光纤光缆的基本知识与制造

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1、光纤光缆的基本知识与制造基础知识●课程纲要光纤通信简史光纤通信的优点光纤的基本结构和传输原理母棒的生产制造工艺光纤的导光基本原理几个主要的有关名词与术语光纤的生产制造工艺光缆预期使用寿命及保证措施光缆的特性和材料光缆的主要结构和特性光缆的命名方法光纤带色谱识别光纤带光缆主要型式光缆结构图解光缆主要生产与测试设备光缆主要原材料清单质量保证体系●光纤通信简史光纤通信是以光波为载体，光纤为传输媒质的通信方式。1965年之前光纤已在学技术中得到应用，但仅限于短距离传输图象，衰减为1000dB/km1966年英籍华人高锟博士提出石英光纤理论和光纤通信的概念，通过理论推导指出石英玻璃

2、的衰减可降到20dB/km以下可用于通信。1970年美国康宁公司生产出衰减为20dB/km的光纤，之后光纤通信飞速发展。现在普通单模光纤在1550nm处衰减已降到0.2dB/km以下。●光纤通信的优点传输衰减低，中继距离长（同轴、市话电缆一般在20db/km左右）传输带宽宽通信容量大。尺寸小，重量轻。（光纤直径小，6~36芯光缆12mm左右，玻璃比重2.2g/cm3，铜的比重8.9g/cm3，同径下的重量比是1/15，运输敷设方便，带状光缆密集度更高）不受电磁感应、强电、雷电干扰，不会产生放电、火花等。（传送光信号，非金属不导电媒质。在电力线路、矿井、军火库、电气化铁路、

3、多雷电地区、易燃易爆场所可以使用）光纤间无电磁干扰无串光，不会串音，保密性好节省自然资源—有色金属。（1km光纤只有27gSiO2价廉）不会腐蚀。纤芯：SiO2+GeO2纯度99.9999%(n1)包层：SiO2纯度99.9999%(n2)一次涂层:丙烯酸树脂二次涂层:丙烯酸树脂传输基本条件:折射率n1＞n2●光纤的基本结构和传输原理从光学意义上讲光在光纤中的传输利用了光的全反射原理。光在均匀媒质中是直线传播的，在不同的媒质中传输速率不同v=c/n光经过两种介质交界面时会发生偏折现象。●光纤的导光基本原理光线经过两种不同介质的交界面时，就会发生偏折现象，一般称之为光的折射

4、。当光线由光密媒质射向光疏媒质，且入射角大于临界角时，就会发生全反射现象。光纤就是利用光的这种全反射特性来导光的。如下图所示：θ0θ2θ1媒质2折射率为n2媒质1折射率为n1n1＞n2当θ2＞θ0时，实现全反射，θ0为临界角.●几个主要的有关名词与术语信号：一种物理现象，它的一个或多个特征可能变化而代表信息。时分复用：为了在一条公共信道上传输若干个信号，而在时间上使它们相互错开的一种复用。传导模：同时满足全反射和相位一致等两个条件的光线束称之为传导模。多模光纤：是指一种能够承载多个模式的光纤。光纤中存在多个传导模。单模光纤：是指一种只能传输一种模式的光纤。光纤只能传输基模

5、（最低阶模）。模场直径：单模光纤中只有基模传播，通俗地说，模场直径就是基模光斑的大小。截止波长：是单模光纤所特有的一个参数，常用符号λC表示。判断一根光纤是不是单模光纤，只要比较一下它的工作波长λ与截止波长λC大小就可以了。如果λ＞λC则为单模光纤，该光纤只能传输基模；如果λ＜λC就不是单模光纤，光纤中除了基模外，还能传输其它高阶模。色散：是指不同颜色的束光通过透光物质后被散开的现象。色散系数：是指单位波长间隔所生产的群时延差。是单模光纤的一个重要特征参数。带宽：在多模光纤中由于各个模式的传播路径和传播速度不同而产生各个模之间的时延差。一窄光脉冲从光纤一端入射，经过光纤之

6、后，在光纤出射端形成被展宽的光脉冲，这种现象称之为带宽。数值孔径：是指光纤的集光能力，可以表示为临界角的正弦。是多模光纤的一个重要参数。●母棒的生产制造工艺主要采用四种气相沉积工艺：1、气相轴向沉积法，VAD法2、管外气相沉积法，OVD法3、改进的化学气相沉积法，MCVD法4、等离子体化学气相沉积法，PCVD法富通昭和FSO单模光纤生产工艺流程60mm1500mmOVDVADMCVD水平玻璃车床接棒、抛光拉丝塔预制棒准备21.5m拉丝125μm一次涂覆二次涂覆200μm收线245μm二次涂覆层张力试验复绕机张力筛选综合性能测试仪综合性能测试包层一次涂覆层●光纤的生产制造工

7、艺2435678910111213141516171819202、夹棒、送棒装置3、光纤的位置控制（X-Y水平装置）4、高温拉丝炉5、丝径监控仪6、一次冷却管7、裸光纤牵引装置8、一次涂覆9、一次涂覆同心度监控仪10、一次固化11、内涂层直径监控12、二次冷却管13、二次涂层14、外涂层同心度监控仪15、二次固化16、光纤直径监测17、PMD装置18、张力测试议19、摆轮（舞踏轮）20、双盘收线装置●光缆预期使用寿命及保证措施光缆使用寿命主要取决于光缆所采用材料之间的相容性、耐环境适应性和光缆中光纤的余长控制。保证措施如下：1