光纤及光缆基础知识培训96页PPT

各项取正弦，得
c 1 90
sin C sin 1 sin 90
各项均乘以 k0n，1 k0n2 k0n1 sin1 k0n1
2019型光纤的标量近似解法
入射波的波矢量在Z方向的分量为
证
明
k1z k1 sin 1 k0n1 sin 1
20
2.2.2 阶跃型光纤的标量近似解法
1.什么是标量近似解法
由前面分析得知，通信光纤中的芯包折射率差很小，
即
n2 1
n1
因而全反射临界角为
c

arcsin( n2 n1
)

90o
在光纤中形成导波时，入射角必须满足全反射条件，
即
c 90
由此可得θ→900，光纤中的光线几乎与光纤轴平行。
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2.2.1 阶跃型光纤光射线的理论分析
例2.2.1：计算n1=1.48，n2=1.46的阶跃折射率分布光 纤的相对折射指数差和数值孔径。
n1 n2 1.48 1.46 0.0135
n1
1.48
NA n12 n22 1.482 -1.462 0.2425
2019-10-21
谢谢你的关注
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2.2 阶跃型光纤
2.2.1 阶跃型光纤光射线的理论分析 2.2.2 阶跃型光纤的标量近似解法
2019-10-21
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2.2 阶跃型光纤
• 阶跃型光纤的折射指数分布已在图2-2（a）中 给出，下面将从几何光学角度出发，分析光在 光纤中传输时的某些特性。主要讨论阶跃型光 纤中的射线种类、子午线的数值孔径以及影响 光纤性能的主要参量——相对折射指数差。
光纤。 2019-10-21

面(r - z)示于图2.5。
r
i dr
o
dz ri
rm
0
纤芯n(r) p
* r
z
图 2.5 渐变型多模光纤的光线传播原理
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r
i dr
o
dz ri
rm
0
纤芯n(r) p
* r
z
图 2.5 渐变型多模光纤的光线传播原理
如式(2.6)所示，一般光纤相对折射率差都很小，光线和中心轴线z的夹角也 很小，即sinθ≈θ。由于折射率分布具有圆对称性和沿轴线的均匀性，n与φ和z无关。 在这些条件下， 式(2.7)可简化为
g=2，n(r)按平方律(抛物线)变化，表示常规渐变型多模光纤的折射率分布。具有
这种分布的光纤，不同入射角的光线会聚在中心轴线的一点上，因而脉冲展宽减小
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由于渐变型多模光纤折射率分布是径向坐标r的函数，纤芯各点数值孔径不同， 所以要定义局部数值孔径NA(r)和最大数值孔径NAmax
An(r)
r
i dr
o
dz ri
rm
0
纤芯n(r) p
(2.12a)
* r
z
由出射光线得到dr/dz=tanθ≈θ≈θ*/n(r)，由这个近似关系 和对式(2.10)微分得到
θ*=-An(r)risin(Az)+θ0 cos(Az)
(2.12b)
取n(r)≈n(0)，由式(2.12)得到光线轨迹的普遍公式为
•当θ=θc时，相应的光线将以ψc入射到交界面，并沿交界面向前传播(折射角 为90°)， 如光线2，
•当θ>θc时，相应的光线将在交界面折射进入包层并逐渐消失，如光线3。 由此可见，只有在半锥角为θ≤θc的圆锥内入射的光束才能在光纤中传播。

