《光纖通信光纖》課件

第2章光纖--光纖導光原理及其特性整理ppt第2章光纖整理ppt1光纖的結(jié)構(gòu)及分類光纖導光原理光纖的模式理論光纖的損耗特性光纖的色散光纖的非線性效應常用光纖整理ppt光纖的結(jié)構(gòu)及分類整理ppt2纖芯包層涂覆層芯線1、光纖的結(jié)構(gòu)§2.1光纖的結(jié)構(gòu)及分類典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體自內(nèi)向外為纖芯、包層和涂覆層

整理ppt纖芯包層涂覆層芯線1、光纖的結(jié)構(gòu)§2.1光纖的結(jié)構(gòu)及分類典型3纖芯、包層------裸光纖纖芯、包層+涂覆層----芯線纖芯、包層------光學區(qū)涂覆層---保護區(qū)材料：SiO2纖芯n1>包層n2纖芯:SiO2+GeO2(P2O5)

包層:SiO2+B2O5(F)涂覆層包括一次涂覆、緩沖層和二次涂覆，起保護光纖不受水汽的侵蝕相機械的擦傷，同時又增加光纖的柔韌性，起著延長光纖壽命的作用。涂覆層的主要作用是為光纖提供保護整理ppt纖芯、包層------裸光纖纖芯、包層+涂覆層----芯線纖42、光纖的分類1）按制造光纖所使用的材料分

2）按工作波長來分3）根據(jù)光纖中傳輸模式分4）根據(jù)折射率分布分

有石英系列、塑料包層石英纖芯、多組分玻璃纖維、全塑光纖等四種。短波長光纖長波長光纖單模光纖和多模光纖有階躍型光纖StepIndexSI漸變型(梯度型)光纖GragedIndexGIW型光纖等整理ppt2、光纖的分類1）按制造光纖所使用的材料分2）按工作波長來分5階躍型光纖SIStepIndex漸變型(梯度型)光纖GIGragedIndexW型光纖整理ppt階躍型光纖SI漸變型(梯度型)光纖GIW型光纖整6整理ppt整理ppt7整理ppt整理ppt83、光纜制造1、原材料提純?nèi)サ艄饫w原料中的雜質(zhì)，以降低雜質(zhì)吸收。2、制棒將提純后的材料合成一定折射率分布的預制棒。將預制棒拉制成原折射率分布的光纖。3、拉絲4、套塑為保證光纖的機械性能將光纖涂覆層外加一層熱塑材料。5、成纜整理ppt3、光纜制造1、原材料提純?nèi)サ艄饫w原料中的雜質(zhì)，以降低2、制9目的：去掉光纖原料中的雜質(zhì)，以降低雜質(zhì)吸收。方法：精餾——吸附——精餾精餾塔活性吸附物質(zhì)二級精餾活性吸附物質(zhì)精料槽

SiCl4HO-Cu2+_氧化鋁或活性硅膠SiCl4材料提純整理ppt目的：去掉光纖原料中的雜質(zhì)，以降低方法：精餾——吸附——精餾10熔煉制棒方法：MCVD法（改進的化學汽相沉積法）BELLPCVD法（等離子激活化學汽相沉積法）PHILIPSVAD法（汽相軸向沉積法）NTT

OVD法（管外汽相沉積法）CORNINGAPVD法（等離子化學汽相沉積法）ALCATEL目的：將提純后的材料通過物理與化學的方法合成一定折射率分布光纖預制棒。折射率分布通過控制摻雜濃度實現(xiàn)。整理ppt熔煉制棒方法：MCVD法（改進的化學汽相沉積法）BELLPC11化學反應方程MCVD法（改進的化學汽相沉積法）纖芯:SiO2+GeO2(P2O5)包層:SiO2+B2O5整理ppt化學反應方程MCVD法（改進的化學汽相沉積法）纖芯:SiO212整理ppt整理ppt13拉絲目的：將具有一定的折射率分布的預制棒拉制成折射率分布不變的光纖。123467891---光纖預制棒2---高溫爐3---測溫儀4---爐溫控制5---激光測徑儀6---調(diào)速系統(tǒng)7---涂覆器8---固化爐9---收絲輪5整理ppt拉絲目的：將具有一定的折射率分布的預制棒1234614光纖經(jīng)過涂覆后雖然已具有了一定的抗張強度，但還是經(jīng)不起施工中的彎折、扭曲和側(cè)壓等外力作用，為了使光纖能在各種環(huán)境中使用，必須把光纖與其他元件組合起來構(gòu)成光纜，使其具有良好的傳輸性能以及抗拉、抗沖擊、抗彎、抗扭曲等機械性能。成纜

