《光纤技术》要点整理.docVIP

第一章 绪论 1880年，贝尔发明了第一个光电话，这一大胆的尝试，可以说是现代光通信的开端。 1960年，美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器， 给光通信带来了新的希望，和普通光相比，激光具有波谱宽度窄，方向性极好， 亮度极高，以及频率和相位较一致的良好特性。 光纤的发展 1966年，英籍华人高锟博士发表《用于光频率的绝缘纤维表面波导管》，提出用石英玻璃纤维传送光信号来进行通信。预见利用玻璃可以制成衰减为20dB/Km的通信光导纤维（即光纤）。当时世界上最优秀的光学玻璃衰减高达1000dB/Km。 1970年，康宁公司制作出衰减少于20dB/km的光纤，－－世界上第一根通信用光导纤维。 高锟博士早就指出降低玻璃内的过渡金属杂质离子是降低光纤衰耗的主要因素，后来研究发现OH离子对衰耗也有重要影响，通过限制上面两方面的杂质离子，1980年，光纤衰减就降低到了0.2dB/Km，接近理论值。这就使得长距离的光纤通信成为可能，这在光纤通信史上具有里程碑的意义。 1988年，第一条跨越大西洋海底，连接美国东海岸同欧洲大陆的光缆开通。 20世纪90年代到新世纪，我国铺设光缆总长度为149.5万公里，八横八纵格局形成。 我国目前也有相当多的公司可以拉制性能很好的通信光纤，比如长飞、大唐电信等等。 光纤－光导纤维 纤芯 ：折射率较高，用来传送光； 包层 ：折射率较低，与纤芯一起形成全反射； 涂敷层 ：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。 光纤中光波的传输原理－全反射 光纤材料 纯石英，低纯度玻璃，塑料, 氟化物玻璃 光纤特性 机械－坚硬又弯曲灵活，强度大 光学性质－取决于结构和成分 光纤用途 光纤最初用于图像传输 光纤束传送照明光 光缆－光纤成缆 光缆由光纤、高分子材料、金属材料及复合材料共同组成 光纤与通信网络 1.光纤通信原理（图） 2.光纤通信的优点 光纤容量大 大容量：马路越宽，容许通过的车辆越多，交通运输能力也越大。如果把通信线路比作马路，那么应该说是通信线路的频带越宽，容许传输的信息越多，通信容量就越大。 一对光纤理论上可容纳2亿路电话，比电缆的容量大万倍。目前的光纤容量已经达到十多个Tb/s 损耗低，中继距离长 光纤线路的中继距离比电缆长十至数十倍。例：同轴电缆通信的中继距离只有几公里，最长的微波通信是50公里左右。 石英光纤在1.31 μm和1.55 μm波长， 传输损耗分别为0.50 dB/km和0.20 dB/km，目前，采用外调制技术，波长为1.55μm的色散移位单模光纤通信系统，若其传输速率为2.5 Gb/s，则中继距离可达150 km；若其传输速率为10 Gb/s，则中继距离可达100 km。 光纤抗电磁干扰 光纤是非导体，不怕雷击 现有的电通信系统无法令人满意地解决抗干扰问题。 例1：电话线和电缆一般是不能跟高压电线平行架设的，也不能在电气化铁路附近铺设 光纤为什么具有强抗干扰能力？ 1. 光纤属绝缘体，不怕雷电和高压 2. 电磁源干扰不了频率比它们高得多的光 3. 杰出的抗核辐射能力 必威体育官网网址性能好 光纤的体积小、重量轻 光纤重量很轻，直径很小。即使做成光缆，在芯数相同的条件下，其重量还是比电缆轻得多，体积也小得多。 节省有色金属和原材料 制造同轴电缆和波导管的铜、铝、铅等金属材料，在地球上的储存量是有限的；而制造光纤的石英(SiO2)在地球上基本上是取之不尽的材料。 3. 全球海底网络 1986年，第一条国际海底光纤链路，连接英格兰－比利时 泛美电缆系统 4.陆地网络 泛欧光纤网络 5.光纤网络与卫星系统相比 优势：高运载信息能力和传送信号的高速度光纤－－50Tbit/s 6.光纤网络发展的关键技术 “网络最后的一公里” 用户的房屋与最近的中心局或最近的远程终端间的连接铜线 光纤到户（fiber-to-the-home FTTH) 光纤到户的四大优势： 光纤到户是无源网络，从局端到用户，中间基本上可以做到无源； 高带宽，长距离符合运营商的大规模运用方式； 光纤上承载的业务种类多； 支持的协议比较灵活。 未来实现 FTTB、FTTA、FTTD、FTTE 局域网（local area network LAN) LAN需要100Mbit/s的速率，影响发展的是它们的联网结构，解决办法－将铜线换成光纤 光纤与传感技术 1.传感器的定义是: “能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置”。 2.传感器主要由敏感元件和转换元件组成。 敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量（输入量）的部分；转换元件是指传感器中能将敏感元件感受的或响应的被探测量转换成适于传输和（或）测量的电信号的部分。 3.光