光纤通信基础知识.pptx

光纤通信基础知识
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易飞扬通信技术
光纤通信根底知识
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光纤通信的优点
传输容量大
再生中继距离长
不受电磁干扰，信息传输质量高
抗腐蚀性强
资源丰富
重量轻 、体积小易于敷设
光纤通信所用的波长800——1600nm
光的反射、折射
全反射
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光的根本知识
光的反射
反射定律：入射光线和反射光线在同一平面内，分居在法线的两侧，且有反射角等于入射角。
n1
n2
法线
θ
θ
入射光线
分界面
反射光线
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光的根本知识
光的折射
当光线由一种介质进入另一种介质时，光线在两个介质的分界面上除了被反射外，还有折射光线。如右图所示。
α
β
n1
n2
法线
入射光线
折射光线
折射定律：入射光线和折射光线分居在法线的两侧，且有
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光的根本知识
棱镜对光的折射
如果是一束白光，我们能看到彩带。即红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。
实验说明，同一种介质对不同波长的光折射率是不同的，这种现象称为色散。
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光的根本知识
n1
n2
n1<n2
θ1
θ2
θ3
入射
折射
反射
视觉位置
实际位置
空气
水
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光的根本知识
n1
n2
n1 > n2
n1
n2
临界角
900
临界角
n1
n2
全反射
入射角=反射角
θ1
θ2
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光纤传输的根本原理
即当光以某一角度进入光纤芯层时，如果入射角大于全反射临界角，那么此时光参被封闭在芯层中传输，而不会有能量的损失，这种现象叫全反射。
ncoresin(Øinc)=ncladdingsin(Øtrans)
光的全反射
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光的根本知识
光的全反射
当入射光的角度到达或超过某一角度时， 折射光会消失， 入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
光导纤维
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纤芯
包层
保护套（涂覆层）
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纤芯 core：折射率较高，用来传送光；
包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；
保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。
3mm光缆 橘色 MM
黄色 SM
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光纤简单的说就是一种高度透明的玻璃丝，他是由二氧化硅玻璃经复杂的工艺拉制而成，其全称为光导纤维。
光纤构造图
单模光纤：
芯层：直径8~10μm, 包层：直径125μm，涂层：外径250μm。
多模光纤：
芯层：直径50μm ，包层：直径125μm，涂层：外径250μm。
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数值孔径

Acceptance / Emission Cone
NA = sin  = n2core - n2cladding
数值孔径
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常用光纤名词
输入
输入
输出
输出
低数值孔径NA
高数值孔径NA
NA
NA
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常用光纤名词
色散(Dispersion)：光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。
模间色散：只发生在多模光纤，因为不同模式的光沿着不同的路径传输。
材料色散：不同波长的光行进速度不同。
波导色散：发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时，会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中，通过改变光纤内部构造来改变光纤的色散非常重要。
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光纤的尺寸
外径一般为125um(一根头发平均100um)
125
9
50
125

125
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光纤的分类
按材料分类：
玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输距离长，本钱高；
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，本钱较低；
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。
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光纤的分类
按照光纤的模式分类
单模〔Single-Mode〕
多模〔Multi-Mode〕
按折射率分类
阶越光纤
渐变折射率光纤
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光纤的