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1、12011年3月光通信基础知识2提纲SDH技术光纤与光缆光的基本知识光接入技术WDM技术室内光缆3培训目标了解光学的基本原理；掌握光纤的特性；了解光纤通信基本原理；了解光纤通信网络结构；4第一章光学原理1.1光的概念1.2光的传播51.1光的概念光是一种能量形态，它可以从一种物体传播到另一种物体而不需要任何物体作为媒介。关于光的学术解释大致分为三种:即辐射学、波动学和量子学，而对光的描述用波动学则最为恰当。光的本质是电磁波，而人们可见的光波则是电磁波频谱中很小的一个波段，它的波长范围在380nm到780nm之间，波长小于380nm的波又分别称为紫外
2、线X射线和伽马射线，而波长大于380nm的波则分别称为红外线和无线电波。光纤通信的波谱在1.67×1014Hz～3.75×1014Hz之间，即波长在0.8μm～1.8μm之间，属于红外波段，将0.8μm～0.9μm称为短波长，1.0μm～1.8μm称为长波长，2.0μm以上称为超长波长。1.1光的概念61.1光的概念光波波谱图71.1光的概念各种单位的换算公式c＝3×108m/s(真空)1MHz（兆赫）＝106Hzλ＝c/f1GHz（吉赫）＝109Hz1μm（微米）＝10−6m1THz（太赫）＝1012Hz1nm（纳米）＝10−9m1PHz（拍赫）
3、＝1015Hz1Å（埃）＝10−10m81.2光的传播光在同一媒介中沿直线传播,在不同媒介中,光的传播速度是不同的,在真空中的传播速度为30万公里/秒。光在真空中的传播速度与光在媒介中的传播速度之比值称之为该媒介的折射率。光的传播速度=波长×频率，c＝f×λ。光的频率：光每秒钟波动的次数，也可以定义为光每秒钟通过某一固定点的波数。不同波长的光，其频率是不同的，而同一波长的光在不同的媒介中其频率是固定的。但同一种光在不同的媒介中其波长是不同的。1.2.1光的传播91.2光的传播光在相对于其波长为光滑的界面上所产生的反射为镜面反射。在镜面反射的情况下：
4、1、入射线、反射线和过入射点的界面法线位于同一平面内；2、入射线和界面法线的夹角与反射线和界面法线的夹角相等，并分别位于法线的两侧。1.2.2光的镜面反射定律1.2.3光的折射定律光线穿过光滑界面进入第二种媒介时,其传播方向遵循以下规律:1、入射线、折射线和过入射点的界面法线位于同一平面内；2、假设入射线和界面法线的夹角为B1,折射线和界面法线的夹角为B2,入射光线所处的媒介的折射率为n1,折射光线所处的媒介的折射率为n2,则入射线和折射线分别位于界面法线的两侧且满足：n1*sin(B1)=n2*sin(B2)。101.2光的传播光的反射、折射11
5、1.2光的传播光线由高折射率媒介进入低折射率媒介,当折射线的折射角B2达到90度时,此时入射线的入射角B1就被称为折射零界角。如果光线的入射角大于零界角时,就不会有折射光线了,此时光线被全部反射了,这种现象被称为全反射。光纤通信就是利用光的全反射原理设计的。1.2.4光的全反射121.2光的传播光在绝对真空中，能量不会被吸收，但在其他媒介中，光有可能转化为热能，也有能转化为化学能或其他能量形式，这种现象称为媒介对光的吸收。某些材料，它可以让特定波长的波通过而将其他波长的波吸收，利用这一特性便可制作滤光片。在某种特定条件下，某些媒介对光的吸收为负值，
6、光线通过该媒介时，光强会增加，当然需要给该媒介补充额外的能量，这就是激光器的制造原理。1.2.5光的吸收131.2光的传播1.2.6光的散射1.2.7光的漫反射与漫透射光在不均匀的媒介中传播时，无数杂乱无章的界面会对光进行多次无序的反射和折射，这种现象称为散射。当光线遇到某一媒介表面，该媒介表面的粗糙度与光的波长接近或略大于时光的波长时，光线便会向四面八方散开，散开的光线有的回到原媒介，称为漫反射，有的进入该媒介，称为漫透射。141.2光的传播1.2.8光的偏振1.2.9光的干涉现象1.2.10光的衍射光波有垂直于光传播方向的电场,对于每一个光波,
7、都有一个由场方向和传播方向组成的平面,那就是波的偏振面。大多数光源发出的光都是非偏振光,这种光波的扁振面是杂乱无章的。某些透明晶体仅对便振面在某一特定方向上的光波有透射，通过这种晶体透射出光，称为偏振光。当两个波长相同，相位固定的波相遇时，同相位的光波会相互叠加而异相位的光波则相互抵消，这种现象就是光的干涉。光线绕着障碍物边缘发生弯曲的现象，称为光的衍射。光谱分析仪就是利用光的干涉和衍射原理制作的。15第二章光纤与光缆2.3光纤的传输特性2.2光纤的导光原理2.1光纤的结构和分类2.4光缆的结构和种类162.1光纤的结构和分类2.1.1光纤的结构1
8、.光纤结构光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成，如图2-1所示。图2-1光纤的结构172.1光纤的结构和分类（1）纤芯：纤芯
