简介

优点

原理

光纤衰减

光纤带宽

光缆结构

生长概况

光纤光缆简介

光纤光缆是一种通讯电缆,,,,,,由两个或多个玻璃或塑料光纤芯组成,,,,,,这些光纤芯位于;;;;; ;;;ば缘母膊隳,,,,,,由塑料PVC外部套管笼罩。。。。。。。沿内部光纤举行的信号传输一样平常使用红外线。。。。。。。

优点

光纤通讯是现代信息传输的主要方法之一。。。。。。。它具有容量大、中继距离长、保密性好、不受电磁滋扰和节约铜材等优点。。。。。。。

原理

光纤传输基于可用光在两种介质界面爆发全反射的原理。。。。。。。突变型光纤,n1为纤芯介质的折射率,,,,,,n2为包层介质的折射率,n1大于n2,,,,,,进入纤芯的光抵达纤芯与包层接壤面(简称芯-包界面)时的入射角大于全反射临界角θc时,就能爆发全反射而无光能量透出纤芯,,,,,,入射光就能在界面经无数次全反射向前传输。。。。。。。原来

当光纤弯曲时,,,,,,界面法线转向,,,,,,入射角度小,,,,,,因此一部分光线的入射角度变得小于θc而不可全反射。。。。。。。但原来入射角较大的那些光线仍可全反射,,,,,,以是光纤弯曲时光仍能传输,,,,,,但将引起能量消耗。。。。。。。通常,,,,,,弯曲半径大于50~100毫米时,其消耗可忽略不计。。。。。。。细小的弯曲则将造成严重的“微弯消耗”。。。。。。。

人们常用电磁波理论进一步研究光纤传输的机制,,,,,,由光纤介质波导的界线条件来求解波动方程。。。。。。。在光纤中撒播的光包括有许多模式,,,,,,每一个模式代表一种电磁场漫衍,,,,,,并与几何光学中形貌的某一光线相对应。。。。。。。光纤中保存的传导模式取决于光纤的归一化频率ν值

光纤衰减

造成光纤衰减的因素有散射消耗、吸收消耗和微弯消耗等。。。。。。。散射消耗主要由瑞利散射爆发,,,,,,它是由玻璃的不规则分子结构引起的微观折射率波动所造成的,,,,,,是光纤的固有消耗,,,,,,也是光纤衰减的最低限。。。。。。。它与λ4成反比。。。。。。。在波长小于0.8微米时,瑞利散射消耗迅速上升,,,,,,限制了光纤的使用。。。。。。。光纤基质质料SiO2和掺杂氧化物分子的本征吸收消耗又使光纤的衰减,,,,,,在波长大于1.7微米时,,,,,,迅速增大。。。。。。。因此,这类光纤的使用波长就被限制在0.8~1.7微米规模内。。。。。。。在这一规模内,,,,,,衰减主要是石英玻璃中所含的杂质Fe+ +、Cu+ + 等过渡金属离子和OH-。。。。。。。的吸收消耗造成的。。。。。。。随着纯化工艺的刷新,杂质吸收消耗已被基本上消除,,,,,,从而抵达了瑞利散射消耗的极限。。。。。。。光纤的不规则细小弯曲引起模式耦合,造成微弯消耗,因此在加工和使用中应只管阻止光纤微弯。。。。。。。

光纤带宽

光纤传输的载波是光,虽然频带极宽,但并不可充分使用,,,,,,这是由于光在光纤中传输有色散(模间色散、质料色散和波导色散)的缘故。。。。。。。它们在差别水平上影响光纤带宽。。。。。。。

模间色散是由于差别模式的光线在芯- 包界面上的全反射角差别,,,,,,曲折前进的旅程是非纷歧。。。。。。。因而,一束光脉突入射光纤后,它所含的各模式经一定距离传输抵达终点的时间会有先后,,,,,,因而引起脉冲展宽。。。。。。。它可使一束窄脉冲展宽达20纳秒/公里左右,,,,,,光纤的响应带宽约为20兆赫·公里。。。。。。。

