【正文】 D)主要和 計的單模光纖耦合 ， 用于超大容量的新型光纖系統(tǒng) 。 因為 LED發(fā)光面積 和 光束輻射角 較大 ， 而多模 SIF光纖或 GIF光纖具有較大的芯徑和數(shù)值孔徑 ， 有利于提高 耦合效率 ， 增加 入纖功率 。 無源光器件的要求： 插入損耗小 、 反射損耗大 、 工作溫度范圍寬 、 性能穩(wěn)定 、 壽命長 、 體積小 、 價格便宜 、 便于集成等 。 光無源器件 主要有 連接器 、 耦合器 、 波分復用器 、 衰減器 、 光開關(guān) 和 隔離器 等 。 標準單模光纖的 NA公稱值一般為 ～ ，對應(yīng)的孔徑角約為 ~ 29 通信用光器件 通信用光器件可以分為 有源器件 和 無源器件 兩種類型。 根據(jù)這個傳播條件 ， 定義臨界角 θc的正弦為 數(shù)值孔徑 (Numerical Aperture, NA)。 )， 如光線 2， ?當 θθc時 ， 相應(yīng)的光線將在交界面折射進入 包層 并逐漸消失 ， 如光線 3。 ?當 θθc時 ， 相應(yīng)的光線將在交界面發(fā)生全反射而返回纖芯 ， 并以折線的形狀向前傳播 ， 如光線 1。 28 改變角度 θ， 不同 θ相應(yīng)的光線將在 纖芯 與 包層 交界面發(fā)生反射或折射 。 設(shè) 纖芯 和 包層 折射率分別為 n1和 n2， 空氣的折射率 n0=1， 纖芯中心軸線與 z軸一致 ， 如下圖 。 26 光纖基本參數(shù)： 1. 數(shù)值孔徑 (NA) ： NA表示光纖接收和傳輸光的能力 ， NA(或 θc)越大，光纖接收光的能力越強，從光源到光纖的 耦合效率 越高。 護套通常由聚乙烯或聚氯乙烯 (PE或 PVC)和鋁帶或鋼帶構(gòu)成。 加強件 起著承受光纜拉力的作用 ， 通常處在纜芯中心 ， 有時配置在護套中 。 1. 纜芯 纜芯通常包括 被覆光纖 (或稱芯線 )和 加強件 兩部分 。 帶狀式 把帶狀光纖單元放入大套管內(nèi) ， 形成中心束管式結(jié)構(gòu) ， 也可以把帶狀光纖單元放入骨架凹槽內(nèi)或松套管內(nèi) ， 形成骨架式或?qū)咏g式結(jié)構(gòu) 。 骨架式 把緊套光纖或一次被覆光纖放入中心加強件周圍的螺旋形塑料骨架凹槽內(nèi)而構(gòu)成。 特種單模光纖大幅度提高光纖通信系統(tǒng)的水平 偏振保持光纖 用在外差接收方式的相干光系統(tǒng) ， 這種系統(tǒng)最大優(yōu)點是提高接收靈敏度 ， 增加傳輸距離 。 漸變型多模光纖 適用于中等容量中等距離系統(tǒng) 。m 包層直徑： 125181。m 多模光纖纖芯直徑： 50181。 設(shè) 纖芯 和 包層 的 折射率 分別為 n1和 n2， 光能量在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件是 n1n2。 纖芯 的 折射率 比 包層 稍高 ， 損耗 比 包層 更低 ， 光能量主要在 纖芯 內(nèi)傳輸 。 4 0。 目前在實驗室條件下 ， μm的損耗已達到 dB/km， 接近石英光纖損耗的理論極限 。 信息源電發(fā)射機光發(fā)射機光接收機電接收機信息宿基本光 纖傳輸系統(tǒng)光纖線 路接 收發(fā) 射電信號輸入光信號輸出光信號輸入電信號輸出18 光纖線路 傳輸原理： 光的反射 ， 折射 ， 全反射 功能： 是把來自光發(fā)射機的光信號 ， 以盡可能小的畸變 (失真 )和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C 組成 :光纖 、 光纖接頭 和 光纖連接器 低損耗 “ 窗口 ” ： 普通石英光纖在近紅外波段 ， 除雜質(zhì)吸收峰外 ， 其損耗隨波長的增加而減小 ， 在 μm、 μm和 μm有三個損耗很小的波長 “ 窗口 ” ， 見后圖 。 光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速 ， 是當前研究開發(fā)應(yīng)用的主要目標 。 13 光纖通信的 ? 容許頻帶很寬 ， ? 損耗很小 ， 中繼距離很長且誤碼率很小 ? 重量輕 、 體積小 ? 抗電磁干擾性能好 ? 泄漏小 ， ? 節(jié)約金屬材料 ， 有利于資源合理使用 14 光纖通信的 光纖可以傳輸數(shù)字信號 ， 也可以傳輸模擬信號 。 在許多發(fā)達國家 ， 生產(chǎn)光纖通信產(chǎn)品的行業(yè)已在國民經(jīng)濟中占重要地位 11 光纖通信整體發(fā)展時間表 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 100000 10000 1000 100 10 1 多模 單模 直接檢測 光孤子 光放大器 相干檢測 系統(tǒng)性能(Gb/s?Km） 12 光纖通信的優(yōu)點和應(yīng)用 通信系統(tǒng)的傳輸容量取決于對載波調(diào)制的頻帶寬度 ， 載波頻率越高 ， 頻帶寬度越寬 。 隨著技術(shù)的進步和大規(guī)模產(chǎn)業(yè)的形成 ， 光纖價格不斷下降 ， 應(yīng)用范圍不斷擴大 。 10 國內(nèi)外光纖通信發(fā)展的現(xiàn)狀 1976年美國在亞特蘭大進行的現(xiàn)場試驗 ， 標志著光纖通信從基礎(chǔ)研究發(fā)展到了商業(yè)應(yīng)用的新階段 。 ? 第二階段 (1976~1986年 )， 這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標和大力推廣應(yīng)用的大發(fā)展時期 。從此 ， 海底光纜通信系統(tǒng)的建設(shè)得到了全面展開 ， 促進了全球通信網(wǎng)的發(fā)展 。 ? 隨后 ， 由美 、 日 、 英 、 法發(fā)起的第一條橫跨大西洋 TAT8海底光纜通信系統(tǒng)于 1988年建成 。 ? 1976 年和 1978 年 ， 日本先后進行了速率為 34 Mb/s的突變型多模光纖通信系統(tǒng) ， 以及速率為 100 Mb/s的漸變型多模光纖通信系統(tǒng)的試驗 。 由于光纖和半導體激光器的技術(shù)進步，使 1970 年成為光纖通信發(fā)展的一個重要里程碑 8 實用 光纖通信系統(tǒng) 的發(fā)展 ? 1976 年 ， 美國在亞特蘭大 (Atlanta)進行了 世界上第一個實用光纖通信系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗 。 ? 1979年美國電報