課件光纖通信第五章

1、光纖通光纖通FiberOpticCommunicationsIntroduction:Introduction:Step-IndexFiberGraded-IndexFiberAttenuationModes and Fields in Step-Index FibersModes and Fields in Graded-Index FibersPulse Distortion and Information in Optic fibersConstruction of Optic FibersOptic-fiber Cables2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticF

2、iberWaveguideBy QianSheng,HDUPage2Optical Fiber光纖的基本結(jié)構(gòu)一般是雙層或多層的同 從而形成一種光波導(dǎo) 實(shí)現(xiàn)光信號的長距離 傳輸。2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage3550m125 m550m125 m250 mOptical Fiber纖芯包層纖芯包層防護(hù)層2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage4Optical Fiber突變型多模光纖（Step Index SIF

3、）漸變型多模光纖（Graded Index GIF）單模光纖（SingleMode SMF）纖芯包層n2nn2n2n1n2n1n2n2n1n2(b)(c)(a) 階躍分布； (b) 三角分布； (c) 拋物線分布2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage5Step-Index Step-Index FiberCoreindCoreindn1 n2n1 n2n2For total reflection we require cn1 n2ex n1sic n n1 n2n112011年3月22日9時(shí)47分Chap

4、ter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage6Step-Index FiberStep-Index FiberBoth core and cladding must be very low loss.Evanescent waves travel inthecladding.If the cladding is thick ( 20 or more), very little reaches the outer edge of thecladding.Common SI Waveguides1.)Glass coreGlass cladding2.

5、)Glass corePlastic cladding3.)Plastic corePlastic cladding2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage7Step-Index FiberStep-Index FiberAll GlassLowest loss. Used for longest distances (up to about 100 km)Glass/PlasticModerate loss.Moderate distances (up toabout100 m)All PlasticHi

6、ghloss.Short distances (up to about 10m)2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage8Step-Index FiberNA of Step Index Fiber (SI Fiber)臨界光錐臨界光錐02011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage9Step-Index Fiber根據(jù)斯涅爾定律Step-Index Fibern sin n sin n sin 00111 20 sin0 1

7、 os0increasedecreases. cn1n1cnsic可得 2 n1n2n 2 n21n 2 n212oc12n12011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage10Step-Index FiberStep-Index Fiber那么n 2 n 2 nsin ncos n121001c1 n全反射臨界角將導(dǎo)致外部也有一個臨界角:n 2 nn 2 n21200o 現(xiàn)在時(shí)最大接收角度. 它是產(chǎn)生波導(dǎo)中束縛光線的最大入射角.2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguid

8、eBy QianSheng,HDUPageStep-Index FiberStep-Index Fiber回憶前面根據(jù)接受角度的數(shù)值孔徑（NA）的定義:NA0 si0所以對于階躍折射率光纖有：NANA nsin 00n 2 n 2122011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage12Step-Index FiberStep-Index FiberTypical fiber properties:Fibern1n2NAoAll-glass1.481.460.2413.9Plastic-CladSilica1.461

9、.40.4124.2All-plastic1.491.390.53322011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage13Step-Index FiberExample:Compute NA and o for an all-glassfiber having NA =0.24.From the slab waveguide analysisn 2 n212n 2 n212ooIf no= 1 (air), we have thatsino 0.24oo 282oLost Light Acceptance Cone

10、2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage14Step-Index FiberCladding modes may also be trapped in the fiber by total reflection at the outer boundary of the cladding.n2n2n1The cladding modes are lossy and do not travel far.2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianShen

11、g,HDUPage15Graded-IndexGraded-Index FiberCladdingan10n2 Indexz Core2az CoreRay Paths纖芯處：n(r) 12r a,r a包層處n(r) 12 12r a 為設(shè)計(jì)參數(shù). 通常接近于 = 2.2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage16Graded-Index FiberAnalysis of Curving Ray PathsGraded-Index Fibern22n22c1n1aar0n(r)0Snells Law1 si

12、1 n2si2si2si12011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage17Graded-Index FiberGraded-Index Fiber2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage18Graded-Index FiberSI Fiber（階躍折射率光纖）Graded-Index Fiber00NA n2n1n2n 2 nn 2 n2122結(jié)論：結(jié)論：階躍折射率光纖接收角度與入射線在纖芯截面上入射點(diǎn)位置無關(guān).2011年3