一、對光纜的要求1、機械性能好：保證光纖經(jīng)得起拉伸、沖擊、彎曲等影響。

2、防護性能好：使光纖防水，防潮，防雷，防腐。3、傳輸性能好：避免工程中帶來的附加損耗或色散。整理ppt光纖經(jīng)過涂覆后雖然已具有了一定的抗張強度，但152、光纜護套一般由塑料材料制造，保護光纜芯受到機械外力和環(huán)境的影響。PVC（聚氯乙烯）3、防潮層光纖非常怕水，一般用密封鋁制金屬或阻水紗防潮。4、填料防止水氣進入。要求：抗水性好，溫度性能好，無毒，不易燃。5、鎧裝增加機械強度，防鼠，防蟲，防人為損傷。1、加強件加強件一般由鋼絲或增強塑料嵌在光纖中，用以承受拉伸負荷。（集中式加強件，分散式加強件）二、光纜的基本結(jié)構(gòu)整理ppt2、光纜護套一般由塑料材料制造，保護光纜芯受到機械外力和3、16按成纜光纖類型多模光纖光纜和單模光纖光纜按纜芯結(jié)構(gòu)中心束管、層絞、骨架和帶狀按加強件和護層金屬加強件、非金屬加強、鎧裝按使用場合長途/室外、室內(nèi)、水下/海底等按敷設(shè)方式架空、管道、直埋和水下3、光纜的分類整理ppt按成纜光纖類型3、光纜的分類整理ppt174、光纜的結(jié)構(gòu)（成纜方式）層絞式骨架式中心束管式帶狀式整理ppt4、光纜的結(jié)構(gòu)（成纜方式）層絞式整理ppt18光纖油膏加強件護套松套管中心管式光纜----套管式光纜是將數(shù)根一次涂覆的光纖放入同一根塑料管中，管中填沖油膏，光纖浮在油膏中。套管式光纜的結(jié)構(gòu)合理、重量輕、體積小、價格便宜。整理ppt光纖油膏加強件護套松套管中心管式光纜----套管式光纜是將數(shù)19層絞式結(jié)構(gòu)光纜加強芯纖芯套塑填充料防潮層內(nèi)護套鎧裝外護套----層絞式光纜是將若干根光纖芯線以加強元件為中心絞合在一起的一種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)適用于芯線數(shù)較少的的光纜。整理ppt層絞式結(jié)構(gòu)光纜加強芯纖芯套塑填充料防潮層內(nèi)護套鎧裝外護套--20骨架式結(jié)構(gòu)光纜----溝槽式光纜是將單根或多根光纖放入溝槽中，骨架中心是加強元件。這種結(jié)構(gòu)的光纜的抗側(cè)壓性能好，單制造工藝復雜。整理ppt骨----溝槽式光纜是將單根或多根光纖放入溝槽中，骨架中心是21整理ppt整理ppt22§2.2光纖導光原理光纖導光原理的分析方法：射線理論，幾何光學法波動理論、模式理論1、內(nèi)全反射折射定律一、SI光纖射線分析整理ppt§2.2光纖導光原理光纖導光原理的分析方法：1、內(nèi)全反射折23非子午面光線整理ppt非子午面光線整理ppt24整理ppt整理ppt25Snell定律臨界角臨界角對應的捕光角捕光角內(nèi)全反射導光原理內(nèi)全反射的條件整理pptSnell定律臨界角臨界角對應的捕光角捕光角內(nèi)全反射導光原理26相對折射率差整理ppt相對折射率差整理ppt273、模式及時延差傳導模輻射模2、數(shù)值孔徑NA(NumericalAperture)光源與光纖的耦合效率高光纖里有很多條光線和軸線夾角相同的一簇光線稱作一個模式模式有兩類：整理ppt3、模式及時延差傳導模輻射模2、數(shù)值孔徑NA(Numeric28最大時延差模式時延兩條路徑整理ppt最大時延差模式時延兩條路徑整理ppt29脈沖展寬：不引起碼間干擾的脈沖間隔：碼元速率（帶寬）：不同模式的時延差使光脈沖展寬整理ppt脈沖展寬：不引起碼間干擾的脈沖間隔：碼元速率（帶寬）：30提高帶寬的方法：例：求光脈沖傳1公里的擴展和最大比特率。解：1）減少模式的最大時延差-------采用GI光纖2）只允許一個模式傳輸-------單模光纖整理ppt提高帶寬的方法：例：求光脈沖傳1公里的擴展和最大比特率。解：31二、GI光纖射線分析g=2拋物線型整理ppt二、GI光纖射線分析g=2拋物線型整理ppt32n3n2n1n1n4n2n4n3n5n5a整理pptn3n2n1n1n4n2n4n3n5n5a整理ppt33整理ppt整理ppt34光線在介質(zhì)中的傳輸軌跡應該用射線方程表示式中：r是軌跡上某一點的位置矢量；s為射線的傳輸軌跡；ds是沿軌跡的距離單元，?n表示折射率的梯度。將射線方程應用到光纖的圓柱坐標中，討論平方律分布的光纖中的近軸子午光線，即和光纖軸線夾角很小，可近似認為平行于光纖軸線(z軸)的子午光線。由于光纖中的折射率僅以徑向變化，沿圓周方向和z軸方向是不變的。因此，對于近軸子午光線，射線方程可簡化為：

式中，r是射線離開軸線的徑向距離。整理ppt光線在介質(zhì)中的傳輸軌跡應該用射線方程表示式中：r是軌跡上35對平方律分布，有

對近軸光線，，

整理ppt對平方律分布，有

36整理ppt整理ppt37整理ppt整理ppt38§2.3光纖的模式理論整理ppt§2.3光纖的模式理論整理ppt39整理ppt整理ppt40整理ppt整理ppt41

整理ppt

42整理ppt整理ppt43諧方程Bessel方程當令當令指數(shù)增加Bessel函數(shù)虛宗量Bessel函數(shù)整理ppt諧方程Bessel方程當令當令指數(shù)增加Bessel函數(shù)虛宗量44整理ppt整理ppt45當當整理ppt當當整理ppt46在纖芯中在包層中整理ppt在纖芯中在包層中整理ppt47整理ppt整理ppt48整理ppt整理ppt49整理ppt整理ppt50整理ppt整理ppt51求u、w、β的值整理ppt求u、w、β的值整理ppt52先推導u、w、β滿足的方程歸一化頻率V下面由邊界條件得到u和w的另一關(guān)系整理ppt先推導u、w、β滿足的方程歸一化頻率V下面由邊界條件得到u和53弱導近似給定V值，代入求u、w分3種情況求解聯(lián)立的超越方程：1）2）3）光纖中的模式：混合模整理ppt弱導近似給定V值，代入求u、w分3種情況求解聯(lián)立的超越方程：54傳導模和輻射模滿足以上條件的模式是傳導模當不滿足即包層中的波和纖芯中的類似就是輻射波傳導模輻射摸整理ppt傳導模和輻射模滿足以上條件的模式是傳導模當不滿足即包層中的波55求歸一化截止頻率傳導模輻射摸歸一化截止頻率計算整理ppt求歸一化截止頻率傳導模輻射摸歸一化截止頻率計算整理ppt56求2.4048,5.5201,8.6537,傳導模整理ppt求2.4048,5.5201,8.6537,傳導模整57（1）

模和

模令

，可得到

模和

模有相同特征方程,為

當模式截止時，

，

，由第二類變型的貝塞爾函數(shù)的遞推關(guān)系及漸進公式，可以得到所以截止狀態(tài)下的特征方程為

的根有2.4048,5.5201,8.6537,

,它們分別對應著

，

，

，

模的截止頻率。就是說，若歸一化頻率

2.4048,

則

模就能在光纖中存在；反之，若歸一化頻率

2.4048，

模

就不是導模。對其他模式可以次類推。整理ppt（1）

模和

模令

58（2）

模令

，可得到

模特征方程,為

由貝塞爾函數(shù)的遞推公式當模式截止時，

，可得到

所以截止狀態(tài)下

的特征方程為當

1時，得到一族

模，其

=

=3.8317,7.0156,10.1745,

整理ppt（2）

模令

，可得到

59（3）

模令

，可得到

模特征方程,為

由貝塞爾函數(shù)的遞推公式

當

時，截止狀態(tài)下

的特征方程為

所以

的根有0,3.8317,7.0160,10.1735,

,它們分別對應著

,

,

,

模式的截止頻率。在所有的導模中，只有

模式截止頻率為零，亦

即截止波長為無窮大。

模式是任何光纖中都能存在、永不截止的模式，成為主模或基

模，是單模光纖的工作模。

整理ppt（3）

模令

，可得到

60當

時，截止狀態(tài)下

的特征方程整理后為當

2時，

的根有2.4048,5.5201,8.6537,

,它們分別對應著,

,

，

模，

模在截止時與

、

簡并。整理ppt當

時，截止狀態(tài)下

的特征方程整61模式VcHE110TE01、TM01、HE212.4048HE12、HE31、EH113.832HE41、EH215.1356HE135.520整理ppt模式VcHE110TE01、TM01、HE212.4048H62圖2.12最低階模式的傳播常數(shù)作為V的函數(shù)的曲線HE11TE01HE21TM01HE31HE12EH21HE41TE02TM02123456歸一化頻率V整理ppt圖2.12最低階模式的傳播常數(shù)作為V的函數(shù)的曲線HE11T63光纖中的場和模式歸一化截止頻率Vc整理ppt光纖中的場和模式歸一化截止頻率Vc整理ppt64最低階模式HE11TE01TM01HE21第一高階模式組幾個模式的場圖整理ppt最低階模式HE11TE01TM01HE21第一高階模式組幾個65整理ppt整理ppt66線偏振模HE21TE01HE21TM01LP11LP11LinearlyPolarized(LP)modes整理ppt線偏振模HE21TE01HE21TM01LP11LP11Li67整理ppt整理ppt68通過變換得到直角坐標系中的橫向場分量為

