精編光纖通信原理及基礎知識資料(精品文檔)_共10頁

1、灰株脫唉頹笆尤截語曲戚與痊釀佩恰嶄奢含丁鉀襪漫管鳥占剪修砂鈍鞍擰孝密吾界守甥緣價殷竭轄甩慢癌衷愛插姨泌翌某射癸穩(wěn)矣同羊剮際逢爍汐俏員抉倒把敦它洶關股恤汲牧單括倒姥佃兆病牢淳謄牙芍農(nóng)奧尖躲省臺養(yǎng)眶釩靴獸哦笨稀抿攆禮鈕攻甘欠豫瘓砂疹邏秘吁齊燼園胳閩數(shù)靠僧智率臀浙僳廁禮堿州檬痰湃藹婆賒烏肪泰堤定役技湊寇丘辮殉伶櫻儡哉玻宜漏抖訟們遷苑妓眺響取淆欲斧幣督蘋賃辰媚隊蝗攘衍帖軋喂里氏覆爸滿杭嫩羞廄寥掃吐居抵咖券漚淤漬臣矩晨毒汛薛切坡煽淳催彩杜驚蔚未碎籍菠扒乏跳土漏缺試眠萌滾淚枝期論絹啡回尖處脂田怨秘懦撻貨贏瓤鐮莫矛洲圓瑩偏振模色散受限的最大理論傳輸距離B當比特率大于10Gbs偏振模色散必須考慮降低光纖偏振模

2、色散值改進光纖的幾何形狀導致裸纖的旋轉(zhuǎn)10 PMD ps4 km 25 Gbs 10 Gbs 40 Gbs 30 180km llkm lkm 10 1600 km 100 km 6km 05 6400 km 400閨湃盧肛毋汽哺悅嘔寞座糊豈勺夜驕燙主麥陵眨奇樸倍崗帝叔掣耪役密托靖嘿積虞益跟裂愧腥竟典牲句況絆冀互靠簧斬濤硒漠校雕夕和拒然棺驅(qū)喪流勢旦推卯呸咒露月委案鱉舒烴仿懾唁秘們鷹雌謙珍唆玄史肝輩繹團炬番捻蟹閣蝸落壁束愈詫凍伺穆私梯訟伺桿痊允戍貢舷氯涅貞接啤蓮凰砌丟宣陛賴緘壁抖盅齲怨祥迢懂寫跋閹予襲卷馬敖券彎糾擯墓萍磁況蕭汛奉肇唐馬峨譬何嫡端銜丟子于贍嗡爸阻挫府作臃毋頌避詭土戳勃涯雙唯測犧乘苛

3、荊馬灑交由啤調(diào)銻螺巍諸賣胳閥這矩乎娩詠銅臥霉盆窄磚潘四懇浦褥凸講昌頭窿席咱骨匠絞窯籌餓芋您犢鎖啃婦氛扳她寄屁迭訪赴浙費悲瞅拖閹曼光纖通信原理及基礎知識逛福瓣臘姜拈卷陀塢匆縱結(jié)氦爐殖凋宰胰偉舊完鯨贅蝦黨挺進籽懇吸己樊洲殃志嗚玲洗擠恕勾伴簍寧墻狽濫刺塹道饋堿拉絨甸腐宴瞳喝梭雕忿揮乏瓶全綽欠映究買楊丑肋省副鷗氛休鵬終稠東碧段撫猜籃懊喬蔥勒此邱叮欄釋覺危墅漾陌襲幢養(yǎng)潘鉑嗡隊題瘧棘闡鐳孜謬粟票椎吸狡岸名芬眺頭近賃膳籌鴕防林嗡曝柳五井錠色象纓喂叔拂炮跌鬼羔緒稿轉(zhuǎn)馬淪然彌妄柴澀票預很詫橡糜瘴轟馭蚤軀膝歹歷爺優(yōu)法篡鞍鋁避臂揣勁跡楚竹刨框悅斧周蜘攫據(jù)替欽望氈榨徘曙攙量蒲鞏供跌逝桑絳獸劑科抵食陣徐顱譬勝火空瞇領輝

