光纤通信 第2版 普通高等教育十一五 国家级规划教材 教学课件 乔桂红 光纤通信课件02.ppt

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1、第2章光纤和光缆7/22/20211本章内容、重点和难点本章内容光纤的结构和类型。光纤的导光原理。光纤的特性。光缆的结构和种类。光纤的熔接。本章重点光纤的结构和类型。光纤的特性、种类和熔接。本章的难点光纤的导光原理。第2章光纤和光缆7/22/20212学习本章目的和要求掌握光纤的结构和类型。了解光纤的导光原理。掌握光纤的特性。掌握光缆的结构和种类。掌握光纤的熔接。第2章光纤和光缆7/22/202132.1光纤的结构和分类2.1.1光纤的结构光纤是光导纤维的简称，是一种新的光波导。光纤呈圆柱形，由纤芯、包层和涂覆层3部分组成，如图2-1所示。

2、图2-1光纤的结构7/22/202142.1光纤的结构和分类（1）纤芯：纤芯位于光纤的中心部位。单模光纤的纤芯为8μm～10μm，多模光纤的纤芯为50,62.5μm。纤芯的成分是高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂（如GeO2，P2O5），其作用是适当提高纤芯对光的折射率（n1），用于传输光信号。（2）包层：包层位于纤芯的周围。直径d2=125μm，其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2。而掺杂剂（如B2O3）的作用则是适当降低包层对光的折射率（n2），使之略低于纤芯的折射率，即n1＞n2，它使得光信号封闭在纤芯中传输。7/22/20215（3）涂覆层：光纤的最

3、外层为涂覆层，包括一次涂覆层，缓冲层和二次涂覆层。一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡胶材料；缓冲层一般为性能良好的填充油膏；二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm。由纤芯和包层组成的光纤称之为裸纤，它的强度、柔韧性较差，在裸纤从高温炉拉出后2秒内进行涂覆，经过涂覆后的光纤才能制成光缆，满足通信传输的要求。2.1光纤的结构和分类7/22/202162.1.2光纤的分类1．按传输波长分类短波长光纤的波长为0.85μm（0.8～

4、0.9μm）。长波长光纤的波长为1.3～1.6μm，主要有1.31μm和1.55μm两个窗口。波长为0.85μm的多模光纤主要用于短距离市话中继线路或专用通信网等线路。长波长光纤主要用于干线传输。2.1光纤的结构和分类7/22/202172．按折射率分布分类有阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤。常用光纤结构及传输情况如图2-2所示。阶跃型多模光纤（Step-IndexFiber，SIF）渐变型多模光纤（Graded-IndexFiber，GIF）单模光纤（Single-ModeFiber，SMF）2.1光纤的结构和分类7/22/202182.1光纤的结构和分类图2-2

5、三种基本类型的光纤7/22/202193．按套塑结构分类紧套光纤就是在一次涂覆的光纤上再紧紧地套上一层尼龙或聚乙烯等塑料套管，光纤在套管内不能自由活动。松套光纤，就是在光纤涂覆层外面再套上一层塑料套管，光纤可以在套管中自由活动。2.1光纤的结构和分类7/22/2021102.1光纤的结构和分类图2-3套塑光纤结构7/22/2021114．按传输模式分类（1）多模光纤光纤中传输多种模式时，这种光纤被称为多模光纤。由于多模光纤的纤芯直径较粗，既可以采用阶跃折射率分布，也可以采用渐变折射率分布，目前多采用后者。（2）单模光纤光纤中只传输一种模式（基模），其余的高次模全部

6、截止，这种光纤被称为单模光纤。2.1光纤的结构和分类7/22/2021122.1光纤的结构和分类图2-4光在阶跃折射率光纤中的传播图2-5光在单模光纤中的传播轨迹7/22/2021135．按光纤的材料分类（1）石英玻璃光纤：以二氧化硅为主要材料，适当添加改变折射率的材料制成。这种类型的光纤耐火性能高，损耗低，是目前应用最广泛的光纤。（2）多组分玻璃光纤：由二氧化硅、氧化钠、氧化钙等多组分玻璃材料组成。这种类型的光纤损耗较低，但可靠性较差。（3）石英芯塑料包层光纤：纤芯材料是石英，包层用硅树脂。（4）塑料光纤：纤芯和包层均由塑料制成。这种类型的光纤价格便宜，但损耗较

7、大，可靠性不高。2.1光纤的结构和分类7/22/2021146．单模光纤的分类ITU-T建议规范了G.652、G.653、G.654和G.655四种单模光纤，下面分别予以介绍。（1）G.652光纤G.652光纤，也称标准单模光纤（SMF），是指色散零点（即色散为零的波长）在1 310nm附近的光纤。其特点是当工作波长在1 310nm时，光纤色散很小，系统的传输距离只受光纤损耗的限制。但这种光纤在1 310nm波段的损耗较大，为0.3～0.4dB/km，典型值0.35dB/km；在1 550nm波段的损耗较小，为0.17～0.25dB/km，典型值0.20dB/km

8、。色散在1