整理ppt通過變換得到直角坐標系中的橫向場分量為

69在多模階躍光纖中，多個導模同時傳輸，光纖的歸一化頻率V愈大，導模數(shù)愈多，導模數(shù)M可按下式計算

在多模漸變光纖中,導?？倲?shù)為

例：已知求導模數(shù)解：整理ppt在多模階躍光纖中，多個導模同時傳輸，光纖的歸一化頻率V愈大，70模功率分布導模在光纖中傳輸時，功率集中在纖芯和包層中。對于不同模式，光功率在纖芯和包層的分配比例不同，包層中的光功率易受各種因素的影響而失掉。在弱導近似下，LP模的橫向場只有Ey和Hz分量，所以導模攜帶的光功率在纖芯和包層中分別為

將LPmn模的場分布代入，可得

整理ppt模功率分布導模在光纖中傳輸時，功率集中在纖芯和包層中。對于71整理ppt整理ppt72單模光纖

單模光纖應滿足單模條件

截止波長單模光纖應滿足單模條件工程上截止波長由測量得到。光纖只傳播基模HE11模

HE11TE01HE21TM01HE31HE12EH21HE41TE02TM02123456歸一化頻率V單模光纖的截止波長整理ppt單模光纖單模光纖應滿足單模條件截止波長單模光纖應滿足單模73單模光纖工作模式HE11的電場分布為零階Bassel函數(shù)，可近似為指數(shù)分布，主模LP01(HE11)的模場分布單模光纖中工作波長超過截止波長時的光功率分布模場直徑（Mode-fielddiameterMFD）單模光纖的模場直徑(MFD)定義為電場下降為1/e時的半徑的2倍;模場直徑還有其它定義.多模光纖的模場直徑與纖芯幾乎相等，但單模光纖的模場直徑一般不等于模場直徑。整理ppt單模光纖工作模式HE11的電場分布為零階Bassel函數(shù)，主74誤差小于1%一般取整理ppt誤差小于1%一般取整理ppt75§2.4光纖的損耗特性(衰減特性Attenuation）引起光的損耗的機理是光纖對光的損耗吸收損耗1.本征吸收2.雜質(zhì)吸收3.原子缺陷吸收散射損耗1、線性散射－－－瑞利散射2、非線性散射瑞利散射布里淵散射彎曲損耗1.光纖彎曲2.光纖微彎整理ppt§2.4光纖的損耗特性(衰減特性Attenuation）76一、光纖損耗的系數(shù)當光信號在光纖中傳播時，其功率隨著距離的增加以指數(shù)形式衰減。如果在起始處（z＝0）的信號功率為P(0)，則在光纖中經(jīng)過距離z的傳播后，其功率值為：

為衰減指數(shù)。損耗系數(shù)α定義為：單位dB/km,整理ppt一、光纖損耗的系數(shù) 為衰減指數(shù)。損耗系數(shù)α定義為：單位dB77二、吸收損耗：吸收損耗是由于光纖本身和光纖中的雜質(zhì)對光的吸收損耗。1、本征吸收：光纖材料本身對光的吸收（sio2）。(1)紅外吸收帶（2）紫外吸收帶當光在物質(zhì)中傳播時，物質(zhì)內(nèi)部吸收了一部分光的能量，從而造成光功率的損失。吸收損耗有三個原因，一是本征吸收，二是雜質(zhì)吸收，三是原子缺陷吸收。光纖材料的固有吸收叫做本征吸收，它與電子及分子的諧振有關(guān)。對于石英(SiO2)材料，固有吸收區(qū)在紅外區(qū)域和紫外區(qū)域，其中，整理ppt二、吸收損耗：吸收損耗是由于光纖本身和光纖中的雜質(zhì)對光的78（1）紅外吸收機理：由于材料本身的原子之間的化學鍵形成形成晶格，當光纖中的光的波長與晶格相鍵長相當時，光的能量向晶格傳遞，引起損耗。吸收帶：>1.5um，向紅外延伸波長um損耗dB/km0.81.01.21.41.61.8影響：對長波光通信影響較大紅外區(qū)的中心波長在8μm～12μm范圍內(nèi)，對光纖通信波段影響不大。對于短波長不引起損耗，對于長波長光纖引起的損耗小于1dB/km。整理ppt（1）紅外吸收機理：由于材料本身的原子之間的化學鍵形成形成79（2）紫外吸收機理：光纖中的光子流將光纖材料中的電子激發(fā)到高能級，從而使得光子的能量發(fā)生轉(zhuǎn)移。吸收帶：<1.6um,向紫外延伸波長um損耗dB/km0.81.01.21.41.61.8影響：對短波長通信影響較大紫外區(qū)中心波長在0.16μm附近，尾部拖到lμm左右，已延伸到光纖通信波段(即0.8μm～1.7μm的波段)。在短波長范圍內(nèi)，引起的光纖損耗小于1dB／km。在長波長范圍內(nèi)，引起的光纖損耗小0.1dB／km。整理ppt（2）紫外吸收機理：光纖中的光子流將光纖材料中的電子激發(fā)到吸80（1）光纖中含有鐵、鎳、銅、錳、鉻、釩、鉑等過渡金屬造成的附加吸收損耗稱為雜質(zhì)吸收。金屬離子含量越多，造成的損耗就越大。降低光纖材料中過渡金屬的含量可以使其影響減小到最小的程度。為了使由這些雜質(zhì)引起的損耗小于1dB/km，必須將金屬的含量減小到10-8以下。這樣高純度石英材料的生長技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)。2、雜質(zhì)吸收機理：主要由于光纖材料的不純凈引起的。（2）水的氫氧根離子的振動，基波振動在2.73μm波長，二次諧波振動在1.39μm，三次諧波振動在0.95μm，它們的各次振動諧波和它們的組合波，將在0.6μm～2.73μm的范圍內(nèi)，產(chǎn)生若干個吸收。整理ppt（1）光纖中含有鐵、鎳、銅、錳、鉻、釩、鉑等過渡金屬造成的附81CuAlFeGeNi(可以消除)OH–波長um損耗dB/km0.81.01.21.41.61.8（影響較大）0.9~1.01.2~1.31.33~1.5整理pptCuAlFeGeNi(可以823、原子缺陷吸收機理：光纖制造過程中受到熱激勵或輻射使得一部分共價鍵斷裂，容易吸收光的能量。原子缺陷吸收是由于加熱過程或者由于強烈的輻射造成，玻璃材料會受激而產(chǎn)生原子的缺陷，引起吸收光能，造成損耗。對于普通玻璃，在3000rad的伽瑪射線的照射下，可能引起損耗高達20000dB／km。但是有些材料受到影響比較小，例如摻鍺的石英玻璃，對于4300rad的輻射，僅在波長0.82μm引起損耗16dB／km。宇宙射線也會對光纖產(chǎn)生長期影響，但影響很小。影響：通過工藝和材料使之減少到忽略不記的程度。整理ppt3、原子缺陷吸收機理：光纖制造過程中受到熱激勵或輻射使得一部83吸收損耗：本征吸收紅外吸收紫外吸收雜質(zhì)吸收有色金屬OH根的吸收原子缺陷吸收整理ppt吸收損耗：本征吸收紅外吸收紫外吸收雜質(zhì)吸收有色金屬OH根的84

