光纜第二章課件,光纖和光纜.ppt

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1、第2章光纖和光纜1主要內(nèi)容:?光纖的結(jié)構(gòu)和類型。?光纖的導(dǎo)光原理。?光纖的特性。。第2章光纖和光纜22.1光纖的結(jié)構(gòu)和類型2.1.1光纖的結(jié)構(gòu)1.光纖結(jié)構(gòu)光纖由纖芯、包層和涂覆層3部分組成，如圖2-1所示。圖2-1光纖的結(jié)構(gòu)32.1光纖的結(jié)構(gòu)和類型（1）纖芯單模光纖的纖芯為4μm～10μm，多模光纖的纖芯為50μm。纖芯的成分是高純度SiO2，摻雜GeO2，P2O5。（2）包層直徑d2=125μm其成分也是含有極少量摻雜劑的高純度SiO2。摻雜B2O3。42.1光纖的結(jié)構(gòu)和類型（3）涂覆層一次涂覆層:丙烯酸酯、有機(jī)硅或硅橡膠材料；緩沖層:填充油膏；二次涂覆層

2、:聚丙烯或尼龍等高聚物。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。涂覆后的光纖其外徑約1.5mm。52.1光纖的結(jié)構(gòu)和類型2．光纖的折射率分布與光線的傳播圖2-3光纖的折射率分布62.1光纖的結(jié)構(gòu)和類型圖2-5光在階躍折射率多模光纖中的傳播圖2-6光在漸變折射率多模光纖中的傳播72.1.2光纖的分類若按傳輸模的數(shù)量分類可分為多模光纖和單模光纖若按傳輸波長分類可分為短波長光纖和長波長光纖若按套塑結(jié)構(gòu)分類可分為緊套光纖和松套光纖82.1.2光纖的分類1．按傳輸模數(shù)分類傳播模式概念：當(dāng)光在光纖中傳播時(shí)

3、，如果光纖纖芯的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長時(shí)，光在光纖中會(huì)以幾十種乃至幾百種傳播模式進(jìn)行傳播。圖2-4光在階躍折射率光纖中的傳播92.1.2光纖的分類（1）多模光纖當(dāng)光纖的幾何尺寸（主要是芯徑d1）遠(yuǎn)大于光波波長時(shí)（約1μm），光纖傳輸?shù)倪^程中會(huì)存在著幾十種乃至幾百種傳輸模式，這樣的光纖稱為多模光纖。。（2）單模光纖當(dāng)光纖的幾何尺寸（主要是芯徑d1）較小，與光波長在同一數(shù)量級(jí)，如芯徑d1在4μm～10μm范圍，這時(shí)，光纖只允許一種模式（基模）在其中傳播，其余的高次模全部截止，這樣的光纖稱為單模光纖。102.1.2光纖的分類圖2-7光在單模光纖中的傳播軌跡圖2-6

4、光在漸變折射率多模光纖中的傳播112.1.2光纖的分類2．按傳輸波長分類光纖可分為短波長光纖和長波長光纖。短波長光纖的波長為0.85μm（0.8μm～0.9μm）長波長光纖的波長為1.3μm～1.6μm，主要有1.31μm和1.55μm兩個(gè)窗口。3．按套塑結(jié)構(gòu)分類按套塑結(jié)構(gòu)不同，光纖可分為緊套光纖和松套光纖。122.1.2光纖的分類緊套光纖與松套光纖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)。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)。圖2-8套塑光纖結(jié)構(gòu)132.1.2光纖的

5、分類4．單模光纖的分類（1）G.651光纖：多模漸變型光纖，中小容量、中短距離。（2）G.652光纖G.652光纖，也稱標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SMF），是指色散零點(diǎn)（即色散為零的波長）在1310nm附近的光纖。（3）G.653光纖G.653光纖也稱色散位移光纖（DSF），是指色散零點(diǎn)在1550nm附近的光纖，它相對(duì)于G.652光纖，色散零點(diǎn)發(fā)生了移動(dòng)，所以叫色散位移光纖。142.1.2光纖的分類4．單模光纖的分類（4）G.654光纖G.654光纖是截止波長移位的單模光纖。其設(shè)計(jì)重點(diǎn)是降低1550nm的衰減，其零色散點(diǎn)仍然在1310nm附近，因而1550nm窗口的色散

6、較高。G.654光纖主要應(yīng)用于海底光纖通信。（5）G.655光纖由于G.653光纖的色散零點(diǎn)在1550nm附近，DWDM系統(tǒng)在零色散波長處工作易引起四波混頻效應(yīng)。為了避免該效應(yīng)，將色散零點(diǎn)的位置從1550nm附近移開一定波長數(shù)，使色散零點(diǎn)不在1550nm附近的DWDM工作波長范圍內(nèi)。這種光纖就是非零色散位移光纖（NDSF）。152.2光纖的導(dǎo)光原理當(dāng)一條光線照射到兩種介質(zhì)相接的邊界時(shí)，入射光線分成兩束：反射光線和折射光線（如圖2-9所示）。圖2-9光的折射圖2-10光的反射斯涅耳定律給出了定義這些光線方向的規(guī)則：?1=?3n1sin?1=n2sin?2全反射

7、是光信號(hào)在光纖中傳播的必要條件。162.3光纖特性2.3.1光纖的幾何特性光纖的幾何特性包括芯直徑、包層直徑、纖芯/包層同心度、不圓度和光纖翹曲度等。1．芯直徑芯直徑主要是對(duì)多模光纖的要求。ITU-T規(guī)定，多模光纖的芯直徑為50±3μm。2．包層直徑包層直徑指光纖的外徑，ITU-T規(guī)定，多模及單模光纖的包層直徑均要求為125±3μm。目前，光纖生產(chǎn)制造商已將光纖外徑規(guī)格從125.0±3μm提高到125.0±1μm。172.3光纖特性3．纖芯/包層同心度和不圓度?纖芯/包層同心度是指纖芯在光纖內(nèi)所處的中心程度。目前光纖制造商已將纖芯/包層同心度從≤0.8μm的

8、規(guī)格提高到≤0.5μm的規(guī)格。?不圓度包括芯徑的不圓