第一章通信传输线路基础研究报告.ppt

1．损耗 光信号经光纤进行传输后，光信号的强度变弱，或者说光脉冲的脉幅发生降低畸变，从而影响光纤传输的距离。 损耗 纤芯与包层交界面的不平整、材料的不均匀性、折射率分布的不均匀性 固有损耗 （吸收损耗） 本征吸收 杂质吸收 散射损耗 线性散射 非线性散射 结构不完整散射 应用损耗 红外、紫外区域的吸收（电子跃迁、分子振动） 光纤材料中的杂质如氢氧根离子、过渡金属离子（铜、铁、铬等）对光的吸收 瑞利散射（材料粒子远小于波长时的“弹性散射”）、米氏散射 高功率情况下将出现的（布里渊散射、拉曼散射等） 施工应用中的微弯曲、残余应力等引起 1．色散 当一个光脉冲从光纤输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，甚至有了明显的失真。可以理解为光信号的不同模式或频率分量在经光纤传输过程中产生了时延，接收端光脉冲信号出现了展宽，从而影响光纤传输的距离和带宽（容量）。 色散 模式色散 材料色散 波导色散 在多模光纤中，每种传播模式具有不同的传播速度与相位（路径不同）引起的 材料的折射率频率特性、光信号的频谱宽度引起的 光纤的波导结构参数所引起的 （多模光纤） （单模光纤） 需要指出的是，在大容量、高速率、长距离的长途光缆传输中，特别是集成光学、光纤放大器以及超高带宽的G655光纤的广泛应用，光纤的非线性效应和偏振模色散（PMD）影响将越来越成为制约长距离传输的重要因素。 1.3.1 光缆的种类 1.3.2 光缆特性 1.3.3 光缆的端别 1.3.4 光纤的纤序色谱 1.3.5 光缆型号和应用 1.3.6 光缆传输器实物的了解 1.3 光缆的结构、类型及特性 光缆一般由缆芯、护层、加强构件等部分组成。如图1-16所示。 图1-16 光缆的基本结构 1.3.1 光缆的种类 光缆一般由缆芯和护套两部分组成，有时在护套外面加有铠装。 1．缆芯 缆芯通常包括被覆光纤（或称芯线）和加强件两部分。被覆光纤是光缆的核心，决定着光缆的传输特性。加强件起着承受光缆拉力的作用，通常处在缆芯中心，有时配置在护套中。加强件通常用杨氏模量大的钢丝或非金属材料例如芳纶纤维（Kevlar）做成。 光缆类型多种多样，根据缆芯结构的特点，光缆可分为以下四种基本型式 1）．层绞式 把松套光纤绕在中心加强件周围绞合而构成。这种结构的缆芯制造设备简单，工艺相当成熟，得到广泛应用。采用松套光纤的缆芯可以增强抗拉强度，改善温度特性。层绞式光缆如图1-17所示。 图1-17 层绞式光缆示意图 图1-17 层绞式光缆示意图 2）．骨架式 把紧套光缆或一次被覆光纤放入中心加强件周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成。这种结构的缆芯抗侧压力性能好，有利于对光纤的保护。骨架式光缆如图1-18所示。 图1-17 层绞式光缆示意图 图1-18 骨架式光缆示意图 3）．中心束管式 把一次被覆光纤或光纤束放入大套管中，加强件配置在套管周围而构成。这种结构的加强件同时起着护套的部分作用，有利于减轻光缆的重量。中心束管式光缆如图1-19所示。 图1-19 中心束管式光缆示意图 4）．带状式 把带状光纤单元放入大套管内，形成中心束管式结构，也可以把带状光纤单元放入骨架凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构。带状式缆芯有利于制造容纳几百根光纤的高密度光缆，这种光缆已广泛应用于接入网。带状式光缆如图1-20所示。 图1-20 带状式光缆示意图 2．护套 护套起着对缆芯的机械保护和环境保护作用，要求具有良好的抗侧压力性能及密封防潮和耐腐蚀的能力。护套通常由聚乙烯或聚氯乙烯（PE或PVC）和铝带或钢带构成。不同使用环境和敷设方式对护套的材料和结构有不同的要求。 1.3.2 光缆特性 光缆的传输特性取决于被覆光纤。对光缆机械特性和环境特性的要求由使用条件确定。光缆生产出来后，对这些特性的主要项目，例如拉力、压力、扭转、弯曲、冲击、振动和温度等，要根据国家标准的规定做例行试验。成品光缆一般要求给出下述特性，这些特性的参数都可以用经验公式进行分析计算，这里我们只作简要的定性说明。 1．拉力特性 光缆能承受的最大拉力取决于加强件的材料和横截面积，一般要求大于1km光缆的重量，多数光缆在100～400kg范围。 2．压力特性 光缆能承受的最大侧压力取决于护套的材料和结构，多数光缆能承受的最大侧压力在100～400kg/10cm 3．弯曲特性 弯曲特性主要取决于纤芯与包层的相对折射率差△以及光缆的材料和结构。实用光纤最小弯曲半径一般为20～50mm，光缆最小弯曲半径一般为200～500mm，等于或大于光纤最小弯曲半径。在以上条件下，光辐射引起的光纤附加损耗可以忽略，若小于最小弯曲半径，附加损耗则急剧增加。 4．温度特性 光纤本身具有良好的温度特性。光缆温度特性主要取决于光缆材料的选择及结构的设计，采用松套管二