光纖通信第02章(完整版)
【正文】 輸模式就是波動(dòng)方程的一個(gè)個(gè)穩(wěn)態(tài)解 。 反射定律：反射光線位于入射光線和法線所決定的平面內(nèi) ， 反射光線和入射光線處于法線的兩側(cè) ， 并且反射角等于入射角 ， 即： θ′=θ。 圖 光纖的折射率分布 圖 光在階躍折射率多模光纖中的傳播 圖 光在漸變折射率多模光纖中的傳播 在一定的工作波上 ， 當(dāng)有多個(gè)模式在光纖中傳輸時(shí) ， 則這種光纖稱為 多模光纖 。 圖 光纖結(jié)構(gòu)示意圖 光纖的類型 光纖的分類方法很多 ， 既可以 按照光纖截面折射率分布 來(lái)分類 ， 又可以 按照光纖中傳輸模式數(shù)的多少 、 光纖使用的材料 或傳輸?shù)墓ぷ鞑ㄩL(zhǎng) 來(lái)分類 。 光纖的制造工藝 光纖是由圓柱形預(yù)制棒拉制而成的 ， 因而光纖的生產(chǎn)工藝包括 預(yù)制棒的制造 和 拉絲工藝 。 光纖傳輸?shù)牟▌?dòng)理論 所謂光纖傳輸?shù)牟▌?dòng)理論就是研究光在光纖中傳播時(shí)的電磁場(chǎng)分布情況 。對(duì)應(yīng)于截止頻率的波長(zhǎng)就叫做截止波長(zhǎng)。 （ 1）模式色散： 指在光纖中由于各模式的軸向速度不同，使得到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間不同而引起的脈沖展寬 。 波導(dǎo)色散和材料色散都和入射光的波長(zhǎng)有關(guān)，故又統(tǒng)稱為 波長(zhǎng)色散 。 吸收損耗包括本征吸收損耗、雜質(zhì)吸收損耗和原子缺陷吸收損耗。 由于它是光功率下降 3dB對(duì)應(yīng)的頻率，故也稱為 3dB光帶寬。其作用是進(jìn)一步保護(hù)光纖，使光纖能適應(yīng)在各種場(chǎng)地敷設(shè)，如架空、管道、直埋、室內(nèi)、過(guò)河、跨海等。 ② 加強(qiáng)構(gòu)件的代號(hào)及其意義 無(wú)符號(hào)：金屬加強(qiáng)構(gòu)件； F： G： H： 非金屬重型加強(qiáng)構(gòu)件。km)的千位和百位數(shù)字。 該光纜的型號(hào)應(yīng)表示為： GYGZL0312T50/125（ 21008） C+5 4 。 注意 ：同一光纜適用于兩種以上的波長(zhǎng)，并具有不同的傳輸特性時(shí)，應(yīng)同時(shí)列出各波長(zhǎng)上的規(guī)格代號(hào)，并用/劃開。 ⑤ 外護(hù)層的代號(hào)及其意義 外護(hù)層是指鎧裝層及鎧裝層外面的外被層，采用兩位數(shù)字表示，各代號(hào)的意義如表 。 2. 光纜的典型結(jié)構(gòu) 光纜的基本結(jié)構(gòu)按纜芯組件的不同一般可以分為 層絞式、骨架式、中心束管式和 帶狀式 四種，如圖 。 其中： L為光纖長(zhǎng)度，單位為 km， r為帶寬距離 指數(shù)，對(duì)于 多模光纖取值在 ，一般 取 ，對(duì)于單模光纖取 1。 散射損耗包括 瑞利散射損耗 和 結(jié)構(gòu)不完善散射損耗 。 對(duì)于漸變型光纖，模式色散和波導(dǎo)色散可以忽略，主要考慮材料色散。 漸變型光纖的模式色散 漸變型光纖的子午線軌跡近似為正弦波，由于 折射率的分布 使得各光線到達(dá)終點(diǎn)的時(shí)間幾乎相同，因此漸變型光纖的模式色散很小幾乎為零。 即保證光纖單模傳輸?shù)臈l件是： 或 四、 模場(chǎng)直徑 模場(chǎng)直徑就是單模光纖中基模光斑的大小。 當(dāng)電磁波在沒(méi)有電流和電荷的線性均勻介質(zhì)上傳播時(shí) ， 麥克斯韋方程可以簡(jiǎn)化為波動(dòng)方程 ，用公式表述為： 電場(chǎng) E和磁場(chǎng) H都有三個(gè)分量 ， 它們的解都 具有下列形式 （ 以 Ez為例 ） ： 其中 A是場(chǎng)的幅度 ， ω是角頻率 ，β 為傳播常數(shù) 。 光纖傳輸原理 基本光學(xué)定義和定律 光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的 ， 其傳播速度為 v=c/n 式中： c＝ 105km/s， 是光在真空中的傳播速度； n是介質(zhì)的折射率 (空氣的折射率為 ， 近似為 1；玻璃的折射率為 左右 )。 2. 按光纖中傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量，可以將光纖分為 多模光纖 (MultiMode Fiber， MMF)和 單模光纖 (Single Mode Fiber， SMF)。 1. 按光纖截面上折射率分布分類 按照截面上折射率
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