圖3.3摻雜整理ppt圖3.3摻雜整理ppt85三、散射損耗機理：由于光纖的折射率分布以及光纖材料的不均勻使得光在光纖傳播過程中發(fā)生散射，光向其他方向散開造成的損耗。非線性散射損耗線性散射損耗受激喇曼(Raman)和受激布里淵(Brillouin)散射瑞利(Rayleigh)散射整理ppt三、散射損耗機理：由于光纖的折射率分布以及光纖材料的不均861、瑞利散射損耗阻礙粒子比光波長可相比時產(chǎn)生的散射叫瑞利散射。機理：密度不均勻的微粒產(chǎn)生的瑞利散射影響：對短波長的光影響較大（與λ4呈反比）波長um

損耗dB/km0.81.01.21.41.61.8紅外吸收紫外吸收瑞利散射整理ppt1、瑞利散射損耗阻礙粒子比光波長可相比時產(chǎn)生的散射叫瑞利87光纖的結(jié)構(gòu)不完善產(chǎn)生的損耗（波導散射損耗）機理：制造工藝的缺陷引起的殘留氣泡或芯包交界面不均勻造成的散射。（比波長大得多）殘留氣泡引起的散射損耗影響：對所有的波長一樣波長um

損耗dB/km0.81.01.21.41.61.8紅外吸收紫外吸收瑞利散射波導散射整理ppt光纖的結(jié)構(gòu)不完善產(chǎn)生的損耗（波導散射損耗）機理：制造工藝的缺88（四）、光纖的彎曲損耗1、宏彎損耗曲率比光纖的半徑大得多的損耗彎曲曲率半徑減小，損耗按指數(shù)方式增加。彎曲損耗可以定性的由摸場分布來解釋。纖芯中傳播的模式都有一個尾部延伸到包層中的消逝場，而消逝場的大小隨著到纖芯距離的增加而以指數(shù)形式下降。當距纖芯的距離到達某一臨界距離處時，消逝場的尾部的運動速率必須大于光速才能跟上纖芯中的場，這是不可能的，因而在該距離之外的尾部場就丟失了，其中所含的能量也隨之損失掉了。

光纖的最小彎曲半徑的經(jīng)驗法則是：對于長期應用，光纖的彎曲半徑應超過包層直徑的150倍；對于短期應用，光纖的彎曲半徑應超過包層直徑的100倍；對于硅光纖，包層直徑是125微米，對應的彎曲半徑分別為19和13毫米整理ppt（四）、光纖的彎曲損耗1、宏彎損耗曲率比光纖的半徑大得多的892、微彎損耗光纖的軸產(chǎn)生的微米級的彎曲產(chǎn)生的損耗側(cè)壓力使得纖芯微小彎曲產(chǎn)生模式變換微彎引起光纖中的傳導模與漏?；蚍莻鲗Ｖg能量的反復耦合。微觀彎曲使高階模漏出并使得低階模的功率耦合到高階模上

整理ppt2、微彎損耗光纖的軸產(chǎn)生的微米級的彎曲產(chǎn)生的損耗側(cè)壓力使得纖90波長um損耗dB/km0.81.01.21.41.61.8紅外吸收紫外吸收瑞利散射波導散射OH吸收0.851.311.55整理ppt波長um損耗0.81.01.21.41.91整理ppt整理ppt92光纖的損耗譜整理ppt光纖的損耗譜整理ppt93整理ppt整理ppt94光纖損耗測試

兩種方法：1）光源+光功率計2）光時域反射計（OTDR）整理ppt光纖損耗測試兩種方法：1）光源+光功率計整理ppt95光時域反射計整理ppt光時域反射計整理ppt96§2.5光纖的色散(Dispersion)1、色散的分類模間色散(ModeDispersion)色度色散(CromaticDispersion)偏振色散(PolarizationModeDispersion)模內(nèi)色散材料色散波導色散什么是色散：當電磁波在一媒質(zhì)中波傳播時，波的不同成分速度不同這種現(xiàn)象稱為色散。整理ppt§2.5光纖的色散(Dispersion)1、色散的分類97（1）模間色散機理：多模光纖中同時存在多個傳導模式，不同模式的軸向傳輸速度不同，使得它們到達終端有先有后，引起脈沖展寬。脈沖展寬：碼元速率（帶寬）：整理ppt（1）模間色散機理：多模光纖中同時存在多個傳導模式，不同模脈98（2）材料色散機理：光源發(fā)出的光不是單一波長的光，而是具有一定的譜線寬度，而不同波長的光在光纖中的傳播速率不同，因而導致同一個模式的光在光纖中傳播也有時延差，輸出脈沖產(chǎn)生畸變。（3）波導色散（結(jié)構(gòu)色散）機理：光在光纖中傳播時，由于光纖的結(jié)構(gòu)引起不同波長的光在光纖中的傳播速度不同，因而導致同一個模式的光在光纖中傳播也有時延差，輸出脈沖產(chǎn)生畸變。

整理ppt（2）材料色散機理：光源發(fā)出的光不是單一波長的光，而是具有（99色散使得脈沖的寬度被展寬，傳輸速率降低色散對光通信的影響整理ppt色散使得脈沖的寬度被展寬，傳輸速率降低色散對光通信的影響整理1002、色度色散光通信的光源包含許多頻率成分群速整理ppt2、色度色散光通信的光源包含許多頻率成分群速整理ppt101群速2）群時延（GVD）

整理ppt群速2）群時延（GVD）整理ppt1023）群時延差色散系數(shù)單位是ps/(nm·km)

