基本光纤、光缆知识专用课件.ppt

光纤的损耗机理(2) 瑞利散射是一种基本损耗机理。 由于制造过程中沉积到熔石英中的随机密度变化引起的，导致折射率本身的起伏，使光向各个方向散射。 大小与?4成反比，?R＝C/ ?4（dB/km）因而主要作用在短波长区。 瑞利散射损耗对光纤来说是其本身固有的，因而它确定了光纤损耗的最终极限。 在1.55 ?m波段，瑞利散射引起的损耗仍达0.12~0.16 dB/km ，是该段损耗的主要原因。 光纤的损耗机理(3) 辐射损耗又称弯曲损耗，包括两类：一是弯曲半径远大于光纤直径，二是光纤成缆时轴向产生的随机性微弯。 定性解释：导模的部分能量在光纤包层中（消失场拖尾）于纤芯中的场一起传输。当发生弯曲时，离中心较远的消失场尾部须以较大的速度行进，以便与纤芯中的场一同前进。这有可能要求离纤芯远的消失场尾部以大于光速的速度前进，由于这是不可能的，因此这部分场将辐射出去而损耗掉。 3.3.2 光纤的色散特性 p11 光纤色散：信号能量中的各种分量由于在光纤中传输速度不同，而引起的信号畸变。将引起光脉冲展宽和码间串扰，最终影响通信距离和容量。 色散类型 模间色散：不同模式对应有不同的模折射率，导致群速度不同和脉冲展宽（仅多模光纤有） 波导色散 ?(?)：传播常数随频率变化 材料色散 n(?)：折射率随频率变化 偏振模色散PMD 波长色散 群速色散(GVD) 由光源发射进入光纤的光脉冲能量包含许多不同的频率分量，脉冲的不同频率分量将以不同的群速度传播，因而在传输过程中必将出现脉冲展宽，这种现象称为群速色散（GVD）、模内色散或简言之光纤色散。包括材料色散和波导色散。 Chromatic dispersion causes different wavelengths of a light pulse to travel at different speeds in fiber, resulting in pulse spreading 光脉冲展宽p51(1) 光脉冲展宽：由于光脉冲包含许多频率分量，因而群速度的频率相关性导致了脉冲传输过程中展宽，不再同时到达光纤输出端。 为群速色散（GVD） 脉冲展宽同?2、光纤长度L和信号谱宽??成正比 ?2决定了脉冲在光纤中的展宽程度 70芯骨架式光缆 骨架式自承式架空光缆 左图为基本单元结构。右图所示是采用骨架式结构的自承式架空光缆。 3、束管式结构光缆 P38 把一次涂覆光纤或光纤束放入大套管中，加强芯配置在套管周围而构成。 图中所示的光缆结构即属护层增强构件配制方式。 芯束管式光缆 分散加强构件配置方式的束管式结构光缆。 6～48芯束管式光缆 4、带状结构光缆 P38 把带状光纤单元放入大套管中，形成中心束管式结构；也可把带状光纤单元放入凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构。如图所示。 5、单芯结构光缆 单芯结构光缆简称单芯软光缆，如图所示。 这种结构的光缆主要用于局内（或站内）或用来制作仪表测试软线和特殊通信场所用特种光缆以及制作单芯软光缆的光纤。 单芯软光缆 6、特殊结构光缆 特殊结构的光缆，主要有光/电力组合缆、光/架空地线组合缆和海底光缆和无金属光缆。这里只介绍后两种。 ① 海底光缆 有浅海光缆和深海光缆两种。 ② 无金属光缆 无金属光缆是指光缆除光纤、绝缘介质外（包括增强构件、护层）均是全塑结构，适用于强电场合，如电站、电气化铁道及强电磁干扰地带。 浅海光缆 一般的海底光缆结构与性能的设计基本要求分为几个方面： 　　传输性能：光纤容量、性能满足传输系统的整体要求； 　　机械性能：能承受在规定水深内敷设、打捞时由海光缆本身的全部海水中重量所带来的各种静态或动态负荷时的抗拉强度。对于有中继系统，还要考虑海底光中继器的重量； 　　环境性能：结构具备足够的纵向阻水性能，以保证海光缆在海底运行中发生故障后待维修期间内海水渗入光缆的长度处于规定数值之内，同时具备足够的使用寿命； 　　电气性能：对于有中继海底系统，或有其他供电要求的海光缆，其结构内电导体能够满足传输系统全部中继器所需的工作电流和系统耐电压强度。 　　因此，完整的海底光缆结构设计应该确定(以有中继海底光缆系统用海光缆为例)：单元光缆段长度；系统供电电压；光缆安装敷设、打捞回收时的最大受力强度；光缆承力结构抗拉强度指标；渗水压力与渗水长度。光纤的传输性能主要取决于系统的传输性能设计，从选择光纤预制棒着手。  二、光缆可分为那几类？ 1．按传输性能、距离和用途分 可分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用户光缆。 2．按光纤的种类分 可分为多模光缆、单模光缆。