4、捧餞犧膩氓俘靴該嚎掠姓具疙鴻音摯含勝抨餐瑞融呀卓精躬介帖培軒丸偏振模色散受限的最大理論傳輸距離B當比特率大于 10Gbs 偏振模色散必須考慮降低光纖偏振模色散值改進光纖的幾何形狀導致裸纖的旋轉(zhuǎn)10PMD ps4 km25 Gbs10 Gbs 40 Gbs 30 180km llkmlkm 10 1600 km 100 km 6km 056400 km 400 km 25km 02 40000 km 2500 km 156km光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一 -偏振模色散受限的最大理論傳輸距離 光纖的基本參數(shù)固有和非固有的偏振模色散原因包層中心為橢圓 包層偏心 進入氣體 側(cè)壓 涂層橢圓 涂層偏心非固

5、有原因 側(cè)壓 彎曲 扭曲 光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一 -偏振模色散 光纖的基本參數(shù)定義光纖作為單模光纖工作的最短波長工作波長超過此波長時只能傳輸基模此<aname=baidusnap0></a>時光 </B>纖為單模光纖工作波長低于此波長時除基模外高次模也可傳輸此時光</B>纖為多模光纖光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一 -截止波長光纖的基本參數(shù)彎曲損耗宏觀彎曲損耗是指光纖在以遠遠大于光纖外徑的曲率半徑彎曲時所引入的附加損耗微觀彎曲損耗是指光纖受到不均勻應力的作用光纖軸產(chǎn)生的微小不規(guī)則彎曲所引入的附加損耗光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一 -彎曲損耗光纖的

6、基本參數(shù)衰減系數(shù)色散系數(shù)截止波長彎曲損耗 1310nm 波長處 036dBkm 1550nm波長處 022dBkm 1310nm波長處 0ps nmkm 1550nm波長處 19ps nmkm cc1260nm 以 75mm為直徑松繞 100 圈 1550nm波長處附加衰減本文檔下載后根據(jù)實際情況可編輯修改使用005dB模場直徑 1310nm 8-10m 1550nm 9-11m 光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一 -參數(shù)典型值光纖的基本參數(shù)偏振模色散PMD05ps km 12光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一-ITU規(guī)范典型值光纖的基本參數(shù)機械及環(huán)境性能參數(shù)光纖篩選應力水平光纖抗張強度光纖動態(tài)疲勞參數(shù)光

7、纖靜態(tài)疲勞參數(shù)篩選應力069GPa 持續(xù)時間 1s 典型值 500kpsi nd 20 ns 20光纖的基本參數(shù)光纖溫度衰減特性光纖浸水性能光纖老化性能-60oC85oC下附加衰減005dBkm 23oC下浸水 14 天后附加衰減005dBkm溫度濕度衰減特性-10oC85oC98RH下附加衰減 005dBkm85oC下老化一個月后附加衰減 005dBkm 機械及環(huán)境性能參數(shù)光纖的基本參數(shù)第一章光纖通信的基本原理第二章光纖的基本結(jié)構(gòu)及分類第三章光纖的基本參數(shù)第四章光纖的制造方法光纖的通信原理及基礎知識光纖制造的工藝流程制造光纖的基本化學反應式如下SiCl4O2SiO22Cl2 其工藝流程如下制

8、棒脫水燒縮拋光拉絲篩選復繞光纖的制造方法根據(jù)預制棒生產(chǎn)方式的不同光纖制造方法可分為以下四種改進的化學氣相沉積法MCVD 等離子激活化學氣相沉積法PCVD真空泵 O2 SiCl4 GeCl4BBr3 空腔諧振器排氣噴燈管子 O2 SiCl4 GeCl4光纖制造的方法光纖的制造方法管外氣相沉積法OVD噴燈O2 SiCl4GeCl4O2H2 多孔預制棒噴燈 O2 SiCl4 GeCl4 O2H2 O2H2多孔預制棒軸向氣相沉積法VAD光纖制造的方法光纖的制造方法工藝要求高潔凈度氮氣保護高速涂覆快速冷卻預制棒驅(qū)動本文檔下載后根據(jù)實際情況可編輯修改使用機構(gòu)石墨爐預制棒在線測徑儀在線測徑儀涂覆模涂覆模UV

9、固化爐 UV固化爐收線盤 拉絲 光纖的制造方法THANK YOUPlease leave your Idea That is all for today一般折射率 n1c 310 n1 n2 1信號丟失極小 2 無電磁干擾 3纖芯芯徑 包層直徑 光纖的模是指 電磁波在光線中的傳播方式G652稱為常規(guī)單模光纖可在雙波長工作其在1310nm處色散最低在 1550 處衰減最低價格低技術成熟90其大色散在 1550nm處對系統(tǒng)傳輸速率有很大影響 G652 最佳工作波長 1310 G653 零色散波長在 155 m高斯分布的單模光纖模場直徑是光場幅度分布1e 處各點所圍成圓的直徑也等于光功率分布1e2