2）群時延（GVD）

整理ppt3）群時延差色散系數(shù)單位是ps/(nm·km)2）群時延（103整理ppt整理ppt104整理ppt整理ppt105a)材料色散系數(shù)

材料色散是由于折射率是光波長的函數(shù)，對于單模光纖和LED系統(tǒng)，材料色散顯得尤為重要，因為LED輸出光波的帶寬比LD輸出的光波帶寬要寬得多.假設(shè)在無限大介質(zhì)中傳播的平面波其折射率n(λ)等于纖芯的折射率，傳播常數(shù)為：

由材料色散引起的群時延為

如果光源帶寬為σλ(rms)，帶寬展寬可表示為：材料色散系數(shù)

整理ppta)材料色散系數(shù)材料色散是由于折射率是光波長的函數(shù)，對于單106波導色散是由于傳播常數(shù)是光波長的函數(shù)。在考慮導波色散時近似認為光纖的材料折射率與波長無關(guān)。用歸一化的傳播常數(shù)b來表示群時延，其定義為：

b)波導色散系數(shù)

模式傳播常數(shù)通常用歸一化頻率V表示的：用V代替k，則可以得到

對于單模光纖，導波色散的量值可能與材料色散在同一個量級上，光源譜寬為時的脈沖展寬，導波色散可表示為

整理ppt波導色散是由于傳播常數(shù)是光波長的函數(shù)。在考慮導波色散時近似認107對于最低階模（主模）HE11，b（V）可表示為：整理ppt對于最低階模（主模）HE11，b（V）可表示為：整理ppt108整理ppt整理ppt109整理ppt整理ppt110整理ppt整理ppt111單模光纖的最佳設(shè)計

折射率剖面設(shè)計匹配包層凹陷包層階躍大有效面積色散位移四包層剖面雙包層或W剖面環(huán)帶三角形分布大有效面積色散平坦圖3.12幾種有代表性的折射率剖面整理ppt單模光纖的最佳設(shè)計折射率剖面設(shè)計匹配包層凹陷包層階躍大有效112色散位移光纖(DSFDispersion-ShiftedFiber)非零色散位移光纖(NZDSFNonzeroDispersion-ShiftedFiber)色散補償光纖(DCFDispersion-compensatingFiber)色散平坦光纖(DFFDispersion-flattenedFiber)整理ppt色散位移光纖(DSFDispersion-Shifte113整理ppt整理ppt1143、偏振模色散PMD(PolarizationModeDispersion)光信號中不同偏振狀態(tài)的雙折射現(xiàn)象時導致脈沖展寬的另一個因素。由于實際光纖本身存在缺陷，例如纖芯的幾何形狀不規(guī)則和內(nèi)部應力不均勻等，此外，存在外在因素如光纖的彎曲，扭曲，擠壓也使光纖產(chǎn)生雙折射，所以單模光纖存在偏振模色散（PMD）。整理ppt3、偏振模色散PMD(PolarizationMode115整理ppt整理ppt116雙折射沿著光纖長度方向發(fā)生變化：①每一個偏振模傳播的速率稍有差別②偏振方向也會發(fā)生旋轉(zhuǎn)在經(jīng)過距離L后兩種偏振模式分量所產(chǎn)生的時延差為：整理ppt雙折射沿著光纖長度方向發(fā)生變化：整理ppt117PMD與系統(tǒng)傳輸速率以及最大傳輸距離的關(guān)系整理pptPMD與系統(tǒng)傳輸速率整理ppt118光纖的帶寬1.光纖帶寬與色散的換算公式光纖帶寬與色散的換算公式有兩個：第一個為采用時域法測量光纖帶寬時所采用的計算式；第二個為計算光纖通信系統(tǒng)所要求的計算式。整理ppt光纖的帶寬1.光纖帶寬與色散的換算公式光纖帶寬與色散的換119光纖帶寬時域響應；光纖帶寬頻域響應光脈沖波因色散而展寬后仍為高斯形，τ為高斯形脈沖波的半高全寬，即g(t)/g(0)=1/2時的全寬，亦即光功率降低一半時的色散。經(jīng)過高斯形函數(shù)傅里葉變換，可得光纖帶寬的第一個計算式為整理ppt光纖帶寬時域響應；光纖帶寬頻域響應光脈沖波因色散而展寬后仍為120【例1】設(shè)已知單模光纖色散系數(shù)為6ps/(nm·km)，而光源譜線寬為３nm，求光纖帶寬。τ=Dσ=6×3×10-12=18×10-12ps/km解整理ppt【例1】設(shè)已知單模光纖色散系數(shù)為6ps/(n121令τ′為高斯形脈沖波在g(t)/g(0)=1/e時的全寬，由高斯形脈沖波的表達式可得，式中σ為高斯波形的寬度參數(shù)，稱為脈沖均方根(rms)寬度，在系統(tǒng)設(shè)計時用此參數(shù)以表征光纖色散，經(jīng)推證可得光纖帶寬的第二個計算式為整理ppt令τ′為高斯形脈沖波在g(t)/g(0)=1/e時的全寬，由122光纖帶寬以km為單位，但當光纖長度為Lkm時，其全長總帶寬并不一定與長度L成反比。式中，E稱為帶寬長度系數(shù)。2.帶寬與長度的關(guān)系設(shè)光纖每千米帶寬為B，而在Lkm全長的總帶寬為B′，則對多模光纖，E為0.5~0.9；對單模光纖，E為1。這是因為光脈沖在光纖中傳播時會產(chǎn)生模式變換，因而模間色散得以減輕，故其有效長度要減小。對單模光纖而言，因無模間色散，故E為1。整理ppt光纖帶寬以km為單位，但當光纖長度為Lkm時，其全長總帶123【例8.2】設(shè)多模光纖中繼段長為23km，測得其全長總帶寬為134MHz，求光纖每千米帶寬。解設(shè)E取0.7，則由式B=B′LE=134×230.7=1200MHz·km

整理ppt【例8.2】設(shè)多模光纖中繼段長為23km，測124

光纖色散對光脈沖傳輸?shù)挠绊懨}沖寬度由均方根寬度表示整理ppt光纖色散對光脈沖傳輸?shù)挠绊懨}沖寬度由均方根寬度125chirp高斯脈沖C頻率chirp系數(shù)整理pptchirp高斯脈沖C頻率chirp系數(shù)整理ppt126寬光源光譜比較大色散斜率整理ppt寬光源光譜比較大色散斜率整理ppt127§2.6光纖的非線性效應當光纖中傳輸?shù)墓β屎艽髸r，就會有非線性效應光纖的非線性效應包括光纖的非線性散射光纖的非線性折射率整理ppt§2.6光纖的非線性效應當光纖中傳輸?shù)墓β屎艽髸r，就會有非線128受激拉曼散射（SRS—stimulatedRamanscattering）強光功率在光纖中傳輸時，SRS使得多波長系統(tǒng)中較短波長（高頻）光的能量向較長波長（低頻）的光轉(zhuǎn)移。影響：引起波分復用系統(tǒng)的串話1、非線性散射②受激布里淵散射（SBS—stimulatedBrillouinscattering）

