光纤光缆的结构与分类

光纤温度传感器

1、光纤传感器结构原理

以电为基础的传统传感器是一种把测量的状态转变为可测的电信号的装置。它的电源、敏感元件、信号接收和处理系统以及信息传输均用金属导线连接，见图 （a)。光纤传感器则是一种把被测量的状态转变为可测的光信号的装置.由光发送器、敏感元件（光纤或非光纤的）、光接收器、信号处理系统以及光纤构成，见 图（b)。

由光发送器发出的光经源光纤引导至敏感元件。这时,光的某一性质受到被测量的调制,已调光经接收光纤耦合到光接收器,使光信号变为电信号，最后经信号处理得到所期待的被测量。

可见，光纤传感器与以电为基础的传统传感器相比较，在测量原理上有本质的差别。传统传感器是以机—电测量为基础，而光纤传感器则以光学测量为基础。 光是一种电磁波，其波长从极远红外的lmm到极远紫外线的10nm。它的物理作用和生物化学作用主要因其中的电场而引起.因此，讨论光的敏感测量必须考虑光的电矢量E的振动，即

A-—电场E的振幅矢量;ω——光波的振动频率;

φ——光相位；t——光的传播时间。

可见，只要使光的强度、偏振态(矢量A的方向）、频率和相位等参量之一随被测量状态的变化而变化,或受被测量调制,那么，通过对光的强度调制、偏振调制、频率调制或相位调制等进行解调，获得所需要的被测量的信息。

2、光纤传感器的分类

注:MM多模；SM单模;PM偏振保持；a，b，c功能型、非功能型、拾光型

(1）根据光纤在传感器中的作用

光纤传感器分为功能型、非功能型和拾光型三大类.

1）功能型（全光纤型)光纤传感器

利用对外界信息具有敏感能力和检测能力的光纤（或特殊光纤）作传感元件，将“传"和“感"合 为一体的传感器。光纤不仅起传光作用，而且还利用光纤在外界因素（弯曲、相变)的作用下，其光学特性(光强、相位、偏振态等）的变化来实现“传”和“感" 的功能。因此，传感器中光纤是连续的。由于光纤连续,增加其长度,可提高灵敏度。

光纤光缆的结构及其传输原理

一 光纤分类

1. 按波长分类，综合布线所用光纤有三个波长区：

a.0.85μm波长区(0.8μm～0.9μm)﹔

b.1.3μm波长区(1.25μm～1.35μm)﹔

c.1.5μm波长区(1.53μm～1.58μm)。

不同的波长范围光纤损耗也不相同，其中0.85μm波长区为多模光纤通信方式，1.5μm波长区为单模光纤通信方式 ，1.3μm波长区有多模和单模两种。建筑物综合布线采用0.85μm和1.3μm两个波长。

2. 按纤芯直径划分，光纤有二类：

a.62.5μm渐变增强型(graded index,enhanced)多模光纤﹔

b.8.3μm 突变型(step index)单模光纤。

光纤的包层直径均为125μm。62.5/125μm增强型多模光纤结构.

其中，62.5/125μm光纤被推荐应用于所有的建筑物综合布线。这是因为它的物理特性和传输特性与建筑物布线环境中应用系统设备的光/电转换器件相兼容。62.5/125μm的大纤芯直径和传输特性有以下优点：

a.光耦合效率高﹔

b.光纤对准要求不太严格，需要较少的管理点和接头盒﹔

l)对微弯曲损耗不太灵敏﹔

2)符合FDDI标准。

8.3/125μm突变型单模光纤如图B所示。单模光纤常用于传输距离大于2km的建筑群。由于这种光纤纤芯直径小，在建筑物中，采用LED驱动的数据链路器件耦合时，会发生物理不兼容的问题，而且价格较贵，所以，在建筑物内或传输距离小于2km时很少使用。

3. 按应用环境划分，光缆有两类

a.室内光缆采用增强型缓冲带，主要用于建筑物内干线子系统和水平子系统。

b.室外光缆常采用束状，在保护层内填满相应的复合物，护套采用高密度的聚乙烯，加上增强的钢丝或玻璃纤维，可提供额外的保护，以防止环境造成的损坏。这种光缆主要用于建筑群子系统。

二 光缆的结构

光缆的结构大体上分为缆芯(Cable core)和护层(Sheath)两大部分。

• 一、光纤的定义

• 什么是光纤？

• 光纤的完整名称叫做光导纤维英文名是OPTIC FIBER，也有叫OPTICAL FIBER的，是用纯石英（玻璃）以特别的工艺拉成比头发还细中间有介质的玻璃管，可以在很短的时间内传递巨大数量的信息。

• 一、光纤的定义

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• 一、光纤的定义

• 从图中我们可以看到，一根预制棒在拉丝塔上通过高温熔化后被拉成光纤。我们看到的这个图片下面拉出来的光纤还很粗，当拉丝的速度达到正常标准后，拉出来的光纤才会成为粗细均匀的成品光纤。

• 一、光纤的定义

• 一根预制棒在拉纤过程中，前部分和后部分都会产生一定量的不合标准光纤，中间若工艺控制不好，也会产生废纤或低等级光纤。有一些光纤厂家会把这些废纤或低等级光纤以很低的价格卖给一些不重视信誉的光缆厂，生产出来的光缆有衰减很大、易折断等不良反应。

1 附件3

光纤的分类及光缆的型号

一 光纤的分类

1 光纤的基本概念

光纤是一种由多层透明介质构成的纤维状光波导，实心纤芯的折射率略高于包层，包层的折射率为常数。光纤是传导光波的玻璃纤维。有两种，一种是多模光纤，它容许几百个模式在光纤中传输。多模光纤若以光纤剖面上的折射率分布形状来分，一种叫渐变型，一种叫突变型。另外一种是单模光纤，它只容许一个模式（基模LP01）在光纤中传输。图1中给出了两种多模光纤的折射率分布形状。图中的Rc为纤芯半径，n1为芯区中的最大折射率，n2为包层折射率。定义相对折射率差为：

nnnnnn1222121212 （当1时） （1）

相对折射率差△及折射率剖面分布nr是光纤设计和制造时的重要参数。一般情况下，多模光纤的△≈1%，单模光纤的△≈0.02～0.5%。

2 光纤的折射率分布

1）基本原理

光纤折射率分布描述的是从至包层的折射率随半径的变化，如图2所示。

rnn （2）

光纤中模的传播依赖于折射率分布的形状。在实际应用中光纤折射率分布曲线也可用半径的折射率分布指数函数来描述： 包层 芯区

0 Rc r n1

n2 n(r)

a. 突变型 包层 芯区

0 Rc r n1

n2 n(r)

b. 渐变型

图1. 两种多模光纤的折射率分布

n(r) 芯折射率

n2

包层折射率 n1

-a +a g=1 g=2 g→∞

图2 光纤折射率分布 2 对于芯： garnrn21212 r

对于包层： 222nrn常数 r≥a