《光纤通信基础》PPT课件

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1、第二讲光纤通信基础光纤通信的概念光纤通信就是以光波为载波，光导纤维为传输介质的通信方式。3光纤通信的发展过程古代光通信约3000年前的烽火台：烽火戏诸侯；17世纪，发明了望远镜；17世纪，旗语在航海上得到广泛应用共同特点：利用空气传播可见光，由人眼接收现代光通信--光电话1880年，贝尔利用太阳光作光源，大气为传输媒质，用硒晶体作为光接收器件，成功地进行了光电话的实验，通话距离最远达到了213米6光通信必须要解决两个最根本性问题：必须有能稳定传送光的介质必须要找到理想的光源。71960年，美国人梅曼发明了红宝石激光器，从此人们便可获得频率稳定的光源。研究现代化光通信的时代也从此

2、开始。1966年7月，英国标准电信研究所的英籍华人高锟博士，就光纤传输的前景发表了有重大意义的论文，论述了造成光纤损耗的主要原因，并从理论上分析：如果能去除玻璃上的杂质，就有可能使光的传输损耗大大降低，可降低到20dB/km左右（20dB/km表示信号传输1公里后只剩1/100）。81970年，美国康宁公司的三名科研人员成功地制成了传输损耗20dB/km的光纤。1970年，美国贝尔研究所成功地研制出能在室温下连续工作的半导体激光器。1974年光纤损耗达到了1dB/km的水平;1977年，已研制成功了能连续工作几万小时、在实用环境中工作10年的长寿命的激光器。91977年在美国芝

3、加哥和圣塔摩尼卡之间首次建成商用的光纤通信系统。10到1990年，短短十几年中，光纤通信已经经历了几次更新换代，其中主要是由多模光纤过渡到单模光纤；由短波长区（0.85µm，损耗约为3~4dB/km左右）过渡到长波长区（1.31µm，损耗为0.35dB/km，1.55µm，损耗为0.19dB/km）。光纤的传输速率已经达到了10Gb/s。11光纤通信的特点12光纤传输带宽高，通信容量大。光纤中继距离长。光纤损耗低。电磁干扰能力强。光缆的尺寸小，重量轻。光纤资源丰富，节约有色金属和能源。13光纤结构纤芯包层涂覆层光纤的结构纤芯：折射率较高，用来传送光；包层：折射率较低，与纤芯一起

4、形成全反射条件；涂覆层：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。37光纤尺寸参数典型纤芯直径9µm、50µm、62.5µm典型包层直径125µm典型涂覆层直径250µm*ProvidedbySuperiorEssex16光纤原理光纤传输光学原理图18光纤性能衰减光在光纤中传输时的能量损耗850nm<3dB/km1310nm<0.35dB/km1550nm<0.2dB/km色散色散就是光纤中传输的不同模式的光信号中的不同频率分量，由于速度不同造成到达光纤终端存在先后顺序，从而产生波形畸变的一种现象。雨后的彩虹，这些都是最简单的色散现象。色散越小，带宽就越大。光纤的三个“窗口”第一窗口8

5、50nm损耗<3dB/km。第二窗口1310nm损耗<0.35dB/km第三窗口1550nm损耗<0.2dB/km0.70.80.91.01.11.21.31.41.51.6λnm第一窗口第二窗口第三窗口衰减(dB/km)654321工作波长多模（MM）工作于850nm和1300nm单模（SM）工作于1310nm和1550nm23光纤代号光纤类别的代号光纤类别采用光纤产品的分类代号表示。B1.1G652a和G652b光纤B1.3G652c和G652d低水峰单模光纤B6_aG657A1和G657A2光纤B6_bG657B2和G657B3光纤A1a50/125um多模光纤A1b6

6、2.5/125um多模光纤A1am15050/125um万兆150多模光纤A1am30050/125um万兆300多模光纤A1am55050/125um万兆550多模光纤25光纤分类按照制造光纤所用的材料分类有：石英系光纤多组分玻璃光纤塑料包层石英芯光纤全塑料光纤氟化物光纤按光在光纤中的传输模式分多模光纤单模光纤多模光纤多模光纤(MultiModeFiber)：纤芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光，其模间色散较大，这就限制了传输距离，适合中容量、中距离传输。多模光纤的分类OM1OM2OM3OM4多模光纤的应用及传输距离单模光纤单模光纤(SingleModeFiber

7、)：纤芯很细(芯径一般约为9μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于大容量远距离传输。单模光纤的分类OS1OS233常用单模光纤G.652单模光纤定义在1.31μm波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口。这种光纤由国际电信联盟ITU－T在G.652建议中确定的，因此这种光纤