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时间:2020-03-08
《光纤通信技术 教学课件 作者 彭利标 Fiber3-2光纤与光缆.ppt》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、§3.4光纤的拉制光纤是光缆的基材,它反映光缆的传输模式和传输特性。其制造过程如下图所示:1、预制棒(坯棒)的成分:在sio2中掺杂高折射率材料-----n1纤芯(折射率大)在sio2中掺杂低折射率材料-----n2包层(折射率小)一、光纤预制棒的制作2、化学汽相淀积法(MCVD)MCVD法制备预制棒示意图3、光纤的拉制注意:D=100—150μmCCITTD=125μmd=?(影响光的模式数量)不圆度(反射面,损耗)不同心度一、G.651多模光纤这种光纤中能传输多种模式,由于模式间的色散比较大,影响了该光纤的数据传输率,所以这种光纤通常只用在速率不高的局域网中作传输介质。其
2、典型特性参数如表中所示。成缆G.651多模光纤的典型参数折射率分布纤芯直径μm包层直径μm纤芯不圆度包层不圆度同心度误差数值孔径衰减(dB/km)色散(ps/nm•km)850nm1300nm850nm1300nm50±6%125±2.4%<6%<2%<6%0.18~0.24±0.024~60.8~1≤120≤6带宽距离积(20~100)MHz•km§3.5几种常见的光纤二、常规(标准)单模光纤----G.652λ=1.55处色散系数D=18ps/(nm.km)衰减系数α=0.2dB/kmλ=1.3μm处色散系数D≈0ps/(nm.km)衰减系数α=0.35dB/km,色散小
3、(1.3μm)衰减小(1.5μm)不在同一波长三、色散移位单模光纤----G.653λ=1.55处色散系数D≈0ps/(nm.km)衰减系数α=0.2dB/km称DSF光纤P103图5-2-3用于长距离L,大容量四、其他单模光纤1、定义:单模光纤是在给定的工作波长上,只传输单一基模的光纤。2、特点:在单模光纤中不存在模式色散,因此它具有相当宽的传输频带,适用于长距离、大容量的传输,但光的耦合率低。近年来,单模光纤通信系统得到迅速发展。a增加a=4-10μm3、折射率分布阶跃型单模光纤折射率分布形式理想分布、实际分布(浓度扩散、制造工艺)结果:传输特性变差(1)下凹型单模光纤-
4、---零色散光纤折射率分布:纤芯2a=4-10μm内包层2s=10-100μm外包层2b=125μm特点:在某一低损耗窗口(1.31μm),材料色散Dm与波导色散DW几乎抵消----零色散光纤D=Dm+DW≈0(2)非零色散单模光纤----G.655在WDM系统中,若D≈0,存在四波混频为防止四波混频,在λ=1.55处,使色散系数D≈1-4ps/(nm.km)(工艺)------非零色散单模光纤一、对光缆的基本要求1、概述由于单根光纤的线径很细,无论是从机械强度,还是信号的传输,都不可能用单根光纤来传输光信号。只有多根光纤依据某种方式的结合,外加保护套构成的光缆才是实用的光信
5、号传输介质。2、对光缆的基本要求保护光纤固有的机械特性和光学特性,防止施工过程中和使用期间光纤断裂,保持其传输特性的稳定性。通信系统必须根据使用环境,设计各种结构和类型的光缆,以免光纤受应力的作用和有害物质的侵蚀而损坏。§3.6光纤的成缆与选用二、光缆的使用寿命与注意事项1、光纤的被覆与筛选石英光纤本身的理论断裂强度可以高达1600kg/mm2,但由于表面裂纹和水分等的侵蚀作用,实际裸光纤断裂强度只有20kg/mm2。为提高光纤的机械强度,通常要在光纤拉制的同时,用塑料材料对光纤表面进行被覆。被覆光纤断裂强度最小也为80kg~240kg/mm2,平均480kg~570kg/m
6、m2,完全可以满足通信系统的应用要求。为确保成缆光纤机械强度的可靠性,最有效的方法是在成缆前对光纤进行张力筛选,筛选张力的大小与光纤使用寿命密切相关。2、光纤的温度特性因石英光纤的温度特性一般是不敏感,不同于半导体(对光和热特别敏感),但温度太低(-550C以下),损耗急剧增加,如图所示。原因:涂覆层与光纤材料的热膨胀系数不同,产生弯曲,辐射光损耗二、光缆的结构及类型1、光缆的结构光缆的缆芯一般包括被覆光纤芯线和加强件,有时加强件是分布在护套中,这时缆芯主要就是芯线。芯线用来传输信号,它是光缆的核心,决定着光缆的传输特性。被覆层增加光纤的机械强度,抑制微弯损耗。2、缆芯结构基
7、本形式层绞式(图a)、单位式(图b)、骨架式(图c)、带状式(图d)三、光缆的型号命名方法光缆的型号命名由7部分组成:Ⅰ----用途分类(室内、外、移动基站、海底、特殊缆用字母表示)Ⅱ----加强件材料(金属、非金属F)Ⅲ----光纤光缆的结构特征(带状式、松包(中心套管)式、层绞式、骨架式、单位式用字母表示)Ⅳ-----护套形式和材料(塑料、金属用字母表示)Ⅴ-----外保护层材料和方式(铠装、保护层0、1、2、3、4、5)Ⅵ-----光纤的芯数(4、8、----)Ⅶ-----光纤类别(单模B、多模A
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