光纤传输技术课件.ppt

本章主要内容 光纤传输技术概述 光纤的种类 光纤的传输理论、传输特性、性能参数 光无源器件 光有源器件 光纤的应用 光纤设备的使用和维护 教学目标 了解光通信技术的基本原理和过程，掌握光设备的使用，连接和测量方法以及基本故障检修。 第一部分 概述 什么是光纤？ 什么是光纤技术？ 为什么要学习《光纤技术基础》？ 一、什么是光纤？ 二、为什么要学习光纤技术基础？ 从专业方向和知识面看 从光纤的应用看 从光纤技术的发展趋势看 专业方向： 无线电通讯 计算机网络 2、从光纤的应用看 光纤在通信中的应用 范围： 公用通信（全国性宽带综合业务数字网、省内 中距线路、市内局间线路和用户网、 乡村线路以及沿海岛屿间的线路等） 专用通信（各企业、工矿、机关、学校等大、中 型单位内部专用的局域网、电力线通 信线路、铁道线通信线路、交通管理 监控线路、电视台发射传输线路等 ） 工业发达国家和我国均已宣布： 干线大容量通信线路不再新建同轴电缆，而全部铺设光缆。 2、光纤的应用——“传”和“感” 第二部分 光纤分类 光纤的分类 光纤材料 2.1 光纤的分类 一、按照光纤横截面折射率分布不同来划分 阶跃折射率分布光纤(Step-Index Optical Fiber，SIOF) 纤芯折射率n1沿半径方向保持一定，包层折射率n2沿半径方向也保持一定，而且纤芯和包层的折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤称为阶跃型光纤，又称为均匀光纤。 渐变折射率分布光纤(Graded-Index Optical Fiber，GIOF) 如果纤芯折射率n1随着半径加大而逐渐减小，而包层中折射率n2是均匀的，这种光纤称为渐变型光纤，又称为非均匀光纤。 二、按照纤芯中传输模式的多少来划分 单模光纤(Single Mode Fiber，SMF)  光纤中只传输一种模式时，叫做单模光纤。 单模光纤的纤芯直径较小，约为4～10μm。 适用于大容量、长距离的光纤通信。 多模光纤(Multi-Mode Fiber，MMF)  在一定的工作波长下，多模光纤是能传输多种模式的介质波导。 多模光纤可以采用阶跃折射率分布，也可以采用渐变折射率分布。 多模光纤的纤芯直径不等，但基本都大于单模光纤（50~62.5μm ）。 波导模解释 光波导由于只在其轴向传播能量，同时光能量在横向又被限制在一定的空间内，因此在轴向的光波为行波或行波与驻波的叠加，而在横向则必然是驻波，横向不同的驻波结构就构成了光波导不同的传播模式． 当光波导的横向尺寸及折射率分布所确定的波导结构只能传播一个横向驻波结构的光时，我们称之为单模光波导．能传播一个以上的横向驻波结构时，称之为多模光波导． 由于横向驻波的节距与光波波长和光的传播方向有关，因此．光波导是单模还是多模与其传播的光的波长有关． 三、 按光纤的工作波长分类 短波长光纤（0.8～0.9μm ） 长波长光纤（1.0～1.7μm ） 超长波长光纤。（2~5μm ） 第三部分 光纤的特性参数 光纤的损耗 光纤的色散与带宽 单模光纤模场半径 单模光纤截止波长 3.1 光纤的损耗 分贝单位 利用下面的一般定义，可将 任意比率R转化为分贝单位： R=Pout/Pin (功率比） R’（in dB）=10lgR（功率增益） R=1,R’=0; R1, R’0。 例：1mw的信号经过100km的光纤传输后降至1μw,则光功率衰减多少分贝？损耗系数是多少？ R=Pout/Pin R’＝－30dB， α＝－0.3dB/km *10km的光纤衰减？ 若所有器件的光损耗都用分贝表示,则发射或接收功率P也用分贝量度就非常有用.定义: P’(in dBm)=10lg(P/1mw) 1mw作为参考功率. 例：当P=1mw时 P’= 10lg(1mw/1mw)=0dBw 当P=10mw时 P’= 10lg(10mw/1mw)=10dBw 当P=100mw时 P’= ？dBw 通过改变参考功率值,还可以引入其他表示光功率的分贝单位,如dBμ,dBw. 这样,