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第一章光纤、光缆基本知识第一节 光纤的材料及制造随着计算机、互联网和电话通讯的日益普及,大大地刺激人们对信息交换的需求。正是光纤、激光器、系统设备、计算机、互联网共同构筑的通信平台创造出了一个崭新的信息时代。当然,光纤在这个信息时代也成了一种比较理想的通信材料。通信用光纤大多数是由石英玻璃材料组成的,光纤的制造要经历光纤预制棒制备、光纤拉丝等具体的工艺步骤。最常使用的工艺是两步法:第一步采用四种气相沉积工艺,即:外气相沉积(Outside VapourDeposition-OVD)、轴向气相沉积(VapourAxialDeposition-VAD)、改进的化学气相沉积(ModifiedChemicalVapourDeposition-MCVD)、等离子化学气相沉积(PlasmaChemicalVapourDeposition-PCVD)中的任一工艺来生产光纤预制棒的芯棒;第二步是在气相沉积获得的芯棒上施加外包层制成大光纤预制棒。值得强调的是,光纤预制棒的光学特性主要取决于芯棒的制造技术,光纤预制棒的成本主要取决于外包技术。第二节 光纤的特性光纤通信系统发展初期,由于技术不成熟,那时的光纤通信传输距离短、传输速率低、传输容量小等等。当今,光纤制造技术日趋完善,再加上器件和系统的飞速发展带来了光纤品种不断推陈出新,特别是网络业务呈指数式增长势态,使得光纤网带宽每6-9月就可翻一番。目前主要是靠开发新光纤、新器件、新系统来实现高速率、大容量、远距离光纤通信。同时光纤的性能研究也由最初的衰减、色散转向非线性效应、偏振模色散、色散斜率、色散绝对值大小。1、体积小、重量轻光纤很细,单模光纤芯线直径一般为4—10μm,连同包层也只有125μm。具有4-48根芯线组成的光缆,其直径还不到13mm。同时光纤材料为石英,其比重小,故重量小。2、容量大、速度快光纤具有极宽的带宽,单模光纤的带宽可达10GHz以上。使用光纤作传导媒介的光通信的容量比电通信的容量大成千上万倍。3、抗干扰、耐辐射、保密性好光纤线路不受电磁干扰和原子辐射,同时不向外漏泄,不辐射电磁波,所以就有保密性好,很难被截获破译。4、温度适应性强光纤可以适应高温和低温情况,高温可达150-200摄氏度,低温为-65摄氏度。5、衰减低、损耗小、方向性好使用光纤传输信息,由于采用颜色很纯的激光,该光能量高度集中,方向性好,他能沿单一方向传播,色散角很小,一束光在10米内不发生色散。同时,光纤有极低的衰减率,。6、抗拉、抗压力强光纤和光缆都是采用特殊的塑料等包敷材料和特殊工艺制造的。它的抗压力基本和铁差不多,比铜材料的抗拉力好得多,一般可以承受60公斤的拉力。7、多功能传输光纤通信不仅能够传输电话,而且可以同时传输视频信息、同步数据、传真、图像等各种数字化信息。8、资源丰富、成本低光纤的原料是石英玻璃,即二氧化硅,它占矿产资源的百分之十四。一公斤高纯度的石英玻璃可以拉制成100至上万公里的光纤,所以成本很低。第三节 光纤的应用选用光纤时,应就其承担的业务综合考虑其传输容量、传输距离、系统传输质量要求等因素,力求选用的光纤能考虑到近期的业务量,同时要兼顾业务中、远期发展,还要能获得良好的性能价格比。为此,我们有必要在充分了解各种光纤特点和性能的基础上,根据系统的传输特点对所用的光纤能做出合理的选择。,多模光纤芯径大,便于接续;但其衰减系数大,带宽小,故目前多模光纤只适用于短距离、小用量的数据和模拟光信息传输。(1)。,故其被称为常规单模光纤或非色散位移单模光纤。,,-20ps/,从而限制了其在工作波长为1550nm系统中的传输速率和传输距离。(2)。,故其称为色散位移光纤。。但是当其用于带有掺铒光纤放大器的波分复用系统中时,由于光纤芯中的光功率密度过大产生了非线性效应,。(3)。~,故其称为非零色散位移光纤。,特别是四波混频,所以其在10Gbit/s以上波分复用或密集波分复用的高速率、大容量、远距离光纤传输系统