光纤通信技术 教学课件 作者 彭利标 Fiber3-2光纤与光缆.ppt

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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