光纤通信系统.pptx

电缆通信和微波通信的载波是电波光纤通信的载波是光波。光波和电波都是电磁波但是频率差别很大。光纤通信用的近红外光(波长约1μm)的频率(约300THz)比微波(波长为0.1m~1mm)的频率(3~300GHz)高3个数量级以上。光纤的构造1、纤芯：是由纯石英玻璃拉丝而成纯度6个九（99.9999%）其余为掺杂的极少量的P2O5、GeO2以提高纤芯的折射率。2、包层：是含有少量掺杂剂的高纯度SiO2掺杂剂有硼或氟以降低包层的折射率。3、涂覆层：增加光纤的柔性及强度一般为两次涂覆使用环氧树脂或者硅橡胶。4、套塑层：加强光纤的机械强度并可以着色使用尼龙或者聚乙烯。为了使光纤能在工程中实用化能承受工程中拉伸、侧压和各种外力作用还要具有一定的机械强度才能使性能稳定。因此将光纤制成不同结构、不同形状和不同种类的光缆以适应光纤通信的需要。根据不同的用途和条件制成的光缆种类很多但其基本结构是相同的。光缆主要由缆芯、护套和加强元件组成。1、缆芯缆芯是由光纤芯组成的它可分为单芯和多芯两种。单芯型缆芯和多芯型缆芯结构的比例如下表所示。单芯型由单根二次涂覆处理后的光纤组成。多芯型由多根经二次涂覆处理后的光纤组成它又分为带状结构和单位式结构。目前国内外对二次涂覆主要采用下列两种保护结构:（1）紧套结构。在光纤与套管之间有一个缓冲层其目的是为了减少外面应力对光纤的作用。缓冲层一般采用硅树脂二次被覆用尼龙口。这种光纤的优点是:结构简单、使用方便。（2）松套结构。将一次涂覆后的光纤放在一个管子中管中充油膏形成松套结构。这种光纤的优点是:机械性能好防水性好便于成缆。紧套和松套光纤结构示意图(a)紧套光纤结构示意图；(b)松套光纤结构示意图2、强度元件由于光纤的材料比较脆容易断裂为了使光缆便于承受敷设安装时所加的外力等在光缆内中心或四周要加一根或多根加强元件。加强元件的材料可用钢丝或非金属的纤维——增强塑料(FRP)等。3、护层光缆的护层主要是对已形成的光纤芯线起保护作用避免受外部机械力和环境损坏。因此要求护层具有耐压力、防潮、湿度特性好、重量轻、耐化学侵蚀、阻燃等特点。光缆的护层又分内护层和外护层内护层一般采用聚乙烯或聚氦乙烯等外护层可根据敷设条件而定要采用由钻带和聚乙烯组成的LAP外护套加钢丝铠装等。下面介绍几种有代表性的光缆结构形式。(1)层绞式光缆。它是将若干根松套（或紧套）光纤芯线以强度元件为中心绞合在一起的一种结构。这种结构的缆芯制造设备简单成本低芯线数不超过10根工艺相当成熟得到广泛应用。采用松套光纤的缆芯可以增强抗拉强度改善温度特性。(2)单位式光缆。它是将几根至十几根光纤芯线集合成一个单位由数个单位以强度元件为中心绞合成缆其芯线数一般适用于几十芯。(3)骨架式光缆。这种结构是将单根或多根光纤放入骨架的螺旋槽内骨架中心是强度元件骨架上的沟槽可以是V型、U型或凹型。由于光纤在骨架沟槽内具有较大空间因此当光纤受到张力时可在槽内作一定的位移从而减少了光纤芯线的应力应变和微变这种光纤具有耐侧压、抗弯曲、抗拉的特点。(4)带状式光缆。它是将4～12根光纤芯线排列成行构成带状光纤单元再将多个带状单元放入大套管内形成中心束管式结构也可以把带状光纤单元放入骨架凹槽内或松套管内形成骨架式或层绞式结构。这种光缆的结构紧凑采用此种结构可做成上千芯的高密度用户光缆已广泛应用于接入网。(a)层绞式；(b)单位式；(c)骨架式；(d)带状式。(5)中心束管式光缆。中心束管式把一次被覆光纤或光纤束放入大套管中加强件配置在套管周围而构成。这种结构的加强件同时起着护套的部分作用有利于减轻光缆的重量。5、常见光缆5、常见光缆5、常见光缆5、常见光缆5、常见光缆1970年作为光纤通信用的光源也取得了实质性的进展。美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联先后研制成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器(短波长)。1976年美国在亚特兰大进行了世界上第一