光纖基礎(chǔ)知識(shí)課件

光纖基礎(chǔ)知識(shí)課件光纖通信的優(yōu)點(diǎn)通信容量大中繼距離長不受電磁干擾資源豐富光纖重量輕、體積小光通信發(fā)展簡史2000多年前烽火臺(tái)——燈光、旗語1880年光電話——無線光通信1970年光纖通信光纖通信發(fā)展史1966年“光纖之父”高錕博士首次提出光纖通信的想法。1970年貝爾研究所林嚴(yán)雄在室溫下可連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器。1970年康寧公司的卡普隆()之作出損耗為20光纖。1977年芝加哥第一條45的商用線路。電磁波譜1cm1mm100um10um1um100nm10nm1nmλ波長10G100G1T10T100T10^1510^1610^17f(Hz)1.6um1.51.41.31.21.11.0um900800700600nm光通信使用范圍紅外線紫外線光的基本知識(shí)光是一種電磁波可見光350—750光纖通信所用的波長

800——1600光的反射、折射全反射光的基本知識(shí)n1n2n1<n2θ1θ2θ3入射折射反射視覺位置實(shí)際位置空氣水光的基本知識(shí)n1n2n1>n2n1n2臨界角900臨界角n1n2全反射入射角=反射角θ1θ2光纖的結(jié)構(gòu)纖芯包層保護(hù)套光纖的結(jié)構(gòu)纖芯：折射率較高，用來傳送光；包層：折射率較低，與纖芯一起形成全反射條件；保護(hù)套：強(qiáng)度大，能承受較大沖擊，保護(hù)光纖。3光纜橘色黃色常見光纖名詞數(shù)值孔徑（）

θ

θ接收錐常見光纖名詞輸入輸入輸出輸出低數(shù)值孔徑NA高數(shù)值孔徑NANANA

外徑一般為125(一根頭發(fā)平均100)12595012562.5125光纖的尺寸光纖的分類按材料分類：玻璃光纖：纖芯與包層都是玻璃，損耗小，傳輸距離長，成本高；膠套硅光纖：纖芯是玻璃，包層為塑料，特性同玻璃光纖差不多，成本較低；塑料光纖：纖芯與包層都是塑料，損耗大，傳輸距離很短，價(jià)格很低。多用于家電、音響，以及短距的圖像傳輸。按照光纖的模式分類單模（）多模（）按折射率分類階越光纖漸變折射率光纖光纖的分類光纖的損耗1310:0.35~0.5850:2.3~3.4光纖熔接點(diǎn)1點(diǎn)/2常見光纖名詞衰減：光在光纖中傳輸時(shí)的能量損耗

單模光纖

13100.4~0.6

15500.2~0.3

塑料多模光纖

300光纖的衰減光纖的衰減圖0.70.80.91.01.11.21.31.41.51.6λnmOH-OH-OH-第一窗口第二窗口第三窗口衰減(dB/km)水峰值654321色散()：光脈沖沿著光纖行進(jìn)一段距離后造成的頻寬變粗。它是限制傳輸速率的主要因素。模間色散：只發(fā)生在多模光纖，因?yàn)椴煌Ｊ降墓庋刂煌穆窂絺鬏敗２牧仙ⅲ翰煌ㄩL的光行進(jìn)速度不同。波導(dǎo)色散：發(fā)生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時(shí)，會(huì)以稍有不同的速度行進(jìn)。在單模光纖中，通過改變光纖內(nèi)部結(jié)構(gòu)來改變光纖的色散非常重要。常見光纖名詞光纖類型全波光纖常見光纖名詞散射

由于光線的基本結(jié)構(gòu)不完美，引起的光能量損失，此時(shí)光的傳輸不再具有很好的方向性。光線缺陷光纖系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)一、基本光纖系統(tǒng)的構(gòu)架及其功能介紹：1.發(fā)送單元：把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)；2.傳輸單元：載送光信號(hào)的介質(zhì)；3.接收單元：接收光信號(hào)并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；4.連接器件：連接光纖到光源、光檢測以及其它光纖。光纖系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)二、基本光纖系統(tǒng)方框圖：信號(hào)光發(fā)射機(jī)光源中繼器檢測器光接收機(jī)信號(hào)電E/光O轉(zhuǎn)換光纖光O/電E轉(zhuǎn)換發(fā)送單元傳輸單元接收單元連接器件常用連接器類型SCLCMT-RJDSCVF-45Opti-Jack常用連接器類型

2

常用連接器類型

D4905906

連接頭端面類型Ferrule+FlangeInsertionLoss(插入損耗)<0.3dBReturnLoss(回波損耗)PC>40dBSPC>45dBUPC>50dBAPC>60dB無源器件耦合器（）主要功能再分配光信號(hào)重要應(yīng)用在光纖網(wǎng)絡(luò)尤其是應(yīng)用在局域網(wǎng)在波分復(fù)用器件上應(yīng)用無源器件耦合器（）基本結(jié)構(gòu)

耦合器是雙向無源器件

基本形式有樹型、星型

——與耦合器對(duì)應(yīng)的有分路器（）無源器件耦合器

以圖形表示1423無源器件波分復(fù)用器

—

在一條光纖中傳輸多個(gè)光信號(hào)，這些光信號(hào)頻率不同，顏色不同。波分復(fù)用器就是要把多個(gè)光信號(hào)耦合進(jìn)同一根光纖中；解波分復(fù)用器就是從一根光纖中把多個(gè)光信號(hào)區(qū)分出來。無源器件波分復(fù)用器（圖例）

λ1傳送器

λ2傳送器

λ1+

λ2

λ1+

λ2

λ1接收器

λ2接收器發(fā)送單元驅(qū)動(dòng)器光源接收單元檢測器放大器輸出電路光放大器λ0λ1輸入（信號(hào)弱）λ1輸出（信號(hào)強(qiáng)）光放大器波分復(fù)用器耦合器λ1光源監(jiān)測光纖數(shù)字通信數(shù)字系統(tǒng)中脈沖的定義：10%90%50%脈沖寬度上升時(shí)間下降時(shí)間周期振幅1.振幅：脈沖的高度在光纖系統(tǒng)中表示光功率能量。2.上升時(shí)間：脈沖從最大振幅的10%上升到90%所需要的時(shí)間。3.下降時(shí)間：脈沖從振幅的90%下降到10%所需要的時(shí)間。4.脈沖寬度：脈沖在50%振幅位置的寬度，用時(shí)間表示。5.周期：脈沖特定的時(shí)間，就是完成一個(gè)循環(huán)所需要的工作時(shí)間。6.消光比：1信號(hào)光功率于0信號(hào)光功率的比值。光纖數(shù)字通信光纖通信中常用單位的定義：1.dB=10log10(Pout/Pin)Pout:輸出功率;Pin:輸入功率

2.dBm=10log10(P/1mw)