光通信知識-光纖的特點(diǎn)ppt課件

1、線性散射損耗。線性散射損耗。在光纜的消費(fèi)、接續(xù)和施工過程中，在光纜的消費(fèi)、接續(xù)和施工過程中，不可防止地出現(xiàn)彎曲。不可防止地出現(xiàn)彎曲。微彎是由于光纖遭到側(cè)壓力和套塑光微彎是由于光纖遭到側(cè)壓力和套塑光纖遇到溫度變化時(shí)，光纖的纖芯、包層和纖遇到溫度變化時(shí)，光纖的纖芯、包層和套塑的熱膨脹系數(shù)不一致而引起的，其損套塑的熱膨脹系數(shù)不一致而引起的，其損耗機(jī)理和彎曲一致，也是由方式變換引起耗機(jī)理和彎曲一致，也是由方式變換引起的。的。式中：式中：L為光纖長度，以為光纖長度，以km為單位；為單位；P1和和P2分別為光纖的輸入和輸出光功率，分別為光纖的輸入和輸出光功率，以以mW或或W為單位。為單位。）（1 . 3

2、/lg1021KmdBPPL圖圖3.6 階躍型光纖的方式色散階躍型光纖的方式色散）（ 26. 3 )(221dVVbdVCnDw化而出現(xiàn)這兩種方式的交替?；霈F(xiàn)這兩種方式的交替。當(dāng)光纖中存在著雙折射景象時(shí)，兩個(gè)當(dāng)光纖中存在著雙折射景象時(shí)，兩個(gè)極化正交的極化正交的LP01x和和LP01y模傳播常數(shù)模傳播常數(shù)x和和y不相等。對于弱導(dǎo)光纖，不相等。對于弱導(dǎo)光纖，y和和x之差可之差可以近似地表示為：以近似地表示為：式中：式中：nx和和ny分別為分別為x方向和方向和y方向的折射方向的折射率。率。）（ 27. 3 xyxynnC多模光纖）（ 31. 3 )(22wmM單模光纖）（ 32. 3 wm號的高

3、頻分量經(jīng)過光纖時(shí)，就會號的高頻分量經(jīng)過光纖時(shí)，就會遭到嚴(yán)重衰減，如圖遭到嚴(yán)重衰減，如圖3.12所示。所示。圖圖3.12 光纖的帶寬光纖的帶寬(f為調(diào)制信號頻率為調(diào)制信號頻率)通常把調(diào)制信號經(jīng)過光纖傳播后，光通常把調(diào)制信號經(jīng)過光纖傳播后，光功率下降一半功率下降一半(即即3dB)時(shí)的頻率時(shí)的頻率(fc)的大小，的大小，定義為光纖的帶寬定義為光纖的帶寬(B)。由于它是光功率下。由于它是光功率下降降3dB對應(yīng)的頻率，故也稱為對應(yīng)的頻率，故也稱為3dB光帶寬。光帶寬?？捎檬娇捎檬?3-33)表示。表示。 ）（光光33. 3 30lg01dBPfPc光功率總是要用光電子器件來檢測，光功率總是要用光電子器件

4、來檢測，而光檢測器輸出的電流正比于被檢測的光而光檢測器輸出的電流正比于被檢測的光功率，于是：功率，于是：從式從式(3-34)中可以看出，中可以看出，3dB光帶寬對光帶寬對應(yīng)于應(yīng)于6dB電帶寬。電帶寬。 ）（光光電電電電34. 3 60lg200lg200lg10dBPfPIfIPfPccc式中：式中：BM是由方式色散引起的方式是由方式色散引起的方式畸變帶寬；畸變帶寬；Bc是由資料色散和波導(dǎo)色散引是由資料色散和波導(dǎo)色散引起的波長色散帶寬。起的波長色散帶寬。）（ 47. 3 21 22cMTBBB波長色散帶寬定義為：波長色散帶寬定義為：式中：式中：是光源的譜線寬度，單位是是光源的譜線寬度，單位是n

