《光纤通信光纤》ppt课件

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1、第2章光纤--光纤导光原理及其特性光纤的结构及分类光纤导光原理光纤的模式理论光纤的损耗特性光纤的色散光纤的非线性效应常用光纤纤芯包层涂覆层芯线1、光纤的结构§2.1光纤的结构及分类典型结构是多层同轴圆柱体自内向外为纤芯、包层和涂覆层纤芯、包层------裸光纤纤芯、包层+涂覆层----芯线纤芯、包层------光学区涂覆层---保护区材料：SiO2纤芯n1>包层n2纤芯:SiO2+GeO2(P2O5)包层:SiO2+B2O5(F)涂覆层包括一次涂覆、缓冲层和二次涂覆，起保护光纤不受水汽的侵蚀相机械的擦伤，同时又增加光纤的柔韧性，起

2、着延长光纤寿命的作用。涂覆层的主要作用是为光纤提供保护2、光纤的分类1）按制造光纤所使用的材料分2）按工作波长来分3）根据光纤中传输模式分4）根据折射率分布分有石英系列、塑料包层石英纤芯、多组分玻璃纤维、全塑光纤等四种。短波长光纤长波长光纤单模光纤和多模光纤有阶跃型光纤StepIndexSI渐变型(梯度型)光纤GragedIndexGIW型光纤等阶跃型光纤SIStepIndex渐变型(梯度型)光纤GIGragedIndexW型光纤3、光缆制造1、原材料提纯去掉光纤原料中的杂质，以降低杂质吸收。2、制棒将提纯后的材料合成一定折射率分

3、布的预制棒。将预制棒拉制成原折射率分布的光纤。3、拉丝4、套塑为保证光纤的机械性能将光纤涂覆层外加一层热塑材料。5、成缆目的：去掉光纤原料中的杂质，以降低杂质吸收。方法：精馏——吸附——精馏精馏塔活性吸附物质二级精馏活性吸附物质精料槽SiCl4HO-Cu2+_氧化铝或活性硅胶SiCl4材料提纯熔炼制棒方法：MCVD法（改进的化学汽相沉积法）BELLPCVD法（等离子激活化学汽相沉积法）PHILIPSVAD法（汽相轴向沉积法）NTTOVD法（管外汽相沉积法）CORNINGAPVD法（等离子化学汽相沉积法）ALCATEL目的：将提纯后

4、的材料通过物理与化学的方法合成一定折射率分布光纤预制棒。折射率分布通过控制掺杂浓度实现。化学反应方程MCVD法（改进的化学汽相沉积法）纤芯:SiO2+GeO2(P2O5)包层:SiO2+B2O5拉丝目的：将具有一定的折射率分布的预制棒拉制成折射率分布不变的光纤。123467891---光纤预制棒2---高温炉3---测温仪4---炉温控制5---激光测径仪6---调速系统7---涂覆器8---固化炉9---收丝轮5光纤经过涂覆后虽然已具有了一定的抗张强度，但还是经不起施工中的弯折、扭曲和侧压等外力作用，为了使光纤能在各种环境中使用

5、，必须把光纤与其他元件组合起来构成光缆，使其具有良好的传输性能以及抗拉、抗冲击、抗弯、抗扭曲等机械性能。成缆一、对光缆的要求1、机械性能好：保证光纤经得起拉伸、冲击、弯曲等影响。2、防护性能好：使光纤防水，防潮，防雷，防腐。3、传输性能好：避免工程中带来的附加损耗或色散。2、光缆护套一般由塑料材料制造，保护光缆芯受到机械外力和环境的影响。PVC（聚氯乙烯）3、防潮层光纤非常怕水，一般用密封铝制金属或阻水纱防潮。4、填料防止水气进入。要求：抗水性好，温度性能好，无毒，不易燃。5、铠装增加机械强度，防鼠，防虫，防人为损伤。1、加强件加

6、强件一般由钢丝或增强塑料嵌在光纤中，用以承受拉伸负荷。（集中式加强件，分散式加强件）二、光缆的基本结构按成缆光纤类型?多模光纤光缆和单模光纤光缆?按缆芯结构?中心束管、层绞、骨架和带状?按加强件和护层?金属加强件、非金属加强、铠装?按使用场合?长途/室外、室内、水下/海底等?按敷设方式?架空、管道、直埋和水下3、光缆的分类4、光缆的结构（成缆方式）层绞式骨架式中心束管式带状式光纤油膏加强件护套松套管中心管式光缆----套管式光缆是将数根一次涂覆的光纤放入同一根塑料管中，管中填冲油膏，光纤浮在油膏中。套管式光缆的结构合理、重量轻、体

7、积小、价格便宜。层绞式结构光缆加强芯纤芯套塑填充料防潮层内护套铠装外护套----层绞式光缆是将若干根光纤芯线以加强元件为中心绞合在一起的一种结构，这种结构适用于芯线数较少的的光缆。骨架式结构光缆----沟槽式光缆是将单根或多根光纤放入沟槽中，骨架中心是加强元件。这种结构的光缆的抗侧压性能好，单制造工艺复杂。§2.2光纤导光原理光纤导光原理的分析方法：射线理论，几何光学法波动理论、模式理论1、内全反射折射定律一、SI光纤射线分析非子午面光线Snell定律临界角临界角对应的捕光角捕光角内全反射导光原理内全反射的条件相对折射率差3、模式

8、及时延差传导模辐射模2、数值孔径NA(NumericalAperture)光源与光纤的耦合效率高光纤里有很多条光线和轴线夹角相同的一簇光线称作一个模式模式有两类：最大时延差模式时延两条路径脉冲展宽：不引起码间干扰的脉冲间隔：码元速率（带宽）：不同模