光纤及光缆基础知识培训.ppt

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1、光通信史光纤通信原理光纤的结构光纤光纤的分类光纤的基本参数光纤的制造方法光纤的演变光通信史广义的光通信：存在于我们的日常生活中，无处不在，无时不在。－旅游、观光－电影、电视狭义的光通信：是指人类有意识地利用光作为传递信息的手段。－古代的烽火台－现代的交通信号灯、航海灯塔等等光通信史法国人ClaudeChappe第一个建立光电报系统。1790美国人AlexanderGrahamBell发明了光电话。1880人类发明了新的光源：激光。1958华裔科学家：高锟博士从理论上预言玻璃纤维是理想的光波导。1966康宁公司成功开发出衰减小于20dB/

2、km的商用光纤。1970光通信史上的几个里程碑f10km1km100m10m1m1cm1dm105m100km107m010Hz100Hz1k10k100k1M10M100M1G10G1cm100m1mm10m100nm1m10nm1nm100pm10pm1pm10G100G1T10T100T1015T1017T1016T1019T1018T1020T1.6m1.5m1.3m1.4m1.1m1.2m1m900nm800nm700nm500nm600nm400nm红外线紫外线X射线伽玛射线光纤应用范围无线电电视卫星L

3、WKWMWUKWdmcm高频微波低频交流电直流电微波可见光光纤通信原理光纤通信原理光信号发射接收接收发射通信系统的原理框图传输线路光光光光信号处理信号处理光纤通信原理线路中继线路中继传输线路的基本组成传输介质传输介质传输介质传输介质线路中继光纤通信原理入射光线反射光线入射光线11=2传输介质：光纤光的反射和折射定律光在传输过程中，在两种不同的传输介质的界面将产生以下行为：一部分入射光将被反射一部分入射光将进入第二种介质，产生折射介质1折射率n1介质2折射率n22n1·Sin1=n2·Sin2介质1折射率n1介质2折射率n2

4、12折射光线光纤通信原理折射率n＝光在真空中的传播速度/光在该介质中的传播速度全反射：当n1>n2时，随着入射角的不断增加，当入射角达到某一值时，折射角达到90oC，我们把此时的入射角称为临界角0。当入射角大于临界角时，将发生全反射。介质1介质2根据折射定律，我们可以求出临界角，此时2＝90o。即n1·Sin0=n2·Sin90o所以Sin0=n2/n1光纤通信原理传输介质：光纤包层n2纤芯n1包层n2光纤通信正是利用了全反射原理，当光的注入角满足一定条件时，光便能在光纤(光波导)内形成全反射，从而达到长距离传输的目的。光纤

5、中心轴线090-0空气n01传输介质：光纤光纤通信原理包层光纤的结构纤芯涂层按材料分类：二氧化硅系光纤多组份光纤塑料光纤光纤的分类用于通信，如：光缆用于传感器，如：光纤陀螺用于传输图像，如：内窥镜其它用途，如用于传输能量按用途分类：光纤的分类光纤的分类按传输模式分类：多模光纤：根据电磁波的传播理论，通过解麦克斯韦方程，可以求出光波在该类光纤中是以多种模式(振动状态)向前传播的。它包括LP01、LP11、LP02、LP12、LP21、LP22等等。单模光纤：光波在该类光纤中只以基模LP01的振动方式向前传播。aarEaarELP01

6、LP11LP02多模光纤单模光纤按传输模式分类：光纤的分类几何尺寸参数光学及传输特性参数机械特性参数光纤的基本参数环境特性参数几何尺寸参数dxdyR光纤的基本参数纤芯直径纤芯/包层同心度偏差包层外径(d={dx+dy}/2)包层不圆度(

7、dmax-dmin

8、/d)涂层外径包层/涂层同心度偏差光纤翘曲度R光纤几何尺寸参数典型值纤芯直径(多模光纤)：纤芯直径(单模光纤)：纤芯/包层同心度：包层外径：包层不圆度：涂层外径：包层/涂层同心度：62.5/50m8～10m1.0m125m1m1%245m5m12m光纤翘曲度

9、：4m光纤的基本参数光纤的基本参数几何尺寸的精度对光纤的影响光纤的接续损耗光纤的PMD值光纤纤芯光纤芯径8m，错位2m导致0.7db衰减纤芯轴向夹角纤芯有1夹角，导致0.45dB接头损耗光纤端面倾斜倾角1时，导致0.2dB接头损耗光纤芯径不同芯径相差10%，损耗增加0.01dB光缆接续光纤对接续影响如果光纤芯径8m，错位2m导致0.7db衰减如果要求接头损耗<0.1dB，纤芯错位一定要<0.8m2m光纤纤芯：光纤1光纤2光缆接续纤芯有1夹角，导致0.45dB接头损耗如果要求接头损耗<0.1dB，纤芯夹角应<0.3纤

10、芯轴向夹角：1光纤1光纤2光缆接续倾角1时，导致0.2dB接头损耗光纤端面倾斜：1光纤1光纤2光缆接续芯径相差10%，损耗增加0.01dB光纤芯径不同：光纤1光纤2光缆接续光学及传输特性参数衰减系数色