整理ppt受激拉曼散射（SRS—stimulatedRamansc129閾值功率增益系數(shù)對于整理ppt閾值功率增益系數(shù)對于整理ppt130（1）自相位調(diào)制（SPM—self-phasemodulation）2、非線性折射在大功率光信號的作用下，光固有的折射率將隨光的強度發(fā)生變化，新的折射率為：n1=n0+p/Aeff由于光的非線性效應的影響，光場自身引起的相位變化，叫自相位調(diào)制。整理ppt（1）自相位調(diào)制（SPM—self-phasemodula131（2）交叉相位調(diào)制（XPM）某一信道的光場由于非線性效應受到來自相鄰信道的光場的影響而發(fā)生相移。影響：形成串擾整理ppt（2）交叉相位調(diào)制（XPM）某一信道的光場由于非線性效應受到132（3）四波混頻（FWM）相距很近的波長之間發(fā)生耦合，在其間隔產(chǎn)生新的無用波長。f1f2f3f0f0=f1+f3-f2整理ppt（3）四波混頻（FWM）相距很近的波長之間發(fā)生耦合，在其間隔133四波混頻的抑制：1、降低光功率（不可行）2、加大通光面積（可行）3、增大信道間隔（不可行）4、保持一定的色散（可行）整理ppt四波混頻的抑制：1、降低光功率（不可行）2、加大通光面積（可134§2.7常用光纖目前ITU-T規(guī)定的光纖代號有G.651光纖（多模光纖），G.652光纖（常規(guī)單模光纖），G.653光纖（色散位移光纖），G.654光纖（低損耗光纖），G.655光纖（非零色散位移光纖）。根據(jù)我國國家標準規(guī)定，光纖類別的代號應如下規(guī)定：光纖類別應采用光纖產(chǎn)品的分類代號表示，即用大寫A表示多模光纖，B表示單模光纖，再以數(shù)字和小寫字母表示不同種類光纖。INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNION整理ppt§2.7常用光纖目前ITU-T規(guī)定的光纖代號有根據(jù)我國國家標135多模光纖類型整理ppt多模光纖類型整理ppt136單模光纖類型整理ppt單模光纖類型整理ppt137ITU-T G.651TELECOMMUNICATION (03/93)

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITUTRANSMISSIONMEDIACHARACTERISTICSCHARACTERISTICSOFA50/125um

MULTIMODEGRADEDINDEXOPTICAL

FIBRECABLE

ITU-TRecommendationG.651 (Previously“CCITTRecommendation”)整理pptITU-T G.651整理ppt138INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNIONITU-T

G.652TELECOMMUNICATION (03/93)

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITUTRANSMISSIONMEDIACHARACTERISTICSCHARACTERISTICSOFASINGLE-MODEOPTICALFIBRECABLE

ITU-TRecommendationG.652 (Previously“CCITTRecommendation”)整理pptINTERNATIONALTELECOMMUNICATI139INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNIONITU-T

G.653TELECOMMUNICATION (03/93)

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITUTRANSMISSIONMEDIACHARACTERISTICSCHARACTERISTICSOF

ADISPERSION-SHIFTEDSINGLE-MODE

OPTICALFIBRECABLE

ITU-TRecommendationG.653整理pptINTERNATIONALTELECOMMUNICATI140INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNIONITU-TG.655TELECOMMUNICATION

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITU(10/96)SERIESG:TRANSMISSIONSYSTEMSANDMEDIA,DIGITALSYSTEMSANDNETWORKSTransmissionmediacharacteristics–OpticalfibrecablesCharacteristicsofanon-zerodispersionshiftedsingle?modeopticalfibrecableITU-TRecommendationG.655整理pptINTERNATIONALTELECOMMUNICATI141纖芯直徑包層直徑纖芯不圓度包層不圓度同心度誤差NA衰減系數(shù)色散系數(shù)1、G.651多模光纖工作頻率應用：小容量，短距離，局域網(wǎng)，校園網(wǎng)整理ppt纖芯直徑包層直徑纖芯不圓度包層不圓度同心度誤差NA衰減系數(shù)色1422、G.652光纖常規(guī)單模光纖或色散未位移光纖（第一代單模光纖）工作窗口：1310nm1550nm(最小損耗)（零色散）應用：我國干線主要采用G.652缺點：低損耗和低色散不能兼有整理ppt2、G.652光纖常規(guī)單模光纖或色散未位移光纖（第一代單模光143整理ppt整理ppt144大多數(shù)已安裝的光纖低損耗大色散分布大有效面積色散受限距離短2.5Gb/s系統(tǒng)色度色散受限距離約600km10Gb/s系統(tǒng)色度色散受限距離約34kmG.652+DCF方案升級擴容成本高結(jié)論:不適用于10Gb/s以上速率傳輸，但可應用于2.5Gb/s以下速率的DWDM。G.652單模光纖（NDSF）整理ppt大多數(shù)已安裝的光纖G.652單模光纖（NDSF）整理ppt145光纖參數(shù)G.652AG.652BG.652CG.652D模場直徑,μm(8.6～9.5)±0.7(8.6～9.5)±0.7(8.6～9.5)±0.7(8.6～9.5)±0.7包層直徑,μm

125±1125±1125±1125±1芯同心度誤差,μm≤0.8≤0.8≤0.8≤0.8包層不圓度,%≤2≤2≤2≤2光纜截止波長,nm≤1260≤1260≤1260≤1260篩選應力,GPa≥0.69≥0.69≥0.69≥0.69宏彎衰減（30mm半徑,100圈）,dB≤0.5(1550nm)≤0.5(1550nm)≤0.5(1625nm)≤0.5(1550nm)≤0.5(1625nm)≤0.5(1550nm)≤0.5(1625nm)最小零色散波長,nm1300130013001300最大零色散波長,nm1324132413241324零色散波長最大斜率Smax,ps/(nm2.km)0.0930.0930.0930.093未成纜光纖PMD系數(shù),ps/km1/2可規(guī)定可規(guī)定可規(guī)定可規(guī)定光纜參數(shù)1310nm衰減系數(shù)最大值,dB/km0.50.4不規(guī)定不規(guī)定1550nm衰減系數(shù)最大值,dB/km0.40.350.300.301625nm衰減系數(shù)最大值,dB/km不要求0.4不規(guī)定不規(guī)定光纜鏈路PMD特性不要求光纜段數(shù)M20202020整理ppt光纖參數(shù)G.652AG.652BG.652CG.652D模場1463、G.653光纖色散位移光纖（第二代單模光纖）工作窗口：1550nm通過制造工藝將零色散轉(zhuǎn)移到1550nm處，使得光纖在1550處同時具有零色散和最小損耗。應用：長距離全光中繼傳輸缺點：1550nm的零色散帶來嚴重的非線形效應，不利于密集波分復用。整理ppt3、G.653光纖色散位移光纖（第二代單模光纖）工作窗口：1147整理ppt整理ppt148光纖參數(shù)G.653模場直徑,μm(7-8.3)包層直徑,μm

