光纤通信培训教学.pptx

光纤通信培训教学目录光纤通信概述光纤光缆光纤通信器件光纤通信系统光纤通信基本概念光纤是光导纤维的简称，光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的一种通信方式。光波波谱光波波长范围为300～6×10-3 μ m，分为：红外线、可见光、紫外线。光纤通信的波长在1.8～0.8 μ m，属红外波段。6×10-3 μ m0.76 μ m0.39μ m300 μ m红外线可见光紫外线X射线无线电波Γ射线光纤通信系统模型光纤通信的优点传输频带宽，通信容量大理论上，一对光纤可传10亿路 或10万路电视。由于光纤制造技术和电子器件的限制，现一对光纤可传数十万路 或数千路电视。光纤传输损耗低，中继距离长目前，中继距离超过300km。抗干扰能力强光纤是绝缘体，不怕雷电和高压。光纤传输的频率高于各种干扰源频率。光纤通信的优点保密性好光波只在光纤中传输，不会跑到光纤之外。节省大量有色金属光纤的主要材料——SiO2取之不尽，用之不竭。按现在的开采速度，世界上的铜矿只能再开采50年左右。光纤体积小，重量轻光缆截面积为12mm，18芯同轴电缆的为65mm。光缆重量为90g/m，18芯同轴电缆的为11㎏/m。光纤的结构通常光纤由纤芯、包层、一次涂敷层和套层组成。光纤的结构未经套塑的光纤称裸光纤，其外径为125μm。纤芯折射率稍大于包层折射率，以保证光纤在纤芯中传播。纤芯的折射率一般是l.463～l.467,包层的 折射率是1.45～l.46左右。光纤的种类按制造光纤所用材料分：石英系光纤多组分玻璃光纤塑料包层石英系光纤全塑料光纤氟化物光纤按光纤传输模式数分：多模光纤单模光纤光纤的种类按光纤折射率分布形状分：跳变式光纤渐变式光纤按光纤的工作波长分：短波长光纤长波长光纤超长波长光纤光纤的损耗特性光纤的损耗特性是光纤的传输特性之一。损耗大小在很大程度上决定着光中继距离的长短。光纤损耗大致可分为光纤具有的固有损耗以及光纤制成后由使用条件造成的附加损耗。损耗种类 瑞利散射损耗 吸收损耗 波导结构不完善引起的 损耗 微弯损耗 附加损耗 弯曲损耗 接续损耗固有损耗光纤损耗损耗小结损耗大小在很大程度上决定着光中继距离的长短。三个低损耗窗口：0.85 μ m、1.31 μ m和1.55 μ m。光纤产品在1.31 μ m波长区的典型损耗为0.33dB/km，在1.55 μ m波长区的典型损耗为0.21dB/km （该窗口被称为损耗最小点）。光纤的色散特性光纤的色散特性是光纤的又一传输特性。色散是指光纤所传输的信号波形畸变的一种物理现象。表现为光脉冲宽度被展宽。光纤色散按产生原因分：模式色散、材料色散和波导色散。色散种类模式色散：不同模式，其传输路径不同，到达终点时间也不同，从而引起光脉冲展宽。材料色散：由于光源发出的光具有一定的波谱宽度，而石英玻璃的折射率随光波频率变化，引起模内各信号的传输速率不同而产生的色散。波导色散（结构色散）：由于波导效应引起模内频率高或波长短的光信号进入包层，而包层折射率小于纤芯折射率，导致模内各信号的传输速率不同而产生的色散。?色散小结色散大小直接影响通信容量的增减和通信距离的远近。各种色散的大小顺序：模式色散>>材料色散>波导色散。模式色散仅存于多模光纤之中。单模光纤只有材料色散和波导色散。常规单模光纤在1310nm附近的材料色散和波导色散相互抵消，即色散为零。而在1550nm窗口则为15~20ps/km×nm。实用光纤类型G.652光纤G.652光纤，即常规单模光纤是指1310nm波长性能最佳的单模光纤。在1310nm波长工作时，理论色散为零，其典型损耗为0.33dB/km，而在1550nm波长工作时，传输损耗最小，但色散系数约为17ps/nm×km。实用光纤类型G.653光纤?G.653光纤，即色散位移光纤（DSF）是指1550nm波长性能最佳的单模光纤。其利用1550nm的低损耗窗口，通过改变折射率分布，将零色散点从1310nm移到1550nm，使光纤最小衰减窗口和零色散窗口均统一在1550nm波长上。DSF在单波长、长距离通信中具有很大的优越性。实用光纤类型G.654光纤这种光纤是指1550nm波长损耗最小的光纤，典型衰减系数为0.15~0.19dB/km。设计重点是如何降低1550nm波长处的衰减，零色散点仍位于1310nm波长处。主要应用于需很长再生段距离的海底光纤通信。实用光纤类型G. 655光纤G. 655光纤，即非零色散光纤（NZDF） ，有的也称为真波光纤。将零色散点移向短波长侧（通常1510～1520nm范围）或长波长侧（1570nm附近），使1540~1565nm范围内色散值保持在1.0~4.0ps/nm×km。NZDF兼容了常规光纤和DSF的优点，同时又解决了常规光纤的色散受限和DSF难以实