第1部分第2章光纤光缆.doc

专业 分享 Word可编辑资料 第二章 光纤、光缆 本章主要介绍光纤及其主要特性、光纤通信基本原理、光纤通信优越性、光缆的类型、结构、种类和规格、物理性能等知识。 第一节 光纤 一、光纤的结构 通信用的光纤是指由透明通光性良好的材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做成的包层所被覆，并将射入纤芯的光信号，经包层界面的全反射，使光信号保持在纤芯中传播的媒体，达到传输通信信号的目的。光纤的基本结构如图2-1-1所示。光纤结构的关键就是保证纤芯的折射率n1比包层的折射率n2稍大。通信用光纤的外径一般均为125μm,但纤芯直径多模光纤的为50μm左右，单模光纤的为10μm左右 图2-1-1 只有纤芯和包层的光纤，就是光纤接续时剥除涂敷层后的裸纤。它的强度较差，尤其是柔软性差，为达到实际使用的要求，在光纤制造过程中，在裸纤从高温炉拉出后2秒种内立即进行涂覆，经过涂覆后的光纤才能用来制造光缆，满足通信传输的要求。通常所说的光纤就是指的这种涂覆光纤。如图2-1-2所示为使用最广泛的两种光纤的结构。图a为紧套光纤，如常见的尾纤，图b为松套光纤，经过着色处理 图2-1-2 套塑 二、光纤的种类 光纤的分类方法很多，主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、材料性质和套塑方法等归纳的，现将各种常用的分类方法，举例如下。 1、工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（波段为0.85μm、1.3μm、1.55μm、1.625μm）。通信常用的为红外光纤，具体分类和使用见表2-1 表2-1 分类 短波长光纤 长波长光纤 波段(μm) 0.8--0.9 1.3 1.5 1.6 使用范围 短距离,单信道 单信道,较长距离.PDH SDH，长距离, WDM DWDM 典型光纤 G651 G652B G655B G655CG656 2、折射率分布：阶跃（SI）型、渐变(梯度)（GI）型、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。其中单模光纤为阶跃型光纤。主要结构及传输情况图2- 图2-1-3 三种基本类型的光纤 (a) 阶跃型多模光纤（SIF） (b) 渐变型多模光纤（GIF） （c） 单模光纤（SMF） 3、按传输模式分类：单模光纤、多模光纤。 4、按套塑结构分类：紧套光纤如图2-1-2（a）和松套光纤如图2-1-2(b)所示(其外边需套上一个较松的套管,使之可以在中间松动)。在施工中 5、按原材料分类：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合材料（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。 6、按制造方法分类：预制棒有汽相轴向沉积法（VAD）、化学汽相沉积法（CVD）等。 三、光纤的结构参数 1．几何参数包括： 纤芯直径：纤芯直径是指在光纤的横截面上能够确定纤芯中心的圆的直径。 包层直径：包层直径是指在光纤的横截面上能够确定包层中心的圆的直径（常指光纤外径）。 不圆度： 纤芯或包层的不圆度是指断面最大直径与最小直径的差与标称直径的比值。它的不良将对偏振模色散有较大影响。 同心度：所谓纤芯/包层同心度，是指纤芯在光纤芯内所处的中心程度。对于单模光纤，纤芯/包层同心度误差是纤芯中心与包层中心之间的距离。不良的纤芯/包层同心度，在各类接续设备与连接器内部会引起接续困难和定位不良。 2．光学参数主要有： 数值孔径：表征光纤接收光的能力大小；光纤的数值孔径（N.A）对光源耦合效率、光纤损耗、弯曲的敏感性以及带宽有着密切的关系，数值孔径大，容易耦合，微弯敏感小，带宽较窄。 模场直径：单模光纤中传输的基模场强在光纤横截面内分布的范围；对于传输光纤而言，模场直径（或有效面积MFD）越大越好。 截止波长：保证单模光纤中光信号单模传输的最小工作波长（λc）。 四、带状光纤简介 由于近年来光缆网络的迅速发展，特别是光纤接入网的迅速推广，大芯数光缆被更多的采用，对于大芯数光缆建设，采用带状光纤可以极大的提高施工速度。 带状光纤通常由4、6、8、12、24芯涂覆光纤，采取UV固化粘结材料粘结成带状，通过粘结材料把带状光纤组合成阵列排列（如图2-1-4）。接续时一般可以同时一次性完成 a 典型的边缘粘结型光纤带横截面 b 典型的整体包覆型光纤带横截面 图2-1 带状光纤的主要性能指标如下 1、几何特性： 图2-5几何参数示意 表2-2最大几何参数通信行业标准 光纤数n 宽度W（μm） 厚度t（μm） 相邻光纤水平间距d（μm） 两侧光纤水平间距b（μm）