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光通信讲义主要内容 第一部分：光缆与光纤 第二部分：光传输设备概述 第三部分：光网络基本结构 第四部分：光传输常见故障处理 3、光纤传输特性：3个特性 1. 损耗特性:衰耗系数是光纤最重要的特性参数之一，在很大程度上决定了光纤通信的中继距离。 2 .色散特性:当一个光脉冲从光纤中输入，经过一段长度的光纤传输之后，其输出端的光脉冲会变宽，（不同波长的光脉冲在光纤中传输速率不同 造成脉冲展宽）。 3. 光纤传输的非线性效应?:光纤传输的衰耗和色散与光纤长度呈线性变化的，呈线性效应，而带宽系数与光纤长度呈非线性效应。 塑料光纤的构成 塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）制成的。它的特点是制造成本低廉，相对来说芯径较大，与光源的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便。但由于损耗较大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离低速率通信，如短距离计算机网链路、船舶内通信等。目前通信中普遍使用的是石英系光纤。 塑料光纤的示意图 （二）按光在光纤中的传输模式分：单模光纤和多模光纤。 多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm，包层外直径125μm，单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外直径125μm。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km，1.55μm的损耗为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。由于OHˉ的吸收作用，0.90~1.30μm和1.34~1.52μm范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。80年代起，倾向于多用单模光纤，而且先用长波长1.31μm。 多模光纤 多模光纤(Multi Mode Fiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。 多模光纤一般不常用。 单模光纤 单模光纤(Single Mode Fiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来又发现在1.31μm波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU－T在G652建议中确定的，因此这种光纤又称G652光纤。 单模光纤与多模光纤示意图 见图 （三）按最佳传输频率窗口分： 按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。 常规型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300nm。 色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300nm和1550nm。 （四）按折射率分布情况分： 按折射率分布情况分阶跃型和渐变型光纤。 阶跃型：光纤的纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的，包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的，只有一个台阶，所以称为阶跃型折射率多模光纤，简称阶跃光纤，也称突变光纤。 现在常用的单模光纤是阶跃光纤。 （四）按折射率分布情况分： 渐变型光纤：为了解决阶跃光纤存在的弊端，人们又研制、开发了渐变折射率多模光纤，简称渐变光纤。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高次模的光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。 （五）按光纤的工作波长分 按光纤的工作波长分：短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤 短波长光纤是指0.8～0.9μm的光纤；长波长光纤是指1.0～1.7μm的光纤；而超长波长光纤则是指2μm以上的光纤。 5、常用光缆类型衰减系数 衰减系数是多模光纤和单模光纤最重要的特性参数之一，在很大程度上决定了多模和单模光纤通信的中继距离。衰耗系数的定义为：每公里光纤对光信号功率的衰减值。其表达式为： a= 10 lg pi/po 单位为db/km其中：pi 为输入光功率值（w 瓦特）　　　po 为输出光功率值（w 瓦特） 5、常用光缆类型衰减系数 单模光