光纖通信的基本原理-展示頁
2025-05-16 22:57本頁面
【正文】 ① 光線 2 以 θc角從光纖端面入射，折射線在纖芯 /包層邊界恰好滿足全反射（折射角為 90176。 應(yīng)用條件：光波的波長遠(yuǎn)小于光纖的幾何尺寸，只適用于多模光纖。 ITUT： 國際電信聯(lián)盟遠(yuǎn)程通信標(biāo)準(zhǔn)化組織 (ITUT for ITU Telemunication Standardization Sector), 它是國際電信聯(lián)盟管理下的專門制定遠(yuǎn)程通信相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的組織。 ? (衰減最小光纖 ) 纖芯純石英制造，在 1550 nm處衰減最小 (僅 )， 用于長距離海底傳輸。 在 1550 nm工作時(shí)，傳輸損耗最低。 ? 松套光纖，就是在光纖涂覆層外面再套上一層塑料套管，光纖可以在套管中自由活動(dòng)。 （二次被覆）分類 按套塑（二次被覆）分類可以將光纖分為松套光纖和緊套光纖。 ? 短波長光纖： ～ （目前實(shí)用波長為 m） ? 長波長光纖： ～ （主要有 m和 m兩個(gè)窗口） ? 超長波長光纖： 2181。 光纖的折射率分布 ? 階躍型光纖是由半徑為 a、折射率為常數(shù) n1的纖芯和折射率為常數(shù) n2的包層組成，并且n1n2, n1=~, n2=~。 ? 缺點(diǎn)：芯徑小，較多模光纖而言不容易進(jìn)行光耦合，需要使用半導(dǎo)體激光器激勵(lì)。 ? 優(yōu)點(diǎn)：芯徑大，容易注入光功率，可以使用 LED作為光源 ? 缺點(diǎn)：存在模間色散，只能用于短距離傳輸 模間色散：每個(gè)模式在光纖中傳播速度不同，導(dǎo)致光脈沖在不同 模式下的能量到達(dá)目的的時(shí)間不同，造成脈沖展寬 ? 單模光纖：只能傳輸一種模式的光纖稱為單模光纖。 在光纖的受光角內(nèi)，以某一角度射入光纖斷面，并能在光纖纖芯 /包層交界面上產(chǎn)生全反射的傳播光線，就可以稱為一個(gè)光的傳輸模式。 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)。氟化物光纖（ Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纖。但由于損耗較大，帶寬較小，這種光纖只適用于短距離低速率通信，如短距離計(jì)算機(jī)網(wǎng)鏈路、船舶內(nèi)通信等 。塑料光纖是由高透明聚合物如聚苯乙烯（ PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（ PMMA）、聚碳酸酯（ PC）作為芯層材料， PMMA、氟塑料等作為皮層材料的一類光纖（光導(dǎo)纖維）。具有制造工藝簡單，但機(jī)械強(qiáng)度低、可靠性差的特點(diǎn)，目前已基本不再使用。 ② 多組份玻璃光纖。石英光纖是目前應(yīng)用最廣泛的光纖，其主要材料為二氧化硅，并摻有少量改變折射率的摻雜劑。 光纖結(jié)構(gòu)示意圖 光纖的分類方法很多，既可以按照光纖截面折射率分布來分類，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來分類。涂覆后的光纖其外徑約。 ? 一次涂覆層一般使用丙烯酸酯、有機(jī)硅或硅橡膠材料； ? 緩沖層一般為性能良好的填充油膏； ? 二次涂覆層一般多用聚丙烯或尼龍等高聚物。而摻雜劑（如 B2O3）的作用則是適當(dāng)降低包層對(duì)光的折射率（ n2），使之略低于纖芯的折射率，即 n1＞ n2，從而使得光信號(hào)封閉在纖芯中傳輸。 