光纤与光缆简介.ppt

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1、光纤与光缆技术第一篇光纤第一章概述第一章概述第一节光纤通信技术发展历程一、光纤通信概念1、光纤通信：以激光作为载体，以光纤作为传输媒介的通信方式。2、光纤通信发展史(1)原始的光通信：烽火台，旗语；(2)近代的光通信：大气激光通信用承载信息的光波，通过大气作为传输信道完成到点对点或点对多的信息传输。特点：不用敷设任何线路，简单经济；受气候影响大，传输不稳定，有局限性。雨天：30dB/km；浓雾：120dB/km数千米至数十千米范围衰减：光从光纤的一端射入，从另一端射出，光的强度会减弱，这意味着光信号通过光纤传播之后光能量衰减了一部分。1966.7美籍华人高锟提出光纤通信的概念，并

2、指出制造出20dB/km的光纤可实现利用光纤的目的。(3)现代光纤通信1970年美国康宁公司20dB/km1975年美国康宁公司4dB/km1976年美国康宁公司0.5dB/km1986年日本住友公司0.154dB/km2002年日本住友公司0.148dB/km光纤通信的发展可以分为三个阶段：第一阶段(1966-1976)，短波长(0.85微米)、低速率(45或34Mb/s)多模光纤；无中继传输距离10km；第二阶段(1976-1986)，长波长(1.31和1.55微米)、速率(140-565Mb/s)单模光纤；无中继传输距离50-100km；第三阶段(1986-1996)，波长

3、(1.55微米)、速率(2.5-10Gb/s)单模光纤；无中继传输距离100-150km。3、光纤通信系统的组成光纤通信系统可以传输数字信号，也可以传输模拟信号，一般有话音、数据或多媒体信息。1、光纤：光导纤维，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中全反射原理而达成的光传导工具。二、光纤光缆概念2、光缆：由光纤和塑料保护套及塑料外皮构成，由一定数量的光纤按一定方式组成缆芯，外包有护套，有的外包覆外护层，用以实现光信号的传输的一种通信线路。金属加强构件、松套层绞、油膏填充式、聚乙烯内护套、皱纹钢带铠装、聚乙烯外护层的通信用室外光缆应用：海底光缆、高压电塔上的空架光缆、核能电厂的抗辐射

4、光缆、有线电视线，医用内窥镜。第二节光纤的分类及优缺点一、分类1、按光在光纤中的传输模式(1)多模光纤：中心玻璃芯较粗(50-100微米)，可传多种模式的光常用：62.5/125型，50/125型(2)单模光纤：中心玻璃芯较细(9或10微米)，可传一种模式的光。2、按折射率分布情况(1)突变型(阶跃型)：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变；(2)渐变型(梯度型)：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小的。3、按最佳传输频率窗口：(1)常规型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上；例如：1300nm(2)色散位移型：光线生产厂家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上。例：

5、1300、1550nm二光纤的优缺点传输容量大；损耗低；抗电磁场和电辐射；体积小、重量轻；节省有色金属和材料；可用于易燃、易爆场所；抗化学腐蚀。1、优点：抗拉强度低；光纤连接困难；材料提纯要求高；光纤的弯曲半径不能太小。2、缺点：第二章光纤技术第一节光纤的光传输理论一、概述二、光纤的基本结构三、光纤的分类四、光纤传输的理论基础五、习题一、概述通信光纤：由石英玻璃或塑料或其它导光材料组成的导光纤维。导光原理：光信息在高折射率的纤芯和低折射率的包层所构成的光波导中传播。目的：了解光波在光纤中的传输机理、传输条件，建立传输特性与光折射率分布结构参数之间的关系，使人们能够设计出理想的光波

6、导体。二、光纤的基本结构光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。图2.1示出光纤的外形。设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。由纤芯和包层组成的光纤常称为裸光纤，这种光纤如果直接使用，由于裸露在环境中,容易受到外界温度、压力、水气的侵蚀等，因而实际中应用的光纤都在裸光纤的外面增加了防护层,用来缓冲外界的压力,增加光纤的抗拉、抗压强度，并改善光纤的温度特性和防潮性能等。防护层通常也包括好几层，细分为包层外面的

7、缓冲涂层，加强材料涂覆层以及最外一层的套塑层。光纤的套塑方法有两种：紧套和松套。紧套是指光纤在二次套管内不能自由松动；而松套光纤则有一定的活动范围。紧套的优点是性能稳定，外径较小但机械性能不如松套，因为紧套无松套的缓冲空间，易受外力影响。松套光纤温度性能优于紧套，制作比较容易，但外径较大，为避免水分，需要填充半流质的油膏来提高光缆的纵向封闭性能。经过涂覆、套塑形成的光纤常称为被覆光纤或缆芯。光纤的几何尺寸很小，纤芯直径一般在5～50μm之间，包层的外径为125μm，包括防护层，整