13、月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage19Graded-Index FiberGRIN Fiber（漸變折射率光纖）結(jié)論：結(jié)論：在漸變折射率光纖中，入射線離光纖軸越遠(yuǎn)，可接受角度越小. (1 cbut 2 10, the number of modes is approximately:N N V22N a2(nn)22 122This includes the two orthogonal polarizations.2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy Qi

14、anSheng,HDUPage532011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage54ModesExample:Let n1 = 1.48, n2 = 1.46, 2a = 50 m, and = 0.82 m. Find V and N (the number of propagating modes).1.482 1.462V1.482 1.462 46.5 0.822N V2246.522 10782011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng

15、,HDUPage55ModesConclusion:A typical large core multimode fiber has a large number of modes. Therefore, practically all ray angles from c to 90are filled with propagating modes.2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage56SpotSizeThe lowest-ordered mode is the HE11 and its field

16、pattern is nearly Gaussian. The normalized spot size is given (approximately) by:3w 0.651.619V3a 2.879V(5.9)2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage57Spot SizeSpot Size w/a vs. VSpot Size w/a vs. Vw/aVExampleIfthenw 1.1aw 2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianShe

17、ng,HDUPage58Spot SizeAs V decreases, the spot size increases andmore energy travels inthecladding.A good design hasV close to 2.4 to keep the wave tightly bound to the core. If w/a 1, the fiber radiates more energy at bendsthanis the case when w/a 1.2011年3月22日9時(shí)47分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy Qia

18、nSheng,HDUPage59Single-ModeOperationIfV 10) 模式數(shù)目計(jì)算可以如下計(jì)算:V 2N 4這個結(jié)果為階躍折射率光纖模式數(shù)目的一半.最低階模式具有的電場：:2 r2E00 Eoe200 z)(5.12a)koa1koa12011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage66橫向場分布為高斯型E00E0002011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage67Pulse Distortion And Info

19、rmation Rate InPulse Distortion And Information Rate InFibersSignals are distorted by:MaterialDispersion（材料色散）Dispersion（波導(dǎo)色散）ModalDistortion（模失真）Polarization-ModeDispersion（偏振模色散）2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage685.6.1 Distortion in SI Fibersc)12非c)12光纖臨界光錐與數(shù)值孔徑2011年

20、3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage69Distortion in SI Fibers考慮一種最壞的情況： 計(jì)算多模波導(dǎo)中最快到達(dá)的模式(axial) 和最高階模 ( = c) 到達(dá)時(shí)間差.假定 L = 波導(dǎo)長度nn2n1 n21n1L1L2Axial mode Higher order moden22011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage70Distortion in SI Fibers軸向模傳播時(shí)間:t L (4.25)a

21、xialvcL1L1cLsic2 sinL2nc22011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage71Distortion in SI Fibers臨界光線經(jīng)過總的路徑L n2 臨界光線傳輸經(jīng)過的時(shí)間為: Ln1 nnLn 2tcritical 2 1 1(4.26)v c n2c2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage72Distortion in SI Fibers那么單位長時(shí)延（群時(shí)延）為ttn2n criticalaxi

22、al 1 1 ) L cn2(4.27)這就是多模波導(dǎo)中傳輸單位長度產(chǎn)生的模間展寬. 我們可以整理如下： nLcnn12 12011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage73SubstituteDistortion in SI Fibers n1 (n)Lcn12 n2 (5.15)Lc2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage74Distortion in SI FibersExample:n1 = 1.48, n2 = 1.

23、46 ，求多模脈沖展寬 1.481.461.481.482 1.482 1.462 0.0135 0.24 6.71011s/m L 3108 67ns /km L 我們將看到在多模光纖中，模式失真將比材料色散和波導(dǎo)色散導(dǎo)致的脈沖展寬大很多.2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage75Distortion in SI Fibers這里大家需要記住的是模式失真不依賴于光源波長或者光源線寬.因此總的脈沖展寬:()()2modaldispersionol modal pulse spreaddission mat

24、erial and waveguidedispersive pulse spread2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage76Distortion in SI FibersExample: 考慮光纖長 L = 1 km, 中展寬 = 20 ns (測量值), = 0.82 m LED, = 20 nm. 我們在前面已經(jīng)計(jì)算過 (in Chapter 3) 由材料色散導(dǎo)致的展寬：()material = 2.2 ns. 在忽略波導(dǎo)色散情況下計(jì)算由于模式失真導(dǎo)致的展寬。()2()2modal ()2dispe

