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1、本章主要內容7．1光纖傳輸原理7．2光纖通信系統(tǒng)組成7．3光纖傳輸技術7．4光纖傳輸新技術第7章光纖傳輸網1隨著人們對信息需求的不斷增加，在通信網中對信息傳輸的帶寬要求越來越高，傳統(tǒng)的窄帶傳輸系統(tǒng)已無法滿足寬帶業(yè)務傳輸的發(fā)展需要，各種寬帶傳輸網絡技術不斷涌現(xiàn)，成為當今通信技術發(fā)展的熱點之一。光纖傳輸系統(tǒng)以其大容量、高質量的傳輸特點成為現(xiàn)在和未來寬帶傳輸網的主要傳輸方式27.1光纖傳輸原理7．1．1概述光纖OF（OpticalFiber）為光導纖維的簡稱，是由一種透明材料做成的纖芯和另一種包裹在纖芯周圍具有比纖芯的折射
2、率稍低的材料做成的包層組成的，其結構和同軸電纜相似，只是沒有外面的網狀屏蔽層。光纖可將射入纖芯的光波，經包層界面反射、折射，使光波沿著纖芯向前傳輸。37.1光纖傳輸原理47.1光纖傳輸原理光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為光波的傳輸媒介的一種通信方式。在光纖通信中，光波的波長在微米（μm）量級，頻率為1014~1015Hz數量級，通常光纖通信光波的波長范圍是在近紅外區(qū)內，即波長為0.8~1.8μm之間57.1光纖傳輸原理7.1.2光纖的傳輸特性1光纖傳輸的損耗特性光纖對于不同波長的光波信號具有不同的衰減特性。因
3、此，在光纖通信中常選擇低損耗波長的光波作為信息載體進行傳輸，這些低損耗波長點稱為光波的低損耗窗口。常用的低損耗窗口有三個：（1）短波長窗口：波長為0.85μm，損耗約2dB/km。（2）長波長窗口1：波長為1.31μm，損耗約0.5dB/km。（3）長波長窗口2：波長為1.55μm。損耗約0.2dB/km。67.1光纖傳輸原理7.1.2光纖的傳輸特性2光纖傳輸的色散特性由于不同波長的光波在光纖傳輸中具有不同的傳播速度，因此，光脈沖沿光纖傳播時脈沖寬度的展寬稱為色散。色散現(xiàn)象限制了光纖的傳輸距離。77.1光纖傳輸原理7
4、．1．3光纖通信的主要特點1、傳輸頻帶寬，通信容量大：2、線路損耗低，傳輸距離遠：3、信號串擾小、保密性能好：4、抗電磁干擾、傳輸質量高，應用范圍廣：5、光纖尺寸小、重量輕，便于敷設和運輸：6、光纖制造資源豐富：87.1光纖傳輸原理光纖除具有以上突出的優(yōu)點外，還具有耐腐蝕力強、抗核幅射、能源消耗小等優(yōu)點，其缺點是質地脆、機械強度低，連接比較困難，分路、耦合不方便，彎曲半徑不宜太小等。這些缺點在技術上都是可以克服的97.1光纖傳輸原理7．1．4光纖結構及種類1、光纖結構：光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯(芯徑一
5、般為50或62.5μm)，中間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為125μm)，最外是加強用的樹脂涂層。2、數值孔徑：入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個角度范圍內的入射光才可以。這個角度就稱為光纖的數值孔徑。光纖的數值孔徑大小對于光纖的對接是有利的。不同廠家生產的光纖的數值孔徑不同。107.1光纖傳輸原理7．1．4光纖結構及種類3、光纖的種類：A.按光在光纖中的傳輸模式可分為：單摸光纖和多模光纖。 多模光纖：中心玻璃芯較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數字信號
6、的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸的距離就比較近，一般只有幾公里。單模光纖：中心玻璃芯較細(芯徑一般為8或10μm)，只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠程通訊，但其色度色散起主要作用，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。117.1光纖傳輸原理127.1光纖傳輸原理7．1．4光纖結構及種類3、光纖的種類：B.按最佳傳輸頻率窗口分：常規(guī)型單模光纖和色散位移型單模光纖。 常規(guī)型：光纖生產廠
7、家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長的光上，如1.3μm。 色散位移型：光纖生產廠家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個波長的光上，如：1.3μm和1.55μm。137.1光纖傳輸原理7．1．4光纖結構及種類3、光纖的種類：C.按折射率分布情況分：突變型和漸變型光纖。 突變型：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低，模間色散高。適用于短途低速通訊，如：工控。但單模光纖由于模間色散很小，所以單模光纖都采用突變型。 漸變型光纖：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高模光按正弦形式傳播，這能減少模間色散，提高光纖帶寬
8、，增加傳輸距離，但成本較高，現(xiàn)在的多模光纖多為漸變型光纖。147.1光纖傳輸原理7．1．4光纖結構及種類4、光纖的衰減因素：造成光纖衰減的主要因素有本征、彎曲、擠壓、雜質、不均勻和對接等。5、常用光纖規(guī)格：單模：8/125μm，9/125μm，10/125μm多模：50/125μm歐洲標準；62.5/125μm美國標準 工業(yè)，醫(yī)療和低速網絡：
