光纤传输理论及传输特性.pptxVIP

光纤通信与数字传输

第二章光纤传输理论及传输特性在光纤通信系统中，光纤是光波的传输介质。光纤的材料、构造和传输特性对光纤通信系统的传输质量起着决定性的作用。本章在介绍光纤光缆的结构和类型的基础上，分别用波动理论和射线光学理论对光纤中的模式和传光原理进行分析，并对光纤的衰减和色散等传输特性进行详细的介绍。

第二章光纤传输理论及传输特性光纤、光缆的结构和类型电磁波在光纤中传输的基本方程阶跃折射率光纤模式分析单模传输射线光学理论光纤传输特性

2.1光纤、光缆的结构和类型光纤结构光纤型号光缆及其结构

2.1.1光纤的结构光纤的基本结构有以下几部分组成：折射率（n1）较高的纤芯部分、折射率（n2）较低的包层部分以及表面涂覆层。结构如图2-1所示。为保护光纤，在涂覆层外有二次涂覆层（又称塑料套管）。

图2-1通信光纤及其基本结构无论何种光纤，其包层直径都是一致的涂覆层的主要作用是为光纤提供保护纤芯和包层仅在折射率等参数上不同，结构上是一个完整整体

按折射率分布按二次涂覆层结构按材料按传导模式光纤的分类

1.按纤芯折射率分布：

阶跃折射率分布和渐变折射率分布阶跃型（SI）渐变型（GI）

2按光纤的二次涂覆层结构紧套结构光纤光纤的二次涂敷（即塑料套管）与一次涂敷是紧密接触的，光纤在套管中不能松动（图2-4）松套结构光纤光纤的二次涂敷与一次涂敷是留有空间的（一般充油膏），光纤在套管中可以松动（图2-5）

SiO2光纤*塑料光纤氟化物光纤SiO2是目前最主要的光纤材料3.按光纤主要材料

4.按光纤中的传导模式*单模光纤多模光纤传导模式的概念将在模式分析部分介绍

2.1.2光纤型号目前ITU-T规定的光纤代号有G.651光纤（多模光纤）；G.652光纤（常规单模光纤）；G.653光纤（色散位移光纤）；G.654光纤（低损耗光纤）G.655光纤（非零色散位移光纤）。根据我国国家标准规定，光纤类别的代号应如下规定：光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示，即用大写A表示多模光纤，大写B表示单模光纤，再以数字和小写字母表示不同种类光纤。见表2-1及表2-2。

表2-1多模光纤类型类型折射率分布纤芯直径(um)包层直径(um)材料A1a渐变折射率50125二氧化硅A1b渐变折射率62.5125二氧化硅A1c渐变折射率85125二氧化硅A1d渐变折射率100140二氧化硅A2a阶跃折射率100140二氧化硅A2b阶跃折射率200240二氧化硅A2c阶跃折射率200280二氧化硅A3a阶跃折射率200300二氧化硅芯塑料包层A3b阶跃折射率200380二氧化硅芯塑料包层A3c阶跃折射率200430二氧化硅芯塑料包层A4a阶跃折射率980-9901000塑料A4b阶跃折射率730-740750塑料A4c阶跃折射率480-490500塑料

表2-2单模光纤类型类型名称材料标称工作波长(nm)B1.1非色散位移二氧化硅1310，1550B1.2截止波长位移二氧化硅1550B2色散位移二氧化硅1550B3色散平坦二氧化硅1310，1550B4非零色散位移二氧化硅1540～1565

G.652光纤（非色散位移光纤）*G.652光纤是通信网中应用最广泛的一种单模光纤G.652A光纤，支持10Gbit/s系统传输距离超过400km，支持40Gbit/s系统传输距离达2kmG.652B光纤，支持10Gbit/s系统传输距离3000km以上，支持40Gbit/s系统传输距离80km以上G.652C光纤，基本属性同G.652A，但在1550nm处衰减系数更低，且消除了1380nm附近的水吸收峰，即系统可以工作在1360nm～1530nm波段G.652D光纤，属性与G.652B基本相同，衰减系数与G.652C相同，即系统可以工作在1360nm～1530nm波段3214

G.652x光纤的色散和衰减*

G.657光纤（接入网用抗弯损失单模光纤）G.657A光纤：“弯曲提高”光纤，要求必须与G.652D规范的标准兼容，最小弯曲半径10mm。已在国内的FTTH工程中得到比较好的推广应用。G.657B光纤：“弯曲冗余”光纤，不要求与G.652D规范的标准兼容，最小弯曲半径可降低到7.5mm。G.657B的技术要求和制造工艺要求更高，也已开始应用。符合G.657标准的光纤可以以接近铜缆敷设方式在室内进行安装，降低了对施工人员的技术要求，同时有助于提高光纤的抗老化性能。G.657光纤被认为是FTTH室内光缆应用上的优选。G.657光纤*

2.1.3光缆及其结构光缆是以光纤为主要通信元件，通过加强件和外护层组合成的整体。光缆是依靠其中的光纤来完成传送信息的任务，因此光缆的结构设计必须要保证其中的光纤具有稳定的传输特性。

光缆的分类方法01多模光纤光缆和单模光纤