光纤通信第2章汇总.ppt

光纤通信 2013/2014第一学期 光纤和光缆 主要内容 一、光纤的结构和类型 二、光纤的导光原理 三、光纤的特性 四、光缆的结构和种类 五、光纤的熔接 一、光纤的结构和类型 光导纤维（简称光纤）是工作在光波波段的一种圆柱形状的介质波导，由纤芯、包层和涂覆层构成。 光波主要在纤芯中传播。 要求纤芯的折射率大于包层的折射率。 纤芯的粗细、纤芯材料和包层材料的折射率，对光纤的特性起着决定性的影响。 由纤芯和包层组成的光纤称为裸纤。 光纤的材料组成 如： GeO2-SiO2纤芯 SiO2包层 P2O5-SiO2纤芯 SiO2包层 SiO2纤芯 B2O3-SiO2包层 GeO2-B2O3-SiO2纤芯 B2O3-SiO2包层 制造光纤流程 一次沉积纤芯和包层 光纤的拉制工艺 拉丝塔 按传输波长分类 按传输波长光纤可分为长波长光纤和短波长光纤。 长波长光纤：波长范围为1.3~1.6μm的光纤。主要使用1.31μm和1.55μm两个窗口。(目前还有1490nm) 长波长光纤主要用于干线传输。 短波长光纤：波长范围为0.8~0.9μm的光纤。主要使用波长为0.85μm的光纤。 0.85μm的多模光纤主要用于短距离市话中继线路。 按折射率分布 根据纤芯中折射率的分布不同，光纤可以分为阶跃型光纤和渐变型光纤。 阶跃型多模光纤（Step Index Fiber，简称SIF）纤芯的折射率是均匀的，为一个常数，又称均匀光纤。 渐变型多模光纤（Graded Index Fiber ，简称GIF）纤芯的折射率是不均匀的，渐变的，又称非均匀光纤。 单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）折射率分布与阶跃型光纤类似。 光纤的结构和折射率分布 三种基本类型的光纤 按套塑结构分类 根据光纤的套塑结构不同，可将光纤分为紧套光纤和松套光纤两种。 按传输模式分类 根据光纤中传输模的数量，光纤可分为多模光纤和单模光纤。 多模光纤：光纤中传输多种模式。 单模光纤：光纤中只传输一种模式（基模），其余的高次模全部截止。 按光纤的材料分类 根据光纤的组成材料不同，可分为石英玻璃光纤、多组分玻璃光纤、石英芯塑料包层光纤和塑料光纤。 石英光纤的纤芯和包层均为石英玻璃，只是掺杂成分和掺杂浓度略有不同。 多组分玻璃光纤由二氧化硅、氧化钠、氧化钙等材料组成。 石英芯塑料包层光纤纤芯是石英，包层是硅树脂。 塑料光纤的纤芯和包层均为塑料材料。 G.652光纤 常规单模光纤，标准光纤，非色散位移光纤 零色散波长为1310nm，色散为3.5ps/(nm·km)。损耗为0.3~0.4dB/km ；在1550nm处有最小损耗0.2dB/km ，色散为17~20 ps/(nm·km)。目前应用最广的光纤。 当工作波长为1550nm的系统速率达到2.5Gbit/s以上时，需进行色散补偿。 G.653光纤 色散位移光纤。 在1550nm处实现最低损耗与零色散波长一致，但由于在1550nm处存在四波混频等非线性效应，阻碍了其应用（波分复用）。 G.654光纤 截止波长位移单模光纤。 零色散点在1310nm附近，在1550nm处的衰减降低，但是在1550nm窗口的色散较高，这种光纤主要用于海底光缆通信。 G.655光纤 非零色散位移光纤。 在1530nm～1565nm处色散值为1～6.0ps/（nm.km），用以平衡四波混频等非线性效应，适用于的非零色散位移光纤高速（10Gb/s以上）、大容量、DWDM系统。 正色散系数的非零色散位移光纤一般用于陆地光纤通信系统。 负色散系数的非零色散位移光纤一般用于海底光缆通信系统。 G.656光纤 宽带光传输非零色散位移光纤。 色散斜率基本为零，工作波长范围覆盖S+C+L波段的宽带光传输的非零色散位移光纤。 大有效面积光纤 工作波长1550nm，有较大的有效面积，低损耗，低微弯灵敏度，低PMD（偏振模色散），采用阶跃式折射率分布，适用于EDFA和WDM技术的网络。 色散补偿光纤 色散补偿光纤(DCF,Dispersion Compensating Fiber)是一种在1550nm波长处有很大的负色散的单模光纤 当常规单模光纤系统工作波长由1310nm升级扩容至1550nm波长工作区时，其总色散呈正色散值，通过在该系统中加入一段负色散光纤，即可抵消几十千米常规单模光纤在1550nm出的色散值，从而实现业已安装使用的常规单模光纤工作波长由1310nm升级扩容至1550nm，进而实现高速率、大容量、远距离的传输。 全波光纤 “低水峰光纤”，全波光纤的损耗在1