125±0.24%芯同心度誤差,μm≤0.8包層不圓度,%≤2光纜截止波長,nm≤1270篩選應力,GPa≥0.69宏彎衰減（30mm半徑,100圈）,dB≤0.5(1550nm)最小零色散波長,nm1500最大零色散波長,nm1600零色散波長最大斜率Smax,ps/(nm2.km)0.085未成纜光纖PMD系數(shù),ps/km1/2可規(guī)定光纜參數(shù)色散系數(shù)1550nm衰減系數(shù)最大值,dB/km0.41625nm衰減系數(shù)最大值,dB/km不要求光纜鏈路PMD特性不要求光纜段數(shù)M20整理ppt光纖參數(shù)G.653模場直徑,μm(7-8.3)包層直徑,μm1494、G.654光纖最低耗單模光纖(在G.652光纖的基礎(chǔ)上將1550nm處的損耗進一步降低)工作窗口：1550nm應用：海底長距離無中繼傳輸整理ppt4、G.654光纖最低耗單模光纖(在G.652光纖的基礎(chǔ)上將1505、G.655光纖非零色散光纖（NRDSF）色散移位光纖在1550nm處的色散為零，采用密集波分復用技術(shù)產(chǎn)生四波混頻效應；將1550nm處的零色散向1525或1585nm處轉(zhuǎn)移，1550處的微小色散來控制非線形效應。工作波長：1550nm應用：DWDM系統(tǒng)整理ppt5、G.655光纖非零色散光纖（NRDSF）色散移位光纖在1151光纖參數(shù)G.655AG.655BG.655C模場直徑,μm(8～11)±0.7(8～11)±0.7(8～11)±0.7包層直徑,μm

125±1125±1125±1芯同心度誤差,μm≤0.8≤0.8≤0.8包層不圓度,%≤2≤2≤2光纜截止波長,nm≤1450≤1450≤1450篩選應力,GPa≥0.69≥0.69≥0.69宏彎衰減（30mm半徑,100圈）,dB≤0.5(1550nm)≤0.5(1625nm)≤0.5(1625nm)色散特性C波段最小零色散波長,nm1530～15651530～15651530～1565Dmin,ps/(nm.km)0.11.01.0Dmax,ps/(nm.km)6.010.010.0色散符號正或負正或負正或負L波段最小零色散波長,nm不要求待定待定Dmin,ps/(nm.km)不要求待定待定Dmax,ps/(nm.km)不要求待定待定色散符號不要求正或負正或負未成纜光纖PMD系數(shù),ps/km1/2可規(guī)定可規(guī)定可規(guī)定1550nm衰減系數(shù)最大值,dB/km≤0.350.350.351625nm衰減系數(shù)最大值,dB/km≤0.40.40整理ppt光纖參數(shù)G.655AG.655BG.655C模場直徑,μm(152整理ppt整理ppt153整理ppt整理ppt154整理ppt整理ppt155色散平坦光纖的性能指標與要求整理ppt色散平坦光纖的性能指標與要求整理ppt156色散補償光纖DCF的性能指標與要求整理ppt色散補償光纖DCF的性能指標與要求整理ppt157三種光纖色散情況比較正常色散區(qū)反常色散區(qū)整理ppt三種光纖色散情況比較正常色散區(qū)反常色散區(qū)整理ppt158CalculatingDispersioninatypicalsingle-modefibreusingalaserwithaspectralwidthof6nmoveradistanceof10km:Dispersion=17ps/nm/km×6nm×10km=1020psAt1Gbpsapulseis1nslong.Sothesystemwouldnotwork.(20%isagoodguidelinefortheacceptablelimit.)Butitwouldprobablyworkquitewellatadatarateof155Mbps(apulselengthof6.5ns).Anarrowspectralwidthlasermightproduceonlyonelinewithalinewidthof300MHz.Modulatingitat1Gbpswilladd2GHz.2,300MHzisjustlessthan.02nm(at1500nm).Sonow:Dispersion=17ps/nm/km×.02nm×10km=3.4psInthiscase,dispersionjustceasedtobeaproblem.整理pptCalculatingDispersioninatyp159色散補償技術(shù)控制光源線寬色散位移光纖色散補償光纖中途譜反轉(zhuǎn)啁啾光纖光柵整理ppt色散補償技術(shù)控制光源線寬整理ppt160ControlofSpectralWidthSimpleFPlaser:over5nm;ExternalcavityDBRlaser:<.01nmModulationaddstothebandwidthofthesignal,bytwicethehighestfrequencypresentinthemodulatingsignal(1Gbps,.04nm)!UsingmorecomplexsignalcodingratherthansimpleOOK.UsingWDM(a2.5Gbpssignalhas1/4oftheproblemwithdispersionasa10Gbpssignal).整理pptControlofSpectralWidthSimpl161DispersionShiftedFibredispersionshiftedfibreisdesignedwithadispersionzeropointataround1550nm.However,itisnotalwayspossibleorindeeddesirable：Inmanycaseswecan'thaveDSFbecausethefibrewemustuseisalreadyinstalled.four-wavemixingeffectivelyprohibittheuseofDSF.整理pptDispersionShiftedFibredisper162DispersionCompensatingFibre整理pptDispersionCompensatingFibre整163BalancingDispersiononaLink整理pptBalancingDispersiononaLink164DCF存在的問題

高損耗(0.5dB/km)小截面積(DCF:20mm2G-652:80mm2),比標準光纖的非線性系數(shù)高2-4個數(shù)量級非線性閾值低3-6dB較大的色散斜率(DCF:-15~-20ps/nm2/km;G-652:0.09ps/nm2/km).短波長過補償，長波長欠補償。整理pptDCF存在的問題高損耗(0.5dB/km)整理ppt165Mid-SpanSpectralInversionTheconcepthereistouseadeviceinthemiddleofthelinktoinvertthespectrum.Thisprocesschangestheshortwavelengthstolongonesandthelongwavelengthstoshortones.Whenthepulsearrivesithasbeenre-builtexactly-compensatedforbythesecondhalfofthefibre.整理pptMid-SpanSpectralInversionThe166BalancingDispersiononaLink整理pptBalancingDispersiononaLink167DCF存在的問題

高損耗(0.5dB/km)小截面積(DCF:20mm2G-652:80mm2),比標準光纖的非線性系數(shù)高2-4個數(shù)量級非線性閾值低3-6dB較大的色散斜率(DCF:-15~-20ps/nm2/km;G-652:0.09ps/nm2/km).短波長過補償，長波長欠補償。整理pptDCF存在的問題高損耗(0.5dB/km)整理ppt168Mid-SpanSpectralInversionTheconcepthereistouseadeviceinthemiddleofthelinktoinvertthespectrum.Thisprocesschangestheshortwavelengthstolongonesandthelongwavelengthstoshortones.Whenthepulsearrivesithasbeenre-builtexactly-compensatedforbythesecondhalfofthefibre.整理pptMid-SpanSpectralInversionThe169PrincipleThisspectralinversionisperformedbyaprocesscalled“opticalphaseconjugation”.Devicesthatchangethewavelengthusingeither4-WaveMixingorDifferencerequencyGenerationinvertthespectrumasabiproductoftheirwavelengthconversionfunction.Thesecanbeusedasspectralinvertersifwecantoleratethewavelengthshiftinvolved.整理pptPrincipleThisspectralinversi170ChirpedFibreBraggGratingsChirped

Bragggrating??