5、m；L是光纖的長度，單位是是光纖的長度，單位是km；D()是是資料色散和波導(dǎo)色散的色散系數(shù)資料色散和波導(dǎo)色散的色散系數(shù)(即波長色即波長色散系數(shù)散系數(shù))，單位是，單位是ps/(nmkm)，其中資料色，其中資料色散占主導(dǎo)位置。散占主導(dǎo)位置。 ）（ 48. 3 441GHzLDBc，單模光纖單模光纖1)。光纖本身具有良好的溫度特性。光纖本身具有良好的溫度特性。纖，它的損耗隨溫度變化如圖纖，它的損耗隨溫度變化如圖3.14中虛線所示。中虛線所示。圖3.14 光纖和光纜的溫度特征把光纖制成光纜，溫度特性會得到相把光纖制成光纜，溫度特性會得到相當(dāng)大的改善，如圖當(dāng)大的改善，如圖3.14中的實(shí)線所示。中的實(shí)線所

6、示。3. 機(jī)械強(qiáng)度添加機(jī)械強(qiáng)度添加這一點(diǎn)是很顯然的。普通光纖的斷點(diǎn)這一點(diǎn)是很顯然的。普通光纖的斷點(diǎn)強(qiáng)度約為強(qiáng)度約為15kg，而由于光纜構(gòu)造中參與，而由于光纜構(gòu)造中參與了加強(qiáng)構(gòu)件、護(hù)套、甚至鎧裝層等，因此了加強(qiáng)構(gòu)件、護(hù)套、甚至鎧裝層等，因此其斷點(diǎn)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于上述值；不僅如此，光其斷點(diǎn)強(qiáng)度遠(yuǎn)大于上述值；不僅如此，光纜的抗側(cè)壓、抗沖擊和抗扭曲性能都有明纜的抗側(cè)壓、抗沖擊和抗扭曲性能都有明顯加強(qiáng)。顯加強(qiáng)。目前，目前，ITU-T(國際電信聯(lián)盟電信規(guī)國際電信聯(lián)盟電信規(guī)范化機(jī)構(gòu)范化機(jī)構(gòu))分別對分別對G.651光纖、光纖、G.652光纖、光纖、G.653光纖、光纖、G.654光纖、光纖、G.655光纖的主要光纖

7、的主要參數(shù)特性進(jìn)展了規(guī)范化。參數(shù)特性進(jìn)展了規(guī)范化。G.651光纖稱為漸變型多模光纖，這光纖稱為漸變型多模光纖，這種光纖在光纖通訊開展初期廣泛運(yùn)用于中種光纖在光纖通訊開展初期廣泛運(yùn)用于中小容量、中短間隔的通訊系統(tǒng)中。小容量、中短間隔的通訊系統(tǒng)中。G.652光纖稱為常規(guī)單模光纖，其特光纖稱為常規(guī)單模光纖，其特點(diǎn)是在波長點(diǎn)是在波長1.31m處色散為零，系統(tǒng)的傳處色散為零，系統(tǒng)的傳輸間隔普通只受損耗的限制。輸間隔普通只受損耗的限制。G.653光纖稱為色散位移光纖，其特光纖稱為色散位移光纖，其特點(diǎn)是在波長點(diǎn)是在波長1.55m處色散為零，損耗又最處色散為零，損耗又最小。小。G.654光纖稱為截止波長光纖，

8、其特光纖稱為截止波長光纖，其特點(diǎn)是在波長點(diǎn)是在波長1.31m處色散為零，在處色散為零，在1.55m處色散為處色散為1720ps/nmkm，和，和G.652光纖光纖一樣。一樣。G.655光纖稱為非零色散位移光纖，光纖稱為非零色散位移光纖，是一種改良的色散位移光纖。是一種改良的色散位移光纖。表 3.1傳輸光纖的參數(shù)指標(biāo)光纖類型多模漸變型G.651 光纖常規(guī)單模G.652 光纖色散位移G.653 光纖截止波長G.654 光纖非零色散位移光纖G.655纖芯直徑（ m）506%包層直徑（ m）1252.4%纖芯不圓度（%）6包層不圓度（%）22222同芯誤差（%）6幾何尺寸模場同心誤差（%）1111折射率分布近似拋物線數(shù)值孔徑（0.180.24）0.02模場直徑（ m）（910）10%（78.3）10%10.510%8112m 光纖截止波長C（ m）11001280待研究135016001470光學(xué)特性22m 光纜截止波長CC（ m）1270待研究1480損耗（dB/Km）850nm1310nm1550nm421.00.51.00.50.250.50.24零色散波長（ m）13001324