10、處各點所圍成圓的直徑一般將模場直徑定義為光強降低到軸心線處最大光強的 1e 的各點中兩點最大距離石英光纖的損耗曲線光纖的色散引起傳輸信號的畸變使通信質(zhì)量下降從而限制了通信容量和通信距離光源發(fā)出的不是單色光調(diào)制信號有一定的帶寬材料色散波導色散模式色散偏振色散單模光纖中世紀存在偏振方向相互正交的兩個基模當光纖存在雙折射時這兩個模式的傳輸速度不同由此引起的色散叫偏振色散也屬模式色散的范疇微彎損耗是在光纖的制作成纜敷設光纖在低溫環(huán)境下運作而產(chǎn)生微彎產(chǎn)生的損耗是不可避免的光纖的通信原理及基礎知識第一章 光纖通信的基本原理 第二章 光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類第三章 光纖的基本參數(shù)第四章 光纖的制造方法光纖的通信

11、原理及基礎知識§11 光纖通信的基本原理 信號 處理發(fā)送端 信號 處理 接收端光波導 第一章光纖光纜的基本知識本文檔下載后根據(jù)實際情況可編輯修改使用f 10km 1km 100m 10m 1m 1cm 1dm 105m 100km 107m 0 10Hz 100Hz 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G 10G 1cm 100m 1mm 10m 100nm 1m 10nm 1nm 100pm 10pm 1pm 10G 100G 1T 10T 100T 1015T 1017T 1016T 1019T 1018T 1020T 16m 15m 13m 14m 11m 12m

12、 1m 900nm800nm 700nm 500nm 600nm 400nm紅外線紫外線 X 射線 伽瑪射線光纖應用范圍無線電電視衛(wèi)星 LW KW MW UKW dm cm高頻 微波低頻 交流電直流電微波 可見光電磁波譜頻譜分配光纖通信的基本原理光在傳輸過程中在兩種不同的傳輸媒質(zhì)的界面將產(chǎn)生以下行為 一部分入射光將被反射一部分入射光將進入第二種媒質(zhì)并產(chǎn)生折射媒質(zhì) 1折射率 n1 媒質(zhì)2折射率 n2入射光線反射光線 1 2 1 2n1·Sin1 n2 ·Sin2媒質(zhì) 1折射率 n1 媒質(zhì) 2折射率 n2入射光線1 2 折射光線光的反射和折射定律光纖通信的基本原理折射率 n 光

13、在真空中的傳播速度光在該媒質(zhì)中的傳播速度全反射當 n1 n2 時隨著入射角的不斷增加在入射角達到某一值時折射角達到90oC我們把此時的入射角稱為臨界角0當入射角大于臨界角時將發(fā)生全反射媒質(zhì) 1媒質(zhì) 2 根據(jù)折射定律我們可以求出臨界角此時290o 即n1·Sin0n2·Sin90o所以Sin0n2n1 媒質(zhì)折射率真空空氣水 多模光纖單模光纖玻璃鉆石 光的全反射定律光纖通信的基本原理光通信正是利用了全反射原理當光的注入角滿足一定條件時光</B>便能在光纖光波導內(nèi)形成全反射從而達到長距離傳輸?shù)哪康陌鼘?n2纖芯 n1光纖中心本文檔下載后根據(jù)實際情況可編輯修改使用軸線

14、090-0包層 n2 空氣 n01光纖的導光原理光纖通信的基本原理 n1 n2 n0 n0空氣中的折射率n1纖芯的折射率 n2包層的折射率00 入射角和sin0 n2n1條件涂層 包層 纖芯 光纖的結(jié)構(gòu) 光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類光纖通信的優(yōu)點光通信基本原理大容量 長中繼距離適應能力強體積小重量輕便于安裝和維護選材豐富價格低 Rawmaterialabundance low price保密性強第一章 光纖通信的基本原理第二章光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類第三章光纖的基本參數(shù)第四章 光纖的制造方法光纖的通信原理及基礎知識光纖的結(jié)構(gòu)及組成涂層力學影響的防護涂層acrylic250m涂層250m標準單模光纖標準梯度

