光纖與光纜ppt課件(存儲(chǔ)版)
【正文】 數(shù)，還可利用光在光纖中傳輸?shù)臅r(shí)間來確定光纖的長度 L。OTDR不僅可以測(cè)量光纖損耗系數(shù)和光纖長度，還可以測(cè)量連接器和接頭的損耗，觀察光纖沿線的均勻性和確定故障點(diǎn)的位置，確實(shí)是光纖通信系統(tǒng)工程現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量不可缺少的工具。掃頻儀輸出各種頻率的正弦信號(hào)，對(duì)光源進(jìn)行直接光強(qiáng)調(diào)制，輸出光經(jīng)光纖傳輸和光檢測(cè)后，由選頻表直接獲得頻率響應(yīng)。km) 要求值 1310nm ～177。 ?光纖在 1550nm窗口 損耗更低 ，可以低于 ，幾乎接近光纖本征損耗的極限。 ?缺點(diǎn)：模場(chǎng)直徑小，容易加劇非線性效應(yīng)的影響，為此人們又研究了大有效面積 NZDSF光纖 ? 非零色散位移單模光纖 (NZDSF) 167。使得其能用在 EDFA和波分復(fù)用結(jié)合的傳輸速率在 10Gbit/s以上的 WDM和 DWDM的高速傳輸系統(tǒng)中。根據(jù)光纖的這種特性，可改變光纖的色散情況，進(jìn)行色散位移。光纖從高溫拉制出來后，要立即用軟塑料 (例如紫外固化的丙烯酸樹脂 )進(jìn)行一次被覆和應(yīng)力篩選，除去斷裂光纖，并對(duì)成品光纖用硬塑料 (例如高強(qiáng)度聚酰胺塑料 )進(jìn)行二次被覆。圖 示的頻率響應(yīng) H1( f )、 H2( f )和由兩曲線相減得到的光纖頻率響應(yīng) H( f )和 6 dB電帶寬。 68 用后向散射法的原理設(shè)計(jì)的測(cè)量儀器稱為光時(shí)域反射儀 (OTDR)。利用與傳輸光相反方向的瑞利散射光功率來確定光纖損耗系數(shù)的方法，稱為后向散射法。接收一般包括光敏面積足夠大的光檢測(cè)器、 放大器和電平測(cè)量或數(shù)據(jù)顯示，通常用光功率計(jì)來實(shí)現(xiàn)。由圖可見，只有在穩(wěn)態(tài)模式分布 (注入光束數(shù)值孔徑 NAb和被測(cè)光纖數(shù)值孔徑 NAf相匹配 )的注入條件下， lgP與 L才是線性關(guān)系。 53 本節(jié)介紹光纖損耗、 帶寬 (色散 )和截止波長的測(cè)量原理和測(cè)量方法。 ? 瑞利散射損耗對(duì)光纖來說是其本身固有的，因而它確定了光纖損耗的最終極限。 光纖的損耗機(jī)理 (1) 49 ? 原子缺陷吸收 是由于加熱過程或者由于強(qiáng)烈的輻射造成， 玻璃材料會(huì)受激而產(chǎn)生原子的缺陷，引起吸收光能，造成損耗。 吸收就是光纖材料中的雜質(zhì)粒子因其固有頻率而對(duì)某些波長的光產(chǎn)生強(qiáng)烈的吸收。 ? ? 色散的種類及其產(chǎn)生原因 44 ?損耗定義 : 光纖的損耗特性 光纖損耗是通信距離的固有限制，在 很大程度上決定著傳輸系統(tǒng)的中繼距離 ，損耗的降低依賴于工藝的提高和對(duì)石英材料的研究。 ?合理設(shè)計(jì)成將零色散波長移到 1550nm的色散移位光纖，使 1300nm和 1550nm處色散皆為零的色散平坦光纖，或 1550nm處具有負(fù)色散值的色散補(bǔ)償光纖 材料色散 41 單模光纖材料色散和波導(dǎo)色散隨波長的變化關(guān)系 零色散波長 17ps/m1550nm D=DM+DW 42 ? 在理想的單模光纖中，基模是由兩個(gè)相互垂直的簡并偏振模組成。 單位： ps/ 色散的基本概念 37 ? 色散類型 ?模式色散 ： 不同模式對(duì)應(yīng)有不同的模折射率，導(dǎo)致群速度不同和脈沖展寬 （僅多模光纖有） ?波導(dǎo)色散 ：傳播常數(shù)隨頻率變化 ?