单模光纤
单模光纤适用于长距离传输和高速通信，光信 号只能以一传输和抗干扰，适 用于特定场景和特殊需求。
多模光纤
多模光纤适用于短距离通信和局域网，允许多 个光信号以多种模式传输。
光缆的分类
光缆可按照结构、用途和传输介质等进行分类， 如松套、密封式和室外光缆等。
光纤光缆的技术指标
1 带宽和损耗
光纤光缆的带宽决定了其传输速率，而损耗则影响了传输距离。
2 端口接口标准
光纤光缆的端口接口标准用于确保设备和光纤之间的兼容性。
3 检测方法
通过不同的检测方法，可以判断光纤光缆的质量和性能。
光纤光缆的安装和维护
1
维护方法
2
定期检查和清洁光纤光缆，及时处理潜
在问题，确保其正常运行。
《光纤光缆知识培训》 PPT课件
光纤光缆是一种用于传输信息的光电子设备，广泛应用于通信、互联网和数 据中心等领域。本课程将帮助您深入了解光纤光缆的概念、工作原理、分类、 技术指标以及安装和维护等知识。
概述
定义
光纤光缆是一种通过光的传 输媒介传输信息的高速通信 线缆。
应用场景
光纤光缆广泛应用于长距离 通信、互联网、数据中心和 通信网络等领域。
光纤光缆在未来的应用前景
光纤光缆在智能城市、物联网和 云计算等领域的应用前景十分广 阔。
3
安装要求
光纤光缆的安装需要遵守一定的规范， 确保信号传输质量和安全性。
故障排除
当光纤光缆出现故障时，及时排除故障 并修复设备，以减少业务中断。
光纤光缆的未来发展趋势
光纤光缆在5G时代的发展
随着5G技术的普及，对高速、低 延迟的光纤光缆需求将进一步增 加。
光纤光缆技术的新发展

当 =0.002时,BL<100<Mb/s>.km,10Mb/s的速率传 输10km,适用于一些局域网.
2. 渐变光纤P46
渐变光纤的芯区折射率不是一个常数,从芯区中心的最大值逐 渐降低到包层的最小值.光线以正弦振荡形式向前传播.
入射角大的光线路径长,由于折射率的变化,光速在沿路径变 化,虽然沿光纤轴线传输路径最短,但轴线上折射率最大,光传 播最慢.通过合理设计折射率分布,使光线同时到达输出端,降 低模间色散.
光纤的分类<3>
按材料分类：P36 玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输
距离长,成本高； 胶套硅光纤：纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同
玻璃光纤差不多,成本较低； 塑料光纤：纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输
距离很短,价格很低.多用于家电、音响,以及短 距的图像传输.
塑料光纤
聚合物<塑料>光纤<POF>：用于用户 接入.
塑料光纤图片
塑料光纤图片
3.1.2 光纤的分类<4>
特种光纤: 保偏光纤〔PMF〕 色散补偿光纤〔DCF〕 掺铒光纤〔EDF〕等
特种光纤-保偏光纤P36
polarization maintaining optical fiber
保偏光纤：保偏光纤传输线偏振光,广泛用于航天、航空、航海、工业制造技术及通信等国 民经济的各个领域.在以光学相干检测为基础的干涉型光纤传感器中,使用保偏光纤能够保证 线偏振方向不变,提高相干信躁比,以实现对物理量的高精度测量.保偏光纤作为一种特种光纤, 主要应用于光纤陀螺,光纤水听器等传感器和DWDM、EDFA等光纤通纤系统.由于光纤陀螺 及光纤水听器等可用于军用惯导和声呐,属于高新科技产品,而保偏光纤又是其核心部件,因而 保偏光纤一直被西方发达国家列入对我禁运的清单.

光子晶体光纤
光子晶体光纤在光通信、光学传感、激光雷达等领域 具有广泛的应用前景。例如，在光通信领域，可以实 现高保密性的光子加密传输；在光学传感领域，可以 实现高灵敏度的光学传感。
光子晶体光纤是一种新型的光纤，由于其特殊的结构 ，可以实现一些常规光纤无法实现的功能。例如，可 以实现无截止单模传输、高双折射等。
超高速率光纤通信系统的实现主要依赖于调制技术和信号处理技术的进 步。例如，采用更高速的调制格式、更先进的信号处理算法等，可以进
一步提高光纤通信系统的传输速率。
超大容量光纤通信系统的实现主要依赖于多信道复用技术和光子集成电 路技术的发展。例如，采用更高阶的复用技术、更紧凑的光子集成电路 等，可以进一步提高光纤通信系统的通信容量。
光纤光缆基础知识培训
目录
• 光纤光缆简介 • 光纤光缆的工作原理 • 光纤光缆的应用场景 • 光纤光缆的制造与维护 • 光纤光缆的发展趋势 • 案例分析
01 光纤光缆简介
光纤光缆的定义
总结词
光纤光缆是一种传输光信号的通信线缆，由光导纤维和保护 层组成。
详细描述
光纤光缆是利用光波在光导纤维中传输信息的通信线缆。它 由多根光导纤维和保护层组成，其中光导纤维是传输光信号 的核心部分，保护层则起到保护光导纤维的作用。
光纤光缆的分类
总结词
光纤光缆根据不同的分类标准可以分为多种类型，如 按传输模式可分为单模光纤和多模光纤；按折射率可 分为突变型和渐变型光纤。
详细描述
根据传输模式的不同，光纤光缆可以分为单模光纤和 多模光纤。单模光纤只传输单一的模态，适用于长距 离传输；多模光纤则可以传输多个模态，适用于短距 离或低速率的传输。此外，根据折射率分布的不同， 光纤光缆还可以分为突变型光纤和渐变型光纤。突变 型光纤的折射率在纤芯中保持不变，而渐变型光纤的 折射率则从纤芯中心向外部逐渐减小。