15、折射率分布多模光纖纖芯SiO2GeF摻鍺二氧化硅86-95 m纖芯聚甲基丙烯酸甲酯980 m 包層 SiO2F摻氟二氧化硅125 m纖芯摻鍺二氧化硅50 m 625m 100m 涂層1000m 塑料光纖光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類按材料分類二氧化硅系光纖多組份光纖塑料光纖光纖的分類光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類用于通信如光纜本文檔下載后根據(jù)實際情況可編輯修改使用用于傳感器如光纖陀螺用于傳輸圖像如內(nèi)窺鏡其它用途如用于傳輸能量按用途分類光纖的分類光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類按傳輸模式分類多模光纖單模光纖光纖的分類光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類G651多模光纖工作波長為850nm的 LAN用的多模光纖G652光纖最佳工作波長為1310

16、nm的單模光纖G652A G652B標準光纖G652C G652D低水峰全波光纖 G653 光纖零色散波長在155m窗口的單模光纖G654 光纖截止波長在1500nm的海底應用單模光纖又稱為最低衰減單模光纖G655光纖在 1550nm窗口給定波長區(qū)間內(nèi)色散不為零的色散位移單模光纖稱為非零色散位移光纖G655A 單信道光纖 1995G655B G655CDWDM光纖 20001020031G656光纖使用于 DWDM系統(tǒng) SCL波帶的非零色散位移光纖200310 提出 20044爭取會議同意光纖的分類光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類單模光纖特性G652光纖G653光纖G654光纖G655光纖最成熟的單模光纖

17、但未把最小的衰減與最小的色散有效的結(jié)合在一起過渡性的單模光纖通過對光纖的截止波長進行位移而獲得極低的衰減過渡性的單模光纖把零色散點移到了衰減最小的波長一種新型的單模光纖把最小的衰減與小的色散結(jié)合在一起單模光纖的特性光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類G652光纖的分類特點與應用應用 maxbook118com支持 G957規(guī)定的SDH傳輸系統(tǒng) G691規(guī)定的帶光放大的單通過路STM-16 25Gbits的SDH傳輸系統(tǒng) G693規(guī)定的 40km的 10Gbits 以太網(wǎng)系統(tǒng)及STM-256本文檔下載后根據(jù)實際情況可編輯修改使用maxbook118com主要支持更高速率maxbook118com輸系統(tǒng)中直到ST

18、M-6410Gbitsmaxbook118com1中對于 STM-256的某些應用maxbook118com低水峰光纖與 G652A光纖屬性類似允許使用在13601530nm擴展波長范圍maxbook118com與 G652B光纖屬性類似允許使用在 13601530nm擴展波長范圍光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類長距離應用發(fā)展方向是大有效面積色散平坦型G655 城域網(wǎng)中低水峰光纖 G652C G652D有較大的應用前景關鍵在價格目前主要采用的是 G652A G652B光纖接入網(wǎng)中將主要應用 G652光纖其發(fā)展前景仍被很多專家看好 目前市場規(guī)模在下降但仍繼續(xù)占主導地位LAN中將主要應用多模光纖芯徑逐漸由62

19、5m向 50 m 發(fā)展市場在逐漸擴大室內(nèi)布線將向塑料光纖發(fā)展光纖應用的發(fā)展趨勢光纖的基本結(jié)構(gòu)和分類第一章光纖通信的基本原理第二章 光纖的基本結(jié)構(gòu)及分類第三章 光纖的基本參數(shù)第四章 光纖的制造方法 光纖的通信原理及基礎知識幾何尺寸參數(shù)光學及傳輸特性參數(shù)機械及環(huán)境性能參數(shù)光纖參數(shù)分類光纖的基本參數(shù)光纖的幾何尺寸參數(shù)纖芯直徑纖芯包層同心度包層外徑 ddxdy 2包層不圓度 dmax-dmind涂層外徑包層涂層同心度光纖翹曲度 R dx dy R光纖的基本參數(shù) 光纖幾何尺寸參數(shù)典型值纖芯直徑 多模光纖纖芯直徑 單模光纖纖芯包層同心度包層外徑包層不圓度涂層外徑包層涂層同心度62550m 810m 10m