材料色散 ：折射率隨頻率變化 ?偏振模色散 PMD 波長色散 色散的種類及其產(chǎn)生原因 38 ? 模式色散 是由于光纖 不同模式 在同一波長下傳播速度 不同 ， 使傳播時(shí)延不同而產(chǎn)生的色散 。產(chǎn)生信號(hào)畸變的主要原因是光纖中存在色散。 ? NA（或 θa ）越大，表示光纖 接收光的能力 越強(qiáng)，光源與光纖之間的 耦合效率 越高。為此，人們又研制了一種 非零色散位移光纖即 G655光纖 ，將光纖的零色散點(diǎn)移到 工作區(qū)以外的 以后或在 以前，但在 波長區(qū)內(nèi)仍保持很低的色散。因此，這種光纖仍然不是理想的傳輸媒介。 22 后來又發(fā)現(xiàn)在 波長處，單模光纖的材料色散和波導(dǎo)色散一為正、一為負(fù)，大小也正好相等。 19 多模光纖：中心玻璃芯較粗 (50或 )，包層外直徑 125μm，可傳多種模式的光。 光纖損耗一般是隨波長加長而減小， , ， 耗為 ，這是光纖的最低損耗，波長。 14 從材料角度分 : 按照材料分， 有 石英系光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層石英芯光纖、全塑料光纖和氟化物光纖 等。 漸變光纖的包層折射率分布與階躍光纖一樣，為均勻的。這種光纖纖芯的折射率是均勻的，包層的折射率稍低一些。而單模光纖芯的直徑為 8μm~10μm。 ? ？ 在實(shí)際系統(tǒng)中， 光信號(hào)到底如何傳輸？其傳輸特性、傳輸能力究竟如何？ —— 本章討論的要點(diǎn)。 光纖概述 167。 微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。所以這種光纖的模間色散高，傳輸頻帶不寬，傳輸速率不能太高，用于通信不夠理想，只適用于短途低速通訊，比如：工控。 13 同樣的過程不斷發(fā)生，直至光在某一折射率層產(chǎn)生全反射，使光改變方向，朝中心較高的折射率層行進(jìn)。因此在工業(yè)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的激光通信中得到廣泛應(yīng)用。 按光纖的工作波長分： 短波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。這樣， 波長區(qū)就成了光纖通信的一個(gè)很理想的工作窗口，也是現(xiàn)在實(shí)用光纖通信系統(tǒng)的主要工作波段。這種光纖又稱為 零色散單模光纖， 代號(hào)為 G653。這種光纖在 到 整個(gè)波段上的色散都很平坦，接近于零。 ? 單模光纖的 NA在 ，多模光纖的 NA約為 。本節(jié)討論光纖的色散和損耗的機(jī)理和特性，為光纖通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 ? 波導(dǎo)色散取決于波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和波長。當(dāng)數(shù)據(jù)傳輸速率小于 10Gbit/s時(shí)，基本上不必考慮它的影響。之所以可以這樣進(jìn)行運(yùn)算，是因?yàn)橛梅重惐硎镜膿p耗具有 可加性 。 ? 紅外區(qū) 的中心波長在 8μm ～ 12μm 范圍內(nèi)， 對(duì)光纖通信波段影響不大。降低光纖材料中過渡金屬的含量可以使其影響減小到最小的程度（目前，光纖中雜質(zhì)吸收主要由于水的氫氧根離子的振動(dòng)） 。這種由非線性激發(fā)的散射有兩種即 受激喇曼 (Raman)和 受激布里淵 (Brillouin)散射。測(cè)量儀器要求穩(wěn)定、 可靠，并有足
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1