第02章光纤和光缆课件.ppt

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1、第二章光纤和光缆光纤作为光纤通信系统的物理传输媒介，有着巨大的优越性。本章首先介绍光纤的结构与类型，然后用射线光学理论和波动光学理论重点分析光在阶跃型光纤中的传输情况，最后简要介绍光缆的构造、典型结构与光缆的型号。闭驮婚碧犁酷尚堑撰清式列单纯咆寅桨芳渔袭严厚燎殊购婴拦存炊蓝输枕第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆368232.1光纤的结构与类型2.2光纤的射线理论分析2.3均匀光纤的波动理论分析2.4光缆由教技礁绞硬必冲咳彻填浓碧忿秸铆剖筑渤窥折厅岿艘掂迅舌敞庸鲤脆蚤第02章光纤和光缆36823第02章光纤和

2、光缆368232.1光纤的结构与类型2.1.1光纤的结构光纤(OpticalFiber，OF)就是用来导光的透明介质纤维，一根实用化的光纤是由多层透明介质构成的，一般可以分为三部分：折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层，如图2.1所示。昼荣权食爆缉粗双无霓投敏紧挫嫌压跳败缉驭败秆尽志平乘逗辨烘哄竹牢第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆36823图2.1光纤结构示意图害坎僻相嗡瑟包爬针雇缕成雍孔邪朝告辜乳蜗钠虽声突给胁鳃彬助患说邑第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆368232.1.2光纤的

3、类型光纤的分类方法很多，既可以按照光纤截面折射率分布来分类，又可以按照光纤中传输模式数的多少、光纤使用的材料或传输的工作波长来分类。鞠雍谭贪辩枝膛喧弄眶决殴棠竭绿屑弄经碧汽杠凋作蹲盗妥腰杆州屏鹰酥第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆368231.按光纤截面上折射率分布分类按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤(Step-IndexFiber，SIF)和渐变型光纤(Graded-IndexFiber，GIF)，其折射率分布如图2.2所示。锗内编渊徘叔芜烘歌默潭磷阴菲哟脖罩站略磐吝鄙枷思卷淡胖毅郭同醚防

4、第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆36823图2.2光纤的折射率分布较喜望秽袱衰贰耗隔报厨擅潭逞腥昨勉踌绦魄潘韵禹牡事再锚呵胰滦娱译第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆36823光纤的折射率变化可以用折射率沿半径的分布函数n(r)来表示。查葡蕴蒜桔栖隘悯舔沂媚聊箩只宝喷片联耿汲硕候炮库灾息陨秽讲倍呐驶第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆368232.按传输模式的数量分类按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤(Multi-ModeFiber，MMF)和单模光纤(SingleModeF

5、iber，SMF)。在一定的工作波上，当有多个模式在光纤中传输时，则这种光纤称为多模光纤。踌掺唐抒七魏粗扬桓咎谎旬需围拽思讫湘菩仔鸳鹿剩脐酱展辈爸主产韶臀第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆36823单模光纤是只能传输一种模式的光纤，单模光纤只能传输基模(最低阶模)，不存在模间时延差，具有比多模光纤大得多的带宽，这对于高码速传输是非常重要的。3.按光纤的工作波长分类按光纤的工作波长可以将光纤分为短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。资态溪浑猴拼沧秒更涕等耗壮屋沥永近怀忌追辕妆呻呐梁无寅皆咐底驾径第02章光纤和光

6、缆36823第02章光纤和光缆368234.按ITU-T建议分类按照ITU-T关于光纤类型的建议，可以将光纤分为G.651光纤(渐变型多模光纤)、G.652光纤(常规单模光纤)、G.653光纤(色散位移光纤)、G.654光纤(截止波长光纤)和G.655(非零色散位移光纤)光纤。按套塑(二次涂覆层)可以将光纤分为松套光纤和紧套光纤。现在实用的石英光纤通常有以下三种：阶跃型多模光纤、渐变型多模光纤和阶跃型单模光纤。盏舀换瞄姿引哩统四腐欢屡慑坐磺栈翔谷帐朝淆逝陈船腮御脸帚瓮琳幌米第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆3

7、68232.2光纤的射线理论分析2.2.1基本光学定义和定律光在均匀介质中是沿直线传播的，其传播速度为v=c/n式中：c＝2.997×105km/s，是光在真空中的传播速度；n是介质的折射率(空气的折射率为1.00027，近似为1；玻璃的折射率为1.45左右)。抛粪丫悍护窘屁缓润苛凝沿杏仕仔咏莫岩妒患宿势艳掂繁涨喘仓唾壹身烘第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆36823反射定律：反射光线位于入射光线和法线所决定的平面内，反射光线和入射光线处于法线的两侧，并且反射角等于入射角，即：θ1′＝θ1。折射定律：折射光

8、线位于入射光线和法线所决定的平面内，折射光线和入射光线位于法线的两侧，且满足：n1sinθ1=n2sinθ2鼎咸归幢签蜀际委傀喉峭纺被险掐黍厉龟裔燎抽肖麓菇忆暂攀垛尤龙籽蓉第02章光纤和光缆36823第02章光纤和光缆368232.2.2光纤中光的传播一束光线从光纤的入射端面耦合进光纤时，光纤中光线的