25、rsion可求()modal (20)2 (20)2 (2.2)2結(jié)論:多模光纖中模式展寬占主導(dǎo)地位.2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage77Distortion in SI Fibers Waveguide Dispersionn2n1n2n1 n2在分界面上入射角 變化范圍為:c 902011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage78Distortion in SI Fibers我們先定義等效折射率:neff n1 s

26、in對于軸向入射光, =90那么neff=n1對于臨界入射光有 = c ，那么nsin n n(4.9)eff1c1 2 n1 那么有效折射率取值范圍為n2 n12011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage79Distortion in SI Fibers回憶式 (3.14) 定義的材料色散. MLc n類似, 在波導(dǎo)中也有 M L ngceffg波導(dǎo)色散為:MgThe total dispersive pulse spread is: (M M) Lgdisp2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5

27、OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage80Distortion in SI Fibers110M(ps/nm.km)-200.821.31.55(m)Material Dispersion for Pure SilicaMg5ps nmkm (m)Waveguide Dispersion in a Step-Index Fiber2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage81Distortion in SI FibersConclusionLED

28、s (not laser diodes)階躍折射率光纖.LEDs 適合還因?yàn)?模式失真相對色散展寬占主要地位，而相干光源 (a laser diode) 對模式失真沒有改善作用.2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage82Distortion in Single-ModeFibers單模光纖僅具有材料色散和波導(dǎo)色散. 在波長范圍為 0.8 - 0.9 m, 材料色散占主要地位.下圖示出了單模光纖的脈沖占寬. 圖中所示展寬由材料色散 產(chǎn)生.LDLEDLDLED0.8 = 0.7 m1.110.91051251

29、0200.250.012.551002011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage83Distortion in Single-Mode Fibers上圖是下式的圖形化： M L對于 silica光纖. 3-dB 光帶寬距離積可由下式確定:f3dBL1Optical Bandwidth2 L2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage84Distortion in Single-Mode Fibers在1.3 附近, Mg M可比

30、擬.那么總的色散可計(jì)算如下 (M M) LgM與Mg 在1.3附近相互抵消.在這個波長點(diǎn) =0，理論上在這里光帶寬和信息速率可以無窮大!2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage85Distortion in Single-Mode FibersMps16012080Material Dispersion nmkm Mg400-4050.6 (m)1.8ps3Waveguide nm100.6 (m)Dispersion1.82011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWavegui

31、deBy QianSheng,HDUPage86Dispersion Shifted Fiber（DSF：色散位移光纖）通過前面的分析我們發(fā)現(xiàn)我們面臨一個兩難境地. 對于高速長距離單模光傳輸系統(tǒng)來說, 我們不僅需要低損耗還需要低的脈沖失真. 我們發(fā)現(xiàn)在 1550 nm 附近有很低的色散，在 1300 nm 附近有很小的色散值.我們不能改變石英光纖的損耗特性, 所以我們只能1550 nm 下面我們就闡述一下這個思想.2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage8720 ps/nm.km 左右去抵消材料色散（20

32、ps/nm.km）三角折射率光纖恰好滿足這個條件.Refractive-Index Profile2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage88色散補(bǔ)償（Dispersion Compensation）色散補(bǔ)償我們通過色散補(bǔ)償光纖實(shí)現(xiàn)，就是在一段光纖鏈路中插入一小段色散補(bǔ)償光纖.色散補(bǔ)償光纖和光纖鏈路色散符號相反Compensation FiberTransmission FiberCompensation Fiber2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy

33、 QianSheng,HDUPage89Distortion in Single-Mode FibersPolarization-Mode Dispersion (PMD) （偏振模色散）(Birefringence Dispersion)（雙折射色散）由于雙折射原因,兩個正交的波可能以不同的速率傳輸波,那么到達(dá)接收端將出現(xiàn)一個時(shí)間差. 這是產(chǎn)生脈沖展寬的另一個原因.它的值非常小,但在高速傳輸時(shí)(10 Gb/s to40Gb/s)影響很大.2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage90Distortion i