但有较大的正色散，约为18ps/(nm·km)。 • 工作波长既可选用1.31μm ，又可选用1.55μm。
最佳工作波长在1.31μm 。 • 利用G.652光纤进行速率为2.5Gb/s以上的信号长
途传输时，必须引入色散补偿光纤进行色散补偿， 并需引入更多的掺铒光纤放大器来补偿由于引入 色散补偿光纤所产生的损耗。
二、光纤和光缆
光纤
项目
单模光纤
多模光纤
芯径
细：9-10μm
较粗：50-100μm
传输带宽
很宽：约100GHz
较窄：约1GHz
与光源耦合
较难
简单
精度
较高
较低
适用场合 应用
长距离、大容量、高速、 中短距离、中小容量、单
多波长系统
波长系统
电信干线传输
以太网、FDDI
光纤通信的主要特点
• 通信容量大，传输距离长 • 抗电磁干扰，传输质量佳 • 信号串扰小，保密性能好 • 原材料丰富，节省了有色
有关光纤、光缆的标准体系
✓ITU-T：国际电信联盟电信标准部门 • ISO：国际标准化组织 • IEC：国际电工委员会 • ETSI：欧洲电信标准协会 • ANSI：美国国家标准协会 ✓GB：国家标准(国家技术监督局) ✓YD：通信行业标准(信息产业部)
光纤的结构
包层(n2) 纤芯(n1)
D 125 μm
使用光纤 G.651 G.652A G.652B G.652C G.652D
G.655A G.655B G.655C
G.656
应用系统 单通道
单通道、WDM CWDM
将来的DWDM DWDM/CWDM
DWDM
光纤通信系统的分类
• 按传输波长划分

★ OPGW光缆缆芯外的绞线线材主要由什么组成？
答：以AA线(铝合金线) 和AS线材(铝包钢线)组成。
★要选择OPGW光缆型号，应具备的技术条件有哪些？
答：1) OPGW光缆的标称抗拉强度(RTS) (kN)；2) OPGW光缆的光纤芯数(SM)； 3) 短路电流(kA)；4) 短路时间(s)；5) 温度范围(℃)。
g652单模光纤在c波段15301565nm和l波段15651625nm的色散较大一般为1722psnmkm系统速率达到25gbits以上时需要进行色散补偿在10gbits时系统色散补偿成本较大它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光g653色散位移光纤在c波段和l波段的色散一般为135psnmkm在1550nm是零色散系统速率可达到20gbits和40gbits是单波长超长距离传输的最佳光纤
答：主要有三种，即G.652常规单模光纤、G.653色散位移单模光纤和G.655非零色散
位移光纤。
G.652单模光纤在C波段1530～1565nm和L波段1565～1625nm的色散较大，一般 为17～22psnm·km，系统速率达到2.5Gbit/s以上时，需要进行色散补偿，在10Gbit/s 时系统色散补偿成本较大，它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光纤。
光纤光缆基本知识
第一页，编辑于星期四：十八点 十二分。
★简述光纤的组成。
答：光纤由两个基本部分组成：由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。
★描述光纤线路传输特性的基本参数有哪些？
答：包括损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径等。
★产生光纤衰减的原因有什么？
答：光纤的衰减是指在一根光纤的两个横截面间的光功率的减少，与波长有关 。造成衰减的主要原因是散射、吸收以及由于连接器、接头造成的光损耗。