增加光纤的机械强度与可弯曲性。一般涂敷后的光纤外径约250微米。2.1.4着色层为了在在光缆施工和运行维护中识别纤芯，预涂覆层外用合适的着色剂染上各种颜色。也有在预涂覆材料中直接加入染料的，称为“锁色涂层”，这种光纤不需再着色。着色层厚度通常为5∼10微米。（略）2.4.3光缆中光纤的规

3、格代号根据我国国标规定，光缆中光纤的规格代号由：光纤数目、光纤类别、光纤主要尺寸参数、传输性能（包括使用波长、衰减系数、模色带宽）及适用温度等五个部分组成，如图2.4.3所示。各组成部分均用代号或数字表示。图2.4.3光纤的规格代号组成（1）光纤数目光缆中光纤数目用同类别光纤的实际有效阿拉伯数字表示。（2）光纤类别的代号和意义J：二氧化硅系多模渐变型光纤；Z：二氧化硅系多模准实变型光纤；X：二氧化硅纤芯塑料包层光纤；T：二氧化硅系多模实变型光纤；D：二氧化硅系单模光纤；S：塑料光纤。（3）光纤的主要尺寸参数用阿拉伯数字（含小数点）以微米（μm

4、）为单位表示多模光纤的芯径/包层直径或单模光纤的模场直径/包层直径。（4）传输性能代号光纤的传输性能代号由使用波长、损耗系数及模式带宽的代号（a,bb,cc三组数字代号）构成。其中a表示使用波长的代号，规定如下：“1”：使用波长在0.85μm区域；“2”：使用波长在1.31μm区域；“3”：使用波长在1.55μm区域。“bb”：表示损耗系数的代号，其阿拉伯数字依次为光纤衰减系数值（dB/km）的个位数和十位数。“cc”：表示模式带宽的代号，其阿拉伯数字依次是多模光纤模式带宽数值（MHz.km）的千位数和百位数。单模光纤无此项。同一光缆中适用于

5、两种及两种以上波长，并具有不同传输性能时，应同时列出各使用波长的规格代号，并用“/”划开。（5）适用温度代号及其意义A：适用于-40∼+40℃；B：适用于-30∼+50℃；C：适用于-20∼+60℃；D：适用于-5∼+60℃。例如，己知缆内某光纤的型号为J50/125（12008）C，其意义：J：多模渐变型50/125：芯径50μm，包层125μm（1…）：工作波长0.85μm（.20…）：衰减常数2.0dB/km（…08）：带宽800MHz.kmC：环境温度-20-+60℃再例如，已知缆内某光纤的型号为D9/125（208）C，其意义：D：

6、单模光纤9/125：模场直径9μm，包层μm125（2..）：工作波长1.31μm（.08）：衰减系数0.8dB/kmC：环境温度-20-+60℃2.5光纤的类型和应用在光纤工业发展早期，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2.5.1）。利用波分复用（WDM）技术，每个窗口（波段）可同时传输多个信道。表2.5.1：光纤可以利用的波段波段OESCLU名称初始波段扩展波段短波段常规波段长波段超长波段波长范围

7、（nm）1260-13601360-14601460-15301530-15651565-16251625-1675按照ITU-T关于光纤的建议，目前可以将光纤分为G.651、G.652、G.653、G.654、G.655和G.656六个大类，有的大类还派生出了几个子类。国际电工委员会（IEC）也制订了相应的标准，我国光纤国家标准（GB/T）等效采用了IEC规定。2.5.1G.651类-多模光纤G.651类光纤可分别或同时工作在1310nm和1550nm波长上，在1310nm处色散值最小（即带宽最大），在1550nm处衰减最低。它有两种折射率

8、剖面结构，见图2.5.1和图2.5.2。 图2.5.1阶跃型折射率分布图2.5.2梯度型折射率分布（1）主要特点和IEC及GB/T的细分IEC和GB/T又进一步按它