34、n Single-Mode Fibers雙折射的產(chǎn)生時(shí)因?yàn)楣饫w纖芯截面時(shí)一個橢圓而不是一個標(biāo)準(zhǔn)的圓，它主要是光纖在制造過程中橫截面受的應(yīng)力不同造成的.FyFx EllipticalCoreUnequalForcesFy減小偏振模色散可以通過制造低雙折射光纖來實(shí)現(xiàn)2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage91Distortion in Single-Mode FibersCore size of Single-Mode Fiber回憶前面提到的單模傳輸條件:a 2.405n 2 n2 2.4052NA(5.10

35、)12(5.10) cutoff wavelength.a 2.405那么截止波長 (小于截止波長光纖將以多模形式傳輸) a(2NA)c2.405c 2.6aNA2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage92Distortion in Single-Mode FibersAdvantages of operating single mode at longerwavelengths:Lower losses than in 800 nmregionLess dispersion than in 800 nmr

36、egionLarger cores for single-mode fibers than in nmregionNo modaldistortion2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage93Distortion in Graded-IndexFibersWhy are GRINfibersneeded?Because the distortion is lower than in multimode SIfibers.Region of Faster AxialaaRegion of Faster Ax

37、ial0n10Rayn(r)Higher-Ordered Ray2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage94Distortion in Graded-Index Fibers對于 GRIN 模式展寬近似表達(dá)式為: n 21(5.19)L2c回憶前面階躍折射率光纖模式展寬表達(dá)式 (5.15)LcnL12比較一下:SIc11n2LGRIN2c2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage95Example: Consider a

38、fiber 1.46, 0.0135當(dāng)其為階躍折射率光纖時(shí)我們曾經(jīng)計(jì)算過 67ns / km L SI現(xiàn)在利用公式 (5.19) 求得為 GRIN 光纖, 脈沖模式展寬為 0.45 ns / km L 我們可以看到通過使用GRIN光纖模式展寬可以得到有效的抑制我們可以看到通過使用GRIN光纖模式展寬可以得到有效的抑制2 1482011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage96Length Dependence of PulseSpread我們前面已經(jīng)分析了傳輸單位長度的展寬 (/L)（ns/km為單位）.為了求出

39、脈沖展寬，我們應(yīng)用Lmod L mod在模式色散占主導(dǎo)地位的多模光纖中的一系列實(shí)驗(yàn)已經(jīng)表明模式展寬在平衡長度（equilibriumlengthLe）內(nèi)與傳輸長度線性相關(guān).超過平衡長度,展寬與光纖長度L平方根成正比。這主要由模式混合導(dǎo)致:Lod L2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage97原因: 對于短距離光纖， 幾乎沒有模式混合. 經(jīng)過長距離傳輸 模式混合很徹底 達(dá)到模式功率分布一個平衡狀態(tài). 在達(dá)到平衡狀態(tài)以后，雖然混合過程在繼續(xù)，但任何一種模式的功率均保持不變。達(dá)到這種平衡狀態(tài)的長度稱為平衡長度，長

40、度取決于光纖的長度 。一般優(yōu)質(zhì)光纖模式混合過程很慢，只有傳輸很長距離才能達(dá)到平衡狀態(tài)，若無模式混合特性，這光纖平衡長度無限大，脈沖展寬與長度成正比2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage98對于劣質(zhì)光纖Le 很小.典型值,Le 0.5 km -2 km.若我們讓(/L)模式展寬在線型區(qū)域,可得LforLLmodLeL = 從兩式均可得出.modmodL Lmod2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage99Example:

41、 (/L) = 20 ns/km, Le = 1kmLLLe (ns)302010001234LeL2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage100L對于 L 1 kmLod 20L4 km,od40 ns材料色散和波導(dǎo)色散均與模式混合無關(guān).因此,由于色導(dǎo)致的展看與傳輸長度線性相關(guān).2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage101回憶 3-dB 光帶寬:f3dB1 當(dāng)模式展寬占主要地位,可得f3dB 1, forLLe2L

42、Lf1, for LLLLe3dB LLee2 L2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage102若色散和模式展寬都要考慮, 可由下式計(jì)算展寬 2mod2dis那么可以求出帶寬f3dB1 2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage103Construction Of Optical Construction Of Optical FibersFiber（光纖）core withcladding,havingthefinalf

43、iber dimensions.Preform(預(yù)制棒）oversized core andcladding.Fibercable（光纜）:fiber imbedded within aprotectivesheath.Fiber Construction TechniquesDoubleCrucible（雙坩堝法）Rodin管中棒法）DopedDeposited Silica（摻雜沉積石英法）2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage104Double Crucible熔融纖芯材料熔融包層材料鉑坩鍋光纖20

