光纖通信第02章-在線瀏覽
2025-02-01 22:45本頁面
【正文】 纖芯折射率為 n1， 空氣中的光速為c，則纖芯中的光速為 最低次模沿光纖軸線前進(jìn)，所走長度為 L，其傳輸所用的時(shí)間最短 ，為 最高次模走的路徑最長，為 L/sin ，（ 為產(chǎn)生全反射的臨界角）其傳輸所用的時(shí)間最長，為 c?c? cc cLnvLt?? sinsin12 ?? θc光 線 1光 線 2圖 階躍型多模光纖中最高模和最低模的傳輸示意圖 最高次模和最低次模之間的傳輸時(shí)間差為： )1sin 1(112 ?????cn cLntt??由于 12sinnnc ??? ? 21122112112)1(NALcLnnnncLnnncLnn?????????? ?所以 最高次模和最低次模的單位長度時(shí)延差稱為 最大時(shí)延差 ，即模式色散 Δ 為最大值 n?? ? 211m ax 2 NAcnn ???? ? 由此可見，光纖的模式色散時(shí)延差與相對(duì)折射 率差成正比，相對(duì)折射率差越大時(shí)延差越大，故希望相對(duì)折射率差越小越好。 漸變型光纖模式色散的計(jì)算公式為： ?? G?,)0(2?? ?? ? ,22)0(cggn???2g 2?g （ 2）材料色散 材料色散是指由于構(gòu)成光纖的材料的折射率隨傳輸光波的頻率而變化，導(dǎo)致模內(nèi)不同頻率信號(hào)的傳輸速度不同而引起的色散。其產(chǎn)生原因是由于光纖的包層和纖芯折射率相差很小，光線在其交界面上產(chǎn)生全反射時(shí)，有可能有一部分光進(jìn)入包層中傳輸。 一般來說，入射光的波長越長，進(jìn)入包層的 光強(qiáng)比例就越大，波導(dǎo)色散就越大。 （ 5）三種色散的比較 模式色散 材料色散 波導(dǎo)色散 對(duì)于階躍型光纖 ,模式色散占主要地位 ,其次是 材料色散和波導(dǎo)色散。 對(duì)于理想單模光纖，無模式色散，只有材料色散和波導(dǎo)色散。 六、光纖的損耗特性 光纖的損耗系數(shù)定義為單位長度光纖光功率衰減的分貝數(shù) )/(log10oi kmdBppL?? 光纖的損耗大致可分為光纖本身具有的 固有損耗 和由使用條件造成的 附加損耗 兩部分。 1. 吸收損耗 吸收損耗是指由于組成光纖的材料及其中的雜 質(zhì)對(duì)光波的吸收，使一部分光能轉(zhuǎn)變?yōu)樯⑹У臒崮埽瑥亩斐晒夤β实膿p失。 2. 散射損耗 散射損耗是指由遠(yuǎn)小于波長的不均勻（如折射率的不均勻性、摻雜離子濃度不均勻等）引起光的散射而造成的損耗。 3. 附加損耗 （ 1）彎曲損耗 （ 2）接續(xù)損耗 （ 3）耦合損耗 4. 實(shí)用光纖的損耗 光纖的總損耗 α 與波長的關(guān)系可以用下式表示： )()()(4 ????? UVIRCWBA ?????其中： A為瑞利散射損耗系數(shù)， B為結(jié)構(gòu)缺陷散射損耗系數(shù)， CW(λ),IR(λ),UV(λ)分別為雜質(zhì)吸收、紅外吸收和紫外吸收產(chǎn)生的損耗。 七、傳輸帶寬 光纖的 色散和帶寬 描述的是光纖的同一特性。 圖 光纖的帶寬 (f為調(diào)制信號(hào)頻率 ) 帶寬是光纖的重要參數(shù)，它與色散有著直接的關(guān)系： )(4413 MH zf dB???其中： dBf3為光脈沖的 3dB帶寬， Δτ 單位為 ns/km. 通常把調(diào)制信號(hào)經(jīng)過光纖傳播后，光功率下降一半 (即 3dB)時(shí)的頻率 (fc)的大小，定義為光纖的帶寬 (B)。 光纖的總帶寬可由經(jīng)驗(yàn)公式： )(4413 MH zLLff rrdB ????給出。 光 纜 光纜的典型結(jié)構(gòu) 1. 光纜的構(gòu)造 光纜的構(gòu)造一般分為纜芯和護(hù)層兩大部分。在光纜
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