?

llonglshortTocompensatefor100kmofstandard(17ps/nm/km)fibrethechirpedgratingneedstobe17cmlongforeverynmofsignalbandwidth!InthisinstanceaWDMsystemwithchannelsspreadover(say)20nmwouldneedachirpedFBG(20x17)340cmlong!整理pptChirpedFibreBraggGratingsCh171整理ppt整理ppt172第2章光纖--光纖導光原理及其特性整理ppt第2章光纖整理ppt173光纖的結(jié)構(gòu)及分類光纖導光原理光纖的模式理論光纖的損耗特性光纖的色散光纖的非線性效應常用光纖整理ppt光纖的結(jié)構(gòu)及分類整理ppt174纖芯包層涂覆層芯線1、光纖的結(jié)構(gòu)§2.1光纖的結(jié)構(gòu)及分類典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體自內(nèi)向外為纖芯、包層和涂覆層

整理ppt纖芯包層涂覆層芯線1、光纖的結(jié)構(gòu)§2.1光纖的結(jié)構(gòu)及分類典型175纖芯、包層------裸光纖纖芯、包層+涂覆層----芯線纖芯、包層------光學區(qū)涂覆層---保護區(qū)材料：SiO2纖芯n1>包層n2纖芯:SiO2+GeO2(P2O5)

包層:SiO2+B2O5(F)涂覆層包括一次涂覆、緩沖層和二次涂覆，起保護光纖不受水汽的侵蝕相機械的擦傷，同時又增加光纖的柔韌性，起著延長光纖壽命的作用。涂覆層的主要作用是為光纖提供保護整理ppt纖芯、包層------裸光纖纖芯、包層+涂覆層----芯線纖1762、光纖的分類1）按制造光纖所使用的材料分

2）按工作波長來分3）根據(jù)光纖中傳輸模式分4）根據(jù)折射率分布分

有石英系列、塑料包層石英纖芯、多組分玻璃纖維、全塑光纖等四種。短波長光纖長波長光纖單模光纖和多模光纖有階躍型光纖StepIndexSI漸變型(梯度型)光纖GragedIndexGIW型光纖等整理ppt2、光纖的分類1）按制造光纖所使用的材料分2）按工作波長來分177階躍型光纖SIStepIndex漸變型(梯度型)光纖GIGragedIndexW型光纖整理ppt階躍型光纖SI漸變型(梯度型)光纖GIW型光纖整178整理ppt整理ppt179整理ppt整理ppt1803、光纜制造1、原材料提純?nèi)サ艄饫w原料中的雜質(zhì)，以降低雜質(zhì)吸收。2、制棒將提純后的材料合成一定折射率分布的預制棒。將預制棒拉制成原折射率分布的光纖。3、拉絲4、套塑為保證光纖的機械性能將光纖涂覆層外加一層熱塑材料。5、成纜整理ppt3、光纜制造1、原材料提純?nèi)サ艄饫w原料中的雜質(zhì)，以降低2、制181目的：去掉光纖原料中的雜質(zhì)，以降低雜質(zhì)吸收。方法：精餾——吸附——精餾精餾塔活性吸附物質(zhì)二級精餾活性吸附物質(zhì)精料槽

SiCl4HO-Cu2+_氧化鋁或活性硅膠SiCl4材料提純整理ppt目的：去掉光纖原料中的雜質(zhì)，以降低方法：精餾——吸附——精餾182熔煉制棒方法：MCVD法（改進的化學汽相沉積法）BELLPCVD法（等離子激活化學汽相沉積法）PHILIPSVAD法（汽相軸向沉積法）NTT

OVD法（管外汽相沉積法）CORNINGAPVD法（等離子化學汽相沉積法）ALCATEL目的：將提純后的材料通過物理與化學的方法合成一定折射率分布光纖預制棒。折射率分布通過控制摻雜濃度實現(xiàn)。整理ppt熔煉制棒方法：MCVD法（改進的化學汽相沉積法）BELLPC183化學反應方程MCVD法（改進的化學汽相沉積法）纖芯:SiO2+GeO2(P2O5)包層:SiO2+B2O5整理ppt化學反應方程MCVD法（改進的化學汽相沉積法）纖芯:SiO2184整理ppt整理ppt185拉絲目的：將具有一定的折射率分布的預制棒拉制成折射率分布不變的光纖。123467891---光纖預制棒2---高溫爐3---測溫儀4---爐溫控制5---激光測徑儀6---調(diào)速系統(tǒng)7---涂覆器8---固化爐9---收絲輪5整理ppt拉絲目的：將具有一定的折射率分布的預制棒12346186光纖經(jīng)過涂覆后雖然已具有了一定的抗張強度，但還是經(jīng)不起施工中的彎折、扭曲和側(cè)壓等外力作用，為了使光纖能在各種環(huán)境中使用，必須把光纖與其他元件組合起來構(gòu)成光纜，使其具有良好的傳輸性能以及抗拉、抗沖擊、抗彎、抗扭曲等機械性能。成纜

一、對光纜的要求1、機械性能好：保證光纖經(jīng)得起拉伸、沖擊、彎曲等影響。

2、防護性能好：使光纖防水，防潮，防雷，防腐。3、傳輸性能好：避免工程中帶來的附加損耗或色散。整理ppt光纖經(jīng)過涂覆后雖然已具有了一定的抗張強度，但1872、光纜護套一般由塑料材料制造，保護光纜芯受到機械外力和環(huán)境的影響。PVC（聚氯乙烯）3、防潮層光纖非常怕水，一般用密封鋁制金屬或阻水紗防潮。4、填料防止水氣進入。要求：抗水性好，溫度性能好，無毒，不易燃。5、鎧裝增加機械強度，防鼠，防蟲，防人為損傷。1、加強件加強件一般由鋼絲或增強塑料嵌在光纖中，用以承受拉伸負荷。（集中式加強件，分散式加強件）二、光纜的基本結(jié)構(gòu)整理ppt2、光纜護套一般由塑料材料制造，保護光纜芯受到機械外力和3、188按成