44、11年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage105 2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage106Rod InA rod of core glass is placed within a tube of cladding glass. The rods may be a meter or more in length and several centimetersinend of the combination is heate

45、d, softening the glass so that the fiber can be pulled fromit.2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage107Doped Deposited Silica(DDS)Chemical Deposition (CVD)Oxidation MaterialsPure Silica (SiO2)Doped Silica (dopants: GeO2, B2O3, P2O5) Ge increases the refractive index.DDS pro

46、duces a preform from which fibers are pulled.2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage108Doped Deposited Silica (DDS)采用OVD法制作預(yù)制棒示意圖2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage109Doped Deposited Silica (DDS)2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy Qian

47、Sheng,HDUPageDoped Deposited Silica (DDS)SiCl4+O2SiO2+2Cl24BCl3+3O22B2O3+6Cl2SiCl4+O2SiO2+2Cl2GeCl4+O2GeO2+2Cl22011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPageFiber DrawingMoving Feed PreformCuring Furnace or LampsCapstanFurnaceFiber Diameter MeasurementCoating ApplicatorTake-up Reel

48、2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPageFiber DrawingRequirements:Fast pulling:( 10 m/s orfaster)Uniform diameter of the cladding, typically (125 1 m )Centered Core Circular CoreBuffer to protect the fiber (often

49、 two buffer coatings are applied)2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage預(yù)制棒拉絲示意圖2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPageOptic Fiber CablesOptic Fiber CablesCabling protects theDifferent environments require different amounts protection.Greater protect

50、ion costsmore.Cabling should not increase the fibersattenuation.cabling may cause microbendingloss.2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPageOPTIC FIBER CABLES典型強(qiáng)化和保護(hù)措施抗張力強(qiáng)度光纜吊裝在豎直的管道，懸掛在兩個電線桿之間或者鋪在海底，抗張力加強(qiáng)件必須能夠支撐光纜本身重量，還要考慮風(fēng)雪的影響?？箶D壓：抗側(cè)面沖擊，抗碾壓過渡彎曲保護(hù)光纜要有足夠強(qiáng)度防止過度完全，還要具有柔韌性便于運(yùn)輸和敷設(shè)

51、2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPageOPTIC FIBER CABLES損傷保護(hù)小裂紋會沿玻璃延伸使損耗顯著增加振動隔離振動會導(dǎo)致光纖損耗增加，設(shè)計(jì)時(shí)給光纖加上保護(hù)措施限制過渡運(yùn)動防潮和防化學(xué)腐蝕玻璃長期暴露在潮濕和化學(xué)物質(zhì)環(huán)境，性能會劣化防鼠防蟲2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPageOPTIC FIBER CABLES各種不同形式的光纜單芯光纜和多芯光纜緊套封裝型和松套管包裝光纖中心放置加強(qiáng)件和外部放置加強(qiáng)件絕緣

52、材料加強(qiáng)件和金屬材料加強(qiáng)件圓截面和帶狀2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPageOPTIC FIBER CABLESGeneral Cable StructureCoreCladdingPrimaryBufferSecondary BufferStrengthMemberOuterCovering2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage120OPTIC FIBER CABLES松散排列光纖槽結(jié)構(gòu)膠帶光纖松套管結(jié)構(gòu)Fiber

53、Protecting Tube2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage121OPTIC FIBER CABLES輕型緊套緩沖層光纖給出的參數(shù)指直徑.聚亞安酯, 3.8 mmKevlar, 2 mm（凱夫拉爾纖維） Hytrel, 二次緩沖 ,1 mm硅膠基礎(chǔ)緩沖層, 0.4 mmFiber, 0.23 mm2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage122OPTIC FIBER CABLES具有中心加強(qiáng)件和凱裝護(hù)套的多纖光纜

54、聚乙烯波紋狀鋁制護(hù)套 具有各自緩沖層的一根光纖鋼芯2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage123OPTIC FIBER CABLES松套管, 雙芯結(jié)構(gòu)光纜基本結(jié)構(gòu)和前面相同.Fibers2011年3月22日9時(shí)48分Chapter 5 OpticFiberWaveguideBy QianSheng,HDUPage124OPTIC FIBER CABLESRibbon CableThere can be 12, 18, or more fibers in a ribbon. Fibers are sandwiched between adhesive-backe