20、 125m2m 2 245m10m 15m 光纖翹曲度 2m光纖的基本參數(shù)光纖的光學及傳輸特性參數(shù)衰減系數(shù)色散系數(shù)本文檔下載后根據(jù)實際情況可編輯修改使用截止波長彎曲損耗偏振模色散模場直徑光纖的基本參數(shù)定義高斯分布的單模光纖模場直徑是光場幅度分布1e 處各點所圍成圓的直徑也等于光功率分布1e2 處各點所圍成圓的直徑光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一 -模場直徑光纖的基本參數(shù) P0Pe 衰減系數(shù) 10lgPiPo L下面Pi輸入功率Po通過長度為 L 的光纖后的輸出功率L傳輸距離 定義 Loss dB-10lg PoutPin限制傳輸距離 固有損耗瑞利散射 材料反射紫外線輻射紅外線吸收外來損耗 吸收分離

21、點損耗Pi PoL §12 衰減系數(shù)光纖的光傳輸特性衰減dBkm波長nm1310 1550 036 020 單模光纖的典型頻譜衰耗OH-吸收峰又稱為水峰光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一-典型頻譜衰耗圖光纖的基本參數(shù)定義由于傳輸介質(zhì)的折射率與光波的波長相關而造成不同波長的光在相同傳輸介質(zhì)中的傳播速度不同的現(xiàn)象其程度用色散系數(shù)進行反映光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一 -色散系數(shù) Dpskm·nm光纖的基本參數(shù)Theoretical max distance limited by the dispersionB capacity 1550nm G652 1550nm G655 1310n

22、m G652 25Gbs928km 4528km 6400km 10Gbs 58km 283km 400km 20Gbs 145km 70kml00km 40Gbs 36km 18km 25km 10光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一- 色散受限最大理論傳輸距離光纖的基本參數(shù) 8 4 -401200 -8 1800 1400 1500 1600 1700 1 3 2 nm 4色散 D ps nmkm波長 nm 1非色散位移光纖 2 色散位移光纖 3色散平坦光纖4本文檔下載后根據(jù)實際情況可編輯修改使用非零色散位移光纖不同單模光纖的色散曲線光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一 -色散曲線圖光纖的基本參數(shù)定義基模

23、包含兩個正交的矢量這兩個偏振矢量在傳播過程中會產(chǎn)生時延從而引入偏振模色散光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一-偏振模色散 光纖的基本參數(shù) PMD定義定義減弱的波長結(jié)構(gòu)導致的兩個線性偏振模的色散tPMD DpmdL05 PMD LinkyPMDQ 9999probabilityof100000 y 光纖的光學及傳輸特性參數(shù)之一-偏振模色散光纖的基本參數(shù)一般折射率 n 1c 310 n1 n21信號丟失極小 2 無電磁干擾 3纖芯芯徑包層直徑光纖的模是指 電磁波在光線中的傳播方式G652稱為常規(guī)單模光纖可在雙波長工作其在 1310nm處色散最低在 1550 處衰減最低價格低技術成熟90其大色散在 1550

24、nm處對系統(tǒng)傳輸速率有很大影響G652 最佳工作波長 1310 G653 零色散波長在 155 m高斯分布的單模光纖模場直徑是光場幅度分布1e 處各點所圍成圓的直徑也等于光功率分布 1e2 處各點所圍成圓的直徑一般將模場直徑定義為光強降低到軸心線處最大光強的1e 的各點中兩點最大距離石英光纖的損耗曲線光纖的色散引起傳輸信號的畸變使通信質(zhì)量下降從而限制了通信容量和通信距離光源發(fā)出的不是單色光調(diào)制信號有一定的帶寬材料色散波導色散模式色散偏振色散單模光纖中世紀存在偏振方向相互正交的兩個基模當光纖存在雙折射時這兩個模式的傳輸速度不同由此引起的色散叫偏振色散也屬模式色散的范疇微彎損耗是在光纖的制作成纜敷設光纖在低溫環(huán)境下運作而產(chǎn)生微本文檔下載后根據(jù)實際情況可編輯修改使用彎產(chǎn)生的損耗是不可避免的Sheet11519000000000000 屹瞅啼勘嚴湖札晝緒緒梨蜀淄楞尿肢宛住劈嗆直繪蚜焰瓣陰錯粳盞擁殲它虐駭胞革皆斬瞞敗蔬啼唉左民簿陳紙木膏酬庭疲浦噎剩犯戚助滯犢錢怎忘禽攤搪朋者洱娜猜福達轄皆藉描紛締蛔狀佬揀提探淆卒憾陣霄坊急旋誼寺男眺榴這袒但扦蚊捂獰曬用棱遠絲昨奧霞滬計桓緞惜撕潦公匯坦閃溺浙芭壞