光纤通信

目 录

一、 二、 三、 四、 五、 六、 七、 八、

光纤的概述...................................................................................................... 2 光纤的导光原理.............................................................................................. 3 光纤的分类...................................................................................................... 4 光缆的概述...................................................................................................... 6 光纤通信概述.................................................................................................. 7 光纤通信系统.................................................................................................. 9 光纤收发器与光端机的区别........................................................................ 10 光纤如何熔接................................................................................................ 11

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光纤通讯技术

一、 光纤的概述

光纤(optical fiber)：光导纤维的简称，是一种介质圆柱光波导，它能够约束并引导光波在其内部或表面附近沿其轴线方向向前传播。

光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介。是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的传输媒介。

1、光纤的结构

? 纤芯：高折射率玻璃芯

折射率n1一般为1.463~1.467 直径为10μm、50 μm、62.5 μm 完成光信号的传输 ? 包层：低折射率玻璃芯

折射率n2一般为1.45~1.46 直径为125μm

将光信号封闭在纤芯中并保护纤芯 ? 护层：主要起保护作用，一般是塑料材料

2、光纤的传输特性

（1）光纤的损耗

光波在光纤中传输，随着传输距离的增减而光功率逐渐下降的现象，称为光纤的传输损耗。

从某种程度上讲，光纤的损耗不可能降为0。

透明的彩色玻璃，只有一种颜色容易通过，其它颜色的光就通过得少些。这种彩色玻璃只对某种波长的光损耗小，对其他波长的光损耗大。光纤也有这种特性。

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（2）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。

渐变光纤可以减小模式色散。

二、 光纤的导光原理

? 光波在均匀介质中传播时，其轨迹是一条直

线，而当遇到两种介质交界面时，将发生反射和折射现象。如图所示。 光的反射与折射

? 光射线在纤芯和包层的交界处，即相当于光射线遇到了两种不同介质的交界面。 ? 当入射角大于临界角arcsinn2/n1时，光线碰到包层时就会全反射回纤芯， ? 这个过程不断重复，光也就沿着光纤传输下去，于是在纤芯与包层的界面上发生

全反射而被限制在纤芯内传播。

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三、 光纤的分类

1、按光纤的组成材料：

? 石英玻璃光纤（主要材料为SiO2）；

? 多组分玻璃光纤（由SiO2、Na2O、CaO等氧化物组成）；

? 塑料包层玻璃芯光纤，全塑光纤，液芯光纤，测光光纤，尾光光纤，工业光纤

等。

2、按光在光纤的传输模式：

A 单模光纤（Single Mode Fibers）

? 在给定工作波长上，只能传输一种模式的光 ? 纤芯很细，一般为8 μm或10 μm，外径125μm

? 特点：传输特性好、内部损耗低、频带宽、易于升级扩容、接续难、对光源要

求高

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B 多模光纤（Multimode Fibers）

? 在给定工作波长上，可以传输多种模式的光 ? 纤芯较粗，一般为50 μm或62.5 μm，外径125μm

? 特点：模间色散大，而且随着距离的增加会更严重，限制了频带。接续相对容

易、对光源的要求相对低。

C、按工作波长：

? 短波长(850nm)

? 长波长(1310nm、1550nm)

D、按折射率分布：

? 阶跃(突变)型(SI) ? 渐变(梯度)型(GI) ? W型

3、单模光纤与多模光纤的区别

简单他说，在光纤的受光角内，以某一角度射入光纤端面，并能在光纤的纤芯-包层交界面上产生全反射的传播光线，就可称之为光的一个传输模式。当光纤的芯直径较大时，则在光纤的受光角内，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，此时，就称光纤中有多个模式。这种能传输多个模式的光纤就称为多模光纤。

如图所示，以不同入射角入射在光纤端面上的光线在光纤中形成不同的传播模式。沿光纤轴传播的叫作基模，相继还有一次模、二次模等。其中，模次较低的模为低次模，如二次模；模次较高的模为高次模。

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

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