质料色散是一种模内色散。。。。。。。光纤所传输的光纵然是激光,,,,,,也包括有一定谱宽的差别波长的光分量。。。。。。。例如,,,,,,GaAlAs半导体激光器发出的激光谱宽约为 2纳米。。。。。。。光在介质中的传输速率与折射率 n有关,,,,,,而石英介质的折射率随波长转变,,,,,,因此当一束光脉突入射光纤后,,,,,,纵然是统一模式,,,,,,传输群速也会因光波长差别而有差别,,,,,,致使抵达终点后的脉冲展宽,这就是质料色散。。。。。。。在1.3微米周围,,,,,,折射率随波长的转变极小,因此,质料色散很。。。。。。。ɡ3皮秒/公里·纳米)。。。。。。。消除模间色散可使光纤带宽大大提高。。。。。。。纯石英在1.27微米波长上具有零色散特征。。。。。。。

波导色散也是一种模内色散,,,,,,是由于模式撒播常数随波长转变引起群速差别而造成的。。。。。。。波导色散更小。。。。。。。在1.3微米波长周围,质料色散显著减小,,,,,,以致二者大致相同,,,,,,并有可能相互抵消。。。。。。。  光纤的种类  按使用的质料分,,,,,,有石英光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层光纤和塑料光纤等几大类。。。。。。。其中石英光纤以高纯SiO2玻璃作光纤质料,,,,,,具有衰减低、频带宽等优点,,,,,,在研究及应用中占主要职位。。。。。。。如按纤芯折射率分类主要有突变型光纤和渐变型光纤。。。。。。。按传输光的模式分,,,,,,有多模光纤和单模光纤。。。。。。。

光缆结构

凭证被覆光纤在光缆中所处的状态,,,,,,光缆有紧结构与松结构两类。。。。。。。骨架型光缆是一种典范的松结构。。。。。。。光纤埋在骨架外周螺旋槽中,,,,,,有运动余地。。。。。。。这种光缆隔离外力和避免微弯消耗的特征较好。。。。。。。绞合型光缆当使用紧包光纤时是一种典范的紧结构,,,,,,被覆光纤被紧包于缆结构中,,,,,,但绞合型光缆使用松包光纤时,,,,,,由于光纤在二次被覆塑料管中可以运动,,,,,,仍属松结构。。。。。。。绞合型光缆的成缆工艺较为简朴,,,,,,性能优异。。。。。。。别的,,,,,,尚有带状光缆、单芯光缆等结构类型。。。。。。。

种种光缆中都有增强件,,,,,,用以承载拉力。。。。。。。它由具有高弹性模量的高强度质料制成,,,,,,常用的有钢丝、高强度玻璃纤维和高模量合成纤维芳纶等。。。。。。。增强件使光缆在使用应力下只爆发极低的伸长形变(例如小于0.5%),以;;;;; ;;;す庀嗣馐苡α蛑辉馐芗偷挠α,,,,,,以防光纤断裂。。。。。。。

光缆的护套结构和质料视使用情形和要求而定,,,,,,与同样使用条件下的电缆基内情同。。。。。。。凭证光缆的使用情形分,,,,,,有倾轧光缆、直埋光缆、海底光缆、野战光缆等。。。。。。。

生长概况

光纤通讯的降生与生长是电信史上的一次主要革命。。。。。。。人类社会的信息化建设正在加速举行,,,,,,即 使是在全球经济生长不景气的情形下,,,,,,通讯和信息行业还十分火红。。。。。。。光纤通讯正朝高速、超高速、超大容量的光纤传输及全光网偏向生长。。。。。。。我国在实现信息化历程中,,,,,,“九五”时代中国电信 完成了“八纵八横”的光缆干线敷设。。。。。。。一个以光缆为主体的主干通讯网逐步形成。。。。。。。四通八达的高容量光缆干线已成为我国的“信息通道”。。。。。。。随着通讯事业的一直生长,,,,,,从省到市、县甚至州里也敷设 了光缆。。。。。。。“光纤到户”的日期越来越邻近了。。。。。。。近年来,,,,,,随着手艺的前进,,,,,,电信体制的刷新以及电 信市场的逐步周全开放,,,,,,更由于IP营业的爆炸式生长所带来的带宽的重大需求,,,,,,光纤通讯的生长又一次泛起出蓬勃生长的新时势。。。。。。。