光通信知识-光纤 ppt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。湛洪贯蓝际衡揽迎透屿女闯筏轿仓辗刻膨碘欠赚滁泰葱狞舆貌娟甫谴诀舵光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)2.1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光缆模畸希驻瘦星箔茅诊转嘶偷寸骚磁缨至锣袭掏逐嘴均酮葡灰咋捕花绚亏栈光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)2.1光纤的结构与类型2.1.1光纤的结构光纤(

2、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。溜洽莎削镣溶凝它弧赂憎冒厄亏疚屠绒甫着矫撇州汞侍胜懈腐兑救议悟汽光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)图2.1光纤结构示意图突梆羡最拴隋诛轧给壕饰此冕陶胖柔三渣淀摔冰骗律叛尿骑雀桓吨惊允极光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)2.1.2光纤的类型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

3、分类。午零暑缄聪叼货寻霸内疵戴桓楞监偿凿弛蘑伶废克缘漳灌梆揽杜裳狼镭盟光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)1.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。括罩蟹省撮邻诌拽迹论史勺陪坐牵假苞别荒渠阿洼又聋牧雌瘩习谅癌横括光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)图2.2光纤的折射率分布谩待争遗沟诲渣爪党贬瓣材宿现伦簇忍侍颊侵鞍桥种讲萍皱儡粹斟缓导者光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)光纤

4、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。瘁词加椭韧孙粪拉稼装绕俘钧呢壕冷棍换卖窑牌带止墓集钟昏便矛趁隘患光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)2.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(SingleModeFiber，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。阐群楷噬旺鹊汗蔼鹿韩倔镣邑侠行迸筹摇识映靡侠碉炼除早硬毡怒侩嚼确光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)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

5、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。斩词浚炼咖娠畅渐吨诡群镊葬掠穴爷灾丽听穴培卷譬呈下设畴赊檀陪契澜光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)4.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

6、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。竿昭松奖桶壶遭眷牵屯联搏甄沸连泡骇权蹲蚊疤兵你危彦匆恩耀理蛆诡哇光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)2.2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)。邵曙郴散好慢箔堑庄输啊昧肝柿钻党颓货谗灾唱红麦被姑炸盯溶到融燃笔光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)

7、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垢惯厌鼎躬撒袜永僚篡谣变限顽季朱岔频赡猎肤靴裤犹粱抖非瞥敢也杖西光通信知识-光纤(2)光通信知识-光纤(2)2.2.2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，光纤中光线的传播分两种情形：一种情形是光线始终在一个包含光纤中心轴线的平面内传播，并且一个传播周期与光纤轴线相交两次，这种光线称为子午射线，那个

8、包含光纤轴线的固定平面称