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1、光傳輸簡(jiǎn)介了解光纖的特性及分類了解光纜的結(jié)構(gòu)和分類了解光器件的分類及特點(diǎn)課程目標(biāo)2光纖的分類及特性光纜的結(jié)構(gòu)和分類光器件的分類及特性課程大綱3光纖光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具利用光纖進(jìn)行的通信叫光纖通信。一對(duì)金屬電話線至多只能同時(shí)傳送一千多路電話，而根據(jù)理論計(jì)算，一對(duì)細(xì)如蛛絲的光纖可以同時(shí)通一百億路電話！鋪設(shè)1000公里的同軸電纜大約需要500噸銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，幾乎是取之不盡的光纖除了在通信中應(yīng)用，也廣泛應(yīng)用于與工業(yè)，采礦及醫(yī)療光纖的分類及特性4光纖的構(gòu)成光纖裸纖一般分為四層：中心高折
2、射率玻璃芯（芯徑一般為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(qiáng)用的樹(shù)脂涂層。在硅玻璃包層和樹(shù)脂涂層間還要添加一層緩沖層，這層緩沖層一般使用柔軟的纖維織物等。光纖的分類及特性5光纖的分類按光在光纖中傳播的模式分類多模光纖:多模光纖將光纖按工作彼長(zhǎng)以其傳播可能的模式為多個(gè)模式的光纖稱作多模光纖。多模光纖一般空芯較大，色散大，工作在850nm或1310nm，和光電器件耦合相對(duì)容易，傳輸距離短單模光纖:單模光纖這是指在工作波長(zhǎng)中，只能傳輸一個(gè)傳播模式的光纖。色散小，工作波長(zhǎng)1310nm或1550nm，與光器件耦合相對(duì)困難，能傳輸較長(zhǎng)距離根據(jù)系統(tǒng)的工作波
3、長(zhǎng)短波長(zhǎng)光纖:0.8～0.9μm的光纖長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖:1.0～1.7μm的光纖超長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖:2μm以上的光纖光纖的分類及特性6光纖的分類根據(jù)調(diào)制信號(hào)的類型模擬光纖通信系統(tǒng)：是用承載信息的模擬信號(hào)，直接對(duì)發(fā)射機(jī)光源進(jìn)行光強(qiáng)調(diào)制，使光源輸出光功率隨時(shí)間變化的波形和輸入模擬信號(hào)的波形成比例。數(shù)字光纖通信系統(tǒng)：對(duì)連續(xù)變化的模擬信號(hào)進(jìn)行抽樣、量化和編碼產(chǎn)生脈沖編碼調(diào)制，使用這種數(shù)字信號(hào)對(duì)光源輸出光功率進(jìn)行調(diào)制。光纖的分類及特性7光纖的損耗吸收損耗由制造光纖材料本身引起的吸收損耗。由光纖中的雜質(zhì)對(duì)光的吸收而產(chǎn)生的損耗。散射損耗線性散射損耗：這類損耗所引起的損耗功率與傳播模式的功率成線性關(guān)系，所以稱為線
4、性散射損耗。非線性散射損耗：這類損耗都與石英光纖的一些固有特性有關(guān)。彎曲損耗在光纜的生產(chǎn)、接續(xù)和施工過(guò)程中，不可避免地出現(xiàn)彎曲。光纖的分類及特性8光纖的色散色散的概念由光纖中由光源光譜成分中不同波長(zhǎng)的不同群速度所引起的光脈沖展寬的現(xiàn)象。色散是對(duì)光纖的一個(gè)傳播參數(shù)與波長(zhǎng)關(guān)系的描述。光纖的色散對(duì)傳輸距離的影響多模光纖：中可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率，而且隨距離的增加會(huì)更加嚴(yán)重。因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。單模光纖：只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊。光纖的分類及特性9光纖的優(yōu)點(diǎn)光纖容量大光纖通信是以光纖為傳輸媒
5、介，光波為載波的通信系統(tǒng)，其載波—光波具有很高的頻率(約1014Hz)，因此光纖具有很大的通信容量。損耗低、中繼距離長(zhǎng)目前，實(shí)用的光纖通信系統(tǒng)使用的光纖多為石英光纖，此類光纖在1.55μm波長(zhǎng)區(qū)的損耗可低到0.18dB/km，比已知的其他通信線路的損耗都低得多。如果今后采用非石英光纖，并工作在超長(zhǎng)波長(zhǎng)(＞2μm)，光纖的理論損耗系數(shù)可以下降到～dB/km，此時(shí)光纖通信的中繼距離可達(dá)數(shù)千，甚至數(shù)萬(wàn)公里。光纖的分類及特性10光纖的優(yōu)點(diǎn)抗電磁干擾能力強(qiáng)保密性能好體積小，重量輕節(jié)省有色金屬和原材料光纖的分類及特性11光纖的缺點(diǎn)抗拉強(qiáng)度低光纖怕水光纖連接困難在實(shí)際的工程實(shí)踐中，對(duì)光纖的連接需要使
6、用到昂貴的光纖熔接機(jī)?，F(xiàn)今主流的熔接機(jī)廠商有日本住友、日本藤倉(cāng)、日本古河、美國(guó)康寧等。所以現(xiàn)今光纖連接困難的問(wèn)題通過(guò)技術(shù)手段基本解決了。光纖的分類及特性12光纖的分類及特性光纜的結(jié)構(gòu)和分類光器件的分類及特性課程大綱13光纜的結(jié)構(gòu)纜芯在光纜的構(gòu)造中，纜芯是主體，其結(jié)構(gòu)是否合理，與光纖的安全運(yùn)行關(guān)系很大。一般來(lái)說(shuō)，纜芯結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足以下基本要求：光纖在纜芯內(nèi)處于最佳位置和狀態(tài)，保證光纖傳輸性能穩(wěn)定，在光纜受到一定的拉力、側(cè)壓力等外力時(shí)，光纖不應(yīng)承受外力影響；其次纜芯內(nèi)的金屬線對(duì)也應(yīng)得到妥善安排，并保證其電氣性能；另外纜芯截面應(yīng)盡可能小，以降低成本和敷設(shè)空間。護(hù)層光纜護(hù)層同電纜護(hù)層的情況一樣，是
7、由護(hù)套和外護(hù)層構(gòu)成的多層組合體。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)，護(hù)層需提供足夠的抗拉、抗壓、抗彎曲等機(jī)械特性方面的能力。光纜的結(jié)構(gòu)和分類14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、束管式和帶狀式四種，如圖所示。我國(guó)及歐亞各國(guó)用的較多的是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的層絞式和骨架式兩種光纜的結(jié)構(gòu)和分類15光纜的常用的分類：根據(jù)光纜的傳輸性能、距離和用途，光纜可以分為市話光纜、長(zhǎng)途光纜、海底光纜和用戶光纜。根據(jù)光纖芯