光纖結(jié)構(gòu)示意圖 ? 包層： 包層位于纖芯的周圍。直徑 d1=4μ m～ 50μ m， ? 單模光纖的纖芯為 4μ m～ 10μ m； ? 多模光纖的纖芯為 50μ m。第 2章 光纖通信的基本原理 本章內(nèi)容 光纖的結(jié)構(gòu)與分類 光纖傳光原理 光纖中的傳輸模式 光纖中的傳輸損耗 光纖的色散特性 光纖的物理機(jī)械特性 光纖 (Optical Fiber， OF)就是用來導(dǎo)光的透明介質(zhì)纖維，一根實(shí)用化的光纖是由多層透明介質(zhì)構(gòu)成的，一般可以分為三部分：折射率較高的纖芯、折射率較低的包層和外面的涂覆層。 ? 纖芯： 纖芯位于光纖的中心部位。 ? 纖芯的成分是高純度 SiO2，摻有極少量的摻雜劑（如 GeO2，P2O5），作用是提高纖芯對(duì)光的折射率（ n1），以保證光信號(hào)在光纖中的傳輸。 ? 直徑 d2=125μ m，其成分也是含有極少量摻雜劑的高純度SiO2。 光纖結(jié)構(gòu)示意圖 ? 涂覆層： 光纖的最外層為涂覆層，包括一次涂覆層，緩沖層和二次涂覆層。 ? 涂覆的作用是保護(hù)光纖不受水汽侵蝕和機(jī)械擦傷，同時(shí)又增加了光纖的機(jī)械強(qiáng)度與可彎曲性，起著延長光纖壽命的作用。通常所說的光纖為此種光纖。 ①石英光纖。具有損耗低、頻帶寬的特點(diǎn)，現(xiàn)在已廣泛 應(yīng)用于有線電視和通信系統(tǒng)。是以二氧化硅為主體材料，摻有較多堿金屬、堿土金屬氧化物的玻璃光纖。 ③ 塑料光纖（ POF）。它的特點(diǎn)是制造成本低廉，相對(duì)來說芯徑較大，與光源的耦合效率高，耦合進(jìn)光纖的光功率大，使用方便。 汽車光纖 ④ 氟化物光纖。是迄今為止研究最多的光纖，它的主要特點(diǎn)是具有最低的損耗，經(jīng)大量的理論計(jì)算表明，氟化物光纖的最低損耗在 103dB/km，比 SiO2光纖的最低損耗要低 23個(gè)數(shù)量級(jí)，如按當(dāng)前 SiO2光纖無中繼距離 100km的水平計(jì)算 ，可以推測氟化物光纖無中繼距離可達(dá)到 10000km以上。 多模光纖和單模光纖是由光纖中傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)目決定的，判斷一根光纖是不是單模傳輸，除了光纖自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)外，還與光纖中傳輸?shù)墓獠ㄩL有關(guān)。 ? 多模光纖：顧名思義，多模光纖就是允許多個(gè)模式在其中傳輸?shù)墓饫w，或者說在多模光纖中允許存在多個(gè)分離的傳導(dǎo)模。 ? 優(yōu)點(diǎn)：單模光纖只能傳輸基模 (最低階模 )，它不存在模間時(shí)延差，因此它具有比多模光纖大得多的帶寬，這對(duì)于高碼速長途傳輸是非常重要的。 按照截面上折射率分布的不同可以將光纖分為 階躍型光纖 (StepIndex Fiber，SIF)和 漸變型光纖 (GradedIndex Fiber， GIF)，其折射率分布如右圖所示。 ? 漸變型光纖與階躍型光纖的區(qū)別在于其纖芯的折射率不是常數(shù)，而是隨半徑的增加而遞減直到等于包層的折射率。m 短波長與長波長光纖為石英系光纖，而超長波長光纖為非石英系光纖，如重金屬氧化物、硫硒碲化合物和鹵化物光纖等。 ? 緊套光纖就是在一次涂覆的光纖上再緊緊地套上一層尼龍或聚乙烯等塑料套管，光纖在套管內(nèi)不能自由活動(dòng)。 ITUT建議分類 ? (常規(guī)單模
環(huán)評(píng)公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1