光纤和光缆.ppt

(n1) 纤芯主要采用高纯度的SiO2二氧化硅，并掺有少量的掺杂剂，提高纤芯的光折射率n1；
包层也是高纯度的二氧化硅，也掺杂一些掺杂剂，主要是降低包层的光折射率n2；
涂层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙，增加机械强度和可弯曲性。光缆是多根光纤放在放在一个松套管内，内冲石油膏和钢丝形成的。海底光缆内还有电源线，主要为中继站的放大器等提供电源。光纤横截面上的折射率分布
阶跃型光纤（Step-IndexFiber）渐变型光纤（Graded-IndexFiber）2.2光纤的导光原理
光是一种频率很高的电磁波，而光纤本身是一种介质波导。
我们从几何光学的角度来简单讨论光纤的导光原理。
全反射原理
光线在均匀介质中是以直线传播的，但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示：全反射原理
光线在均匀介质中是以直线传播的，但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示：全反射原理
当n2/n1的比值增大到一定程度，则会使折射角≥90度，此时的折射光线不再进入包层，而会在纤芯与包层的分界面上掠过，或者重返回到纤芯中进行传播，这种现象叫做光的全反射现象。
全反射现象不难理解，当光在光纤中发生全反射现象时，由于光线基本上全部在纤芯区进行传播，没有光跑到包层中去，所以可以大大降低光纤的衰耗。光在光纤中的传播
光在光纤中以“Z”形轨迹传播及沿纤芯与包层的分界面掠过渐变光纤的导光机理
入射角较大的光（高次模）处于靠近包层的区域，虽然路程较长，但这里折射率n较低，光速较大。
入射角较小的光线（低次模或基模）靠近光轴，路程较短，但这里折射率n较大，光速较小。。光纤的传输模式当光纤的芯直径较大时，可允许光波以多个特定的角度射入光纤端面，并在光纤中传播。就称这种光纤为多模光纤。
当光纤芯直径很小时，光纤只允许与光纤轴方向一致的光线通过，即只允许通过一个基模。就称这种光纤为单模光纤。
光实质是电磁波，所以光场的“模式”实质上是电磁场的一种分布形式。模式不同，其电磁场的分布不同。
光纤的工作波长（工作窗口）
光线路信号在光纤上传送的波长：850nm、1310nm、1550nm。

850nm窗口只用于多模传输
1310nm和1550nm窗口用于单模传输。光纤的分类（按照传输模式数量）
多模光纤：MM（Multi-modefiber）单模光纤：SM（SingelMode）光纤的传输特性光纤的色散
光纤中的不同频率成分或不同的模式，在光纤中传输时，由于速度不同而使得传播时间不同，因此造成光信号中的不同频率成分或不同模式到达光纤终端有先有后，从而产生波形畸变的一种现象。
减少了通信容量
光纤中的色散的分类
模式色散、材料色散、波导色散送进光纤的光具有两方面的特征：
一.是光源发出的并不是单色光；
光源发出的光有一定的波长范围，称光源的线宽或谱宽。
二.是已调光脉冲信号有一定的带宽。
可以认为已调信号的带宽近似等于光源的谱宽。
可见，光纤中的传输的光脉冲信号是由不同的频率成分构成的。

结论：脉冲展宽会致使前后脉冲相互重叠，引起数字信号的码间串扰。显然色散现象大大地限制了单位时间内传输的脉冲数，即限制了传输脉冲的速度或信息容量。
光通道参数：衰减、色散
光信号在光纤中传输的距离要受到色散和衰减的双重影响。
衰减
使在光纤中传输的光信号随着传输距离的增加而功率下降。
1310nm窗口每公里衰减：0.4dB/km
1550nm窗口每公里衰减：0.25dB/km
色散会使在光纤中传输的数字脉冲展宽，引起码间干扰，降低信号质量。单模光纤的类型
G.652光纤：在1310nm波长窗口色散性能最佳，是目前应用最广泛的光纤。
在1310nm处，色散小，衰耗大；
在1550nm处，色散大，衰耗小；
G.653光纤：在1550nm波长，衰耗和色散皆为最小值，可实现大容量长距离传输。因出现四波混频效应(FWM),限制了它在WDM（波分复用）方面的应用。G.654光纤：1550nm损耗最小光纤，主要用于长再生中继距离的海底光缆。
G.655光纤：克服了G.652光纤在1550nm处色散受限和G.653光纤在1550nm处出现四波混频效应的缺陷，适用于WDM系统。2.2光缆2．光缆的种类层绞式光缆