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光纤通信技术与应用 江西师范大学通信系 叶志清 Part 1 光纤及光通信技术简介 光通信 用光波载运信息，实现通信 光纤通信 以光波载运信息，用光纤作传输媒体，实现通信 光纤通信的优点 频带宽、信息容量大 传输损耗低、无中继距离远 材料丰富 抗电磁干扰 光纤间串话小，必威体育官网网址性好 耐腐蚀、耐高压 体积小、质量轻 光通信的发展过程 可见，光纤的数值孔径（NA）仅取决于纤芯的折射率的大小及包层相对折射率差，而于光纤的直径无关。 标准多模光纤的NA公称值一般为0.2，对应的孔径角约为11.5o。 标准单模光纤的NA公称值一般为0.1～0.15，对应的孔径角约为5.7o~8.6o。 光纤结构 国外光纤技术发展情况 国内现状 1991年，研制出G.653色散位移光纤。最小衰减达0.22dB/km 1997年，研制出G.655非零色散位移光纤 “六五”、“七五”、“八五”铺设“八纵八横”光纤线路总长约七万公里 * * 内容 光纤光栅技术与应用 Part 1 光纤（Optical Fiber）及光通信技 术简介 Part 2 光纤光栅（Optical Fiber Grating） Part 3 光纤光栅的应用 内 容 通信波段划分及相应传输媒介 频率 Hz 101 107 102 106 103 105 104 104 105 103 106 102 107 101 108 100 109 10-1 1010 10-2 1011 10-3 1012 10-4 1013 10-5 1014 10-6 1015 自由空间波长（m） 电力、电话 无线电、电视 微波 红外 可见光 双铰线 同轴电缆 光纤 卫星/微波 AM无线电 FM无线电 频段划分 传输介质 电磁波谱的划分 光纤通信技术与应用 光纤及光通信技术简介 光纤通信技术与应用 光通信的发展 光纤通信技术与应用 雏形：古代烽火、手旗、灯光 潜望镜原理——光波导之雏形 光纤基本理论 光纤通信技术与应用 菲涅耳定律：n1sinθ1=n2sinθ2 n1 n2 n1n2 θ1 θ2 n2 n1 n1n2 θ2 θ1 结论：若要实现全反射，则必须有 n1n2 光纤基本理论 光纤通信技术与应用 Φmax=arcsin(NA) φ n1 n2 光纤基本理论 光纤通信技术与应用 纤 芯 包 层 涂敷层 护 套 光纤结构 光纤通信技术与应用 单模光纤内径：9μm 多模光纤内径：50μm 外径：125μm 尺寸规格： 光纤结构 光纤通信技术与应用 两种常用光纤的结构及其折射率分布 机械手 Mechanical handle Capstan 对中卡头Three-jaw chuck Modified Chemical Vapor Deposition 高温炉Graphite furnace 测温仪 Pyro meter 分离及沉积处理Separate deposition 测径仪 Fiber diameter Gauge 空气净化系统 Clear Air System 机械手 Mechanical handle 涂杯 Coat cup 对中 ition center control 光固化 vioiet Curing System 涂杯 Coat cup 对中 ition center control 光固化Ultravioiet Curing System 对中 ition center control 热固化Ultravioiet Curing System 涂杯 Coat cup 对中 ition center control 热固化Ultravioiet Curing System 气相色谱 VaporPhase chromatogrameter 基 座 高温炉 配重 排除尾气 光缆构成 光纤通信技术与应用 常用光缆的典型构成 光纤技术发展概况 光纤通信技术与应用 20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400dB以上 1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤损耗可降至20dB/km以下 日本于1969年研制出第一根通信用光纤损耗为100dB/km 1970年康宁公司（Corning）采用“粉末法”先后获得了损耗低于20dB/km和4dB/km的低损耗石英光纤 1974年贝尔实验室（Bell）采用改进的化学汽相沉积法制出性能优于康宁公司的光纤产品。 到1979年，掺锗石英光纤在1.55μm处的损耗已经降到0.2dB/km，这一数值已经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光