光纤通信原理及基础知识.ppt

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1、光纤的通信原理及基础知识第一章光纤通信的基本原理第二章光纤的基本结构和分类第三章光纤的基本参数第四章光纤的制造方法光纤的通信原理及基础知识§1.1光纤通信的基本原理信号处理发送端信号处理接收端光波导第一章光纤、光缆的基本知识f10km1km100m10m1m1cm1dm105m100km107m010Hz100Hz1k10k100k1M10M100M1G10G1cm100m1mm10m100nm1m10nm1nm100pm10pm1pm10G100G1T10T100T1015T1017T101

2、6T1019T1018T1020T1.6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LWKWMWUKWdmcm高频微波低频交流电直流电微波可见光电磁波谱频谱分配光纤通信的基本原理光在传输过程中，在两种不同的传输媒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媒质，并产生折射媒质1折射率n1媒质2折射率n2入射光线反射光线121=2n1·Sin1

3、=n2·Sin2媒质1折射率n1媒质2折射率n2入射光线12折射光线光的反射和折射定律光纤通信的基本原理折射率n＝光在真空中的传播速度/光在该媒质中的传播速度全反射：当n1>n2时，随着入射角的不断增加，在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。媒质1媒质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媒质折射率真空空气水多模光纤单模光纤玻璃钻石光的全反射定

4、律光纤通信的基本原理光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。包层n2纤芯n1光纤中心轴线090-0包层n2空气n01光纤的导光原理光纤通信的基本原理n1>n2>n0n0:空气中的折射率n1:纤芯的折射率n2:包层的折射率>00:入射角,和sin0=n2/n1条件:涂层包层纤芯光纤的结构光纤的基本结构和分类光纤通信的优点光通信基本原理大容量长中继距离适应能力强体积小，重量轻，便于安装和维护选材丰富，价格低Raw

5、materialabundance,lowprice保密性强第一章光纤通信的基本原理第二章光纤的基本结构和分类第三章光纤的基本参数第四章光纤的制造方法光纤的通信原理及基础知识光纤的结构及组成涂层力学影响的防护涂层(acrylic)250µm涂层250µm标准单模光纤标准梯度折射率分布多模光纤纤芯(SiO2+Ge+F)(掺锗二氧化硅)8.6-9.5µm纤芯(聚甲基丙烯酸甲酯)980µm包层(SiO2+F)掺氟二氧化硅125µm纤芯(掺锗二氧化硅)50µm/62.5µm/100µm涂层1000µm塑

6、料光纤光纤的基本结构和分类按材料分类：二氧化硅系光纤多组份光纤塑料光纤光纤的分类光纤的基本结构和分类用于通信，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：光纤的分类光纤的基本结构和分类按传输模式分类：多模光纤单模光纤光纤的分类光纤的基本结构和分类G651多模光纤：工作波长为850nm的LAN用的多模光纤G652光纤：最佳工作波长为1310nm的单模光纤：G652AG652B:标准光纤G652CG652D：低水峰（全波）光纤G653光纤：零色散波长在1.5

7、5m窗口的单模光纤G654光纤：截止波长在1500nm的海底应用单模光纤,又称为最低衰减单模光纤G655光纤：在1550nm窗口给定波长区间内色散不为零的色散位移单模光纤，称为非零色散位移光纤G655A：单信道光纤(1995)G655B、G655C：DWDM光纤(2000.10,2003.1)G656光纤：使用于DWDM系统S+C+L波带的非零色散位移光纤(2003.10提出，2004.4争取会议同意)光纤的分类光纤的基本结构和分类单模光纤特性G.652光纤G.653光纤G.654光纤G.655光纤

8、最成熟的单模光纤，但未把最小的衰减与最小的色散有效的结合在一起。过渡性的单模光纤，通过对光纤的截止波长进行位移而获得极低的衰减。过渡性的单模光纤，把零色散点移到了衰减最小的波长。一种新型的单模光纤，把最小的衰减与小的色散结合在一起。单模光纤的特性光纤的基本结构和分类G652光纤的分类、特点与应用应用1.G.652A：支持G.957规定的SDH传输系统，G.691规定的带光放大的单通过路STM-16（2.5Gbit/s）的SDH传输系统，G.693规定的4