光纤传输基础ppt课件.ppt

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1、光纤传输基础知识1光纤与光缆光无源器件光有源器件光传输基础内容介绍2一、光纤与光缆3光纤传输基本原理光波光是一种电磁波,按照波长、频率、应用的不同，电磁波分类概况如下图所示。光纤通信用的光波，其波长在800—1600nm的近红外区内，使用四个低损耗窗口：850nm、1300nm、1310nm、1550nm。41966年，英籍华人高锟预见，利用玻璃可以制成衰减为20dB/km的光导纤维，可以引导光波转弯，实现通信。1970年，美国康宁玻璃公司首先制成衰减为20dB/km的光导纤维。1974年，光纤衰减降低到2dB/km。1976年，打开了1.31和1.55um两个低

2、衰减长波长窗口。1980年，1.55um波长衰减减低为0.2dB/km，远距离的光纤通信成为可能。进入80年代后，采用注入油膏于光纤套管中，使光纤与外界的水和潮气隔绝，完善的光缆付诸工程应用。光导玻璃纤维通信5光纤是由纤芯和包层两部分组成，纤芯折射率n1，包层纤芯折射率n2，且n1n2。光纤周围是空气。当光线以某一角度θ0射到光纤端面时，在端面发生折射进入光纤后又射到纤芯和包层界面，只要在界面的入射角大于全反射临界角，就能发生全反射，由于入射角等于反射角，当光纤是均匀圆柱体时，光就在光纤的纤芯和包层的界面处发生全反射，从而沿光纤全长传输。光纤中的光传输6光纤的分

3、类按照传输模式分：光纤中传输的模式就是光纤中存在的电磁场模式，或者说是光场模式。各种模式都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。各种模式是不连续的离散的。由于驻波才能在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状的光场。即各种光斑。若是一个光斑，我们称这种光纤为单模光纤，若是两个以上光斑，我们称之为多模光纤。7按纤芯直径分：50/125µm、62.5/125µm、9/125µm其中50/62.5/9µm为光纤的芯径尺寸，125为光纤的包层尺寸多模光纤：50/125µm、62.5/125µm两种。带宽窄、衰耗大、传输距离近、多用于短途或低速数据。趋于淘汰

4、。单模光纤：9/125µm，容量大、损耗低、传输距离远、多用于长途或高速数据。得到广泛和大量应用。光纤的分类8单模光纤的衰减衰减是光纤的一个重要的传输参数，它表明了光纤对光能的传输损耗。其对光纤质量评定和光纤通信系统的传输距离的确定起着十分重要的作用光在光纤中传播时,平均光功率沿光纤长度按照指数规律减少,即:P(z)＝P(0)10-(az/10)式中,P(0)是在z＝0处注入进光纤的光功率:P(z)是经过传输在轴向距离z处的光功率;α是以dB/km为单位的衰减系数。9单模光纤衰减谱0.50.40.30.20.11100130015001700波长l1310窗口15

5、50窗口10光纤的色散当把一束阳光投射到三棱镜的一边，由于玻璃对各种波长的光具有不同折射率，阳光通过棱镜后便散开成为七种颜色，这便是色散现象。不同波长的光通过光纤传输，同样会有色散发生。光纤输入端加上窄的光脉冲信号，经光纤传输后，输出的光脉冲会发生展宽。光纤长度越长，脉冲展宽越大。我们把光脉冲在传输中展宽称为光纤的色散。11光纤的色散随着脉冲在光纤中传输，脉冲的宽度被展宽劣化的程度随数据速率的平方增大决定了中继器之间的距离12常见不同色散特性的光纤G.652光纤：其零色散波长在1310nm附近，典型损耗为0.33dB/km。也可工作在1550nm，是当前应用最为普

6、遍的光纤。G.653光纤：零色散波长点从原来的1310nm移到1550nm，就是色散位移光纤(DSF)G.655光纤：非零色散位移光纤，零色散波长移到了光纤放大器的工作波段之外，在1530nm～1565nm工作波段内没有零色散点。13光缆分类缆芯结构不同:分为中心管式、层绞式和骨架式光缆敷设条件不同:分为架空光缆、管道光缆、直埋光缆、水底光缆和海缆光缆中光纤的松紧状态不同:分为紧结构、松结构和半松半紧结构光缆使用环境不同:可分为金属加强构件、非金属加强构件、阻燃和防蚁光缆14中心束管式光缆二次被覆松套光纤直放在光缆的中心位置,加强构件是平行于中心管放置的两根平行高

7、碳钢丝光缆中光纤芯数最大为36芯适用于架空、管道或直埋方式15层绞式光缆二次被覆松套光纤或紧套光纤螺旋绞合在中心加强构件上光缆中光纤芯数最大可做到200芯以上适用于架空、管道、直埋、水下等各种方式16光纤带状光缆带状光纤缆结构类同于非带状光纤缆，可分为中心管式、松套层绞式和骨架式三大类国内的带状光纤缆中的光纤芯数最大可做到720芯以上17光缆的性能及测试机械性能：包括拉伸、磨损、压扁、冲击、反复弯曲、扭转、曲绕、弯折、枪击等环境性能：包括温度循环、护套完整性、渗水、滴流、阻燃等以上测试均有专用测试设备18光缆路由和衰耗的确定用户应提供从每个监控点到前端的光缆路由、

8、距离、所用