光传输系统运行与维护 光传输系统运行与维护 3 光纤通信原理1.ppt

* 三要素存在的问题解释 一是必须有稳定的、低损耗的传输媒质(可不能再用空气了哟！)；另一个问题是必须要找到高强度的、可靠的光源。 贝尔用弧光灯或者太阳光作为光源，光束通过透镜聚焦在话筒的震动片上。当人对着话筒讲话时，震动片随着话音震动而使反射光的强弱随着话音的强弱作相应的变化，从而使话音信息“承载”在光波上（这个过程叫调制）。在接收端，装有一个抛物面接收镜，它把经过大气传送过来的载有话音信息的光波反射到硅光电池上，硅光电池将光能转换成电流（这个过程叫解调）。电流送到听筒，就可以听到从发送端送过来的声音了。 * 1870年，折射 1955，吹玻璃 砷化镓铝 * 直到20世纪60年代，最好的玻璃纤维的衰减损耗仍在每公里1000分贝以上。每公里1000分贝的损耗是什么概念呢？每公里10分贝损耗就是输入的信号传送1公里后只剩下了十分之一，20分贝就表示只剩下百分之一，30分贝是指只剩千分之一……1000分贝的含意就是只剩下亿百分之一，只要能设法降低玻璃纤维的杂质，就有可能使光纤的损耗从每公里1000分贝降低到20分贝／公里，从而有可能用于通信。 1973年 bell公司 2.5分贝／公里 1974年 bell公司 1.1分贝／公里 1979年0.2分贝／公里 1984年0.157分贝／公里 1986年0.154分贝／公里 1990年0.140分贝／公里接近理论极限值0.10分贝／公里 * * 只要能设法降低玻璃纤维的杂质，就有可能使光纤的损耗从每公里1000分贝降低到20分贝／公里，从而有可能用于通信。 1973年 bell公司 2.5分贝／公里 1974年 bell公司 1.1分贝／公里 1979年0.2分贝／公里 1984年0.157分贝／公里 1986年0.154分贝／公里 1990年0.140分贝／公里接近理论极限值0.10分贝／公里 * 光纤可以传输数字信号，也可以传输模拟信号。光纤在通信网、广播电视网与计算机网，以及在其它数据传输系统中， 都得到了广泛应用。光纤宽带干线传送网和接入网发展迅速， 是当前研究开发应用的主要目标。 光纤通信的各种应用可概括如下 * 频带宽,通信容量大 T数量级为10的12次方，1T bit/s的速率意味着我们可以用一对只有头发丝1/10粗细的光纤在1秒钟之内将300年的泰晤士报传送到世界上的任何一个角落，或者同时传送10万路电视节目，或同时通1200万路电话。 理论上讲一根单模光纤可利用的带宽达20THz(1THz=1012Hz)以上,现在最先进的光纤通信系统达400GHz,而一路电话带宽约占4KHz频带,一路彩色电视约占6MHz频带 损耗低,中继距离长 单模光纤的最大中继距离可达上百公里，比同轴电缆大几十倍，比铜线大上百倍，如果再使用光纤放大器的话，则可以直通上万公里，而不需要再生中继。 铜缆的损耗特性与缆的结构尺寸及所传输信号的频率有关,光缆的损耗特性仅与玻璃的纯度(或者说透明度)有关,高质量望远镜的镜头其损耗超过500dB/km,目前通信用光纤的最低损耗达0.1 dB/km 具有抗电磁干扰能力 第一是光纤是由非金属的石英介质材料构成的，它是绝缘体，不怕雷电和高压，不受电磁干扰；第二是光纤中传输的是频率很高的光波，而各种干扰的频率一般都比较低，所以它不能干扰频率比它高的多的光波。 光导纤维是绝缘体材料,不受输电线,电气化铁路及高压设备等电器干扰,可以与高压电线平行架设,还可制成复合光缆 美国用光纤代替了A7飞机上的电缆，飞机的重量减轻了12.25Kg。高性能的飞机每增加1磅（等于0.4536kg）的重量，成本就要增加1万美元。12.25 Kg的重量可以节省大约27万美元呢。 无串话,必威体育官网网址性好 通信质量高 线径细,重量轻,柔软 可制成大芯数高密度光缆 单芯光缆可安装在飞机,火箭,潜艇及航天飞机上 节约有色金属,原材料资源丰富 可节约大量铜金属 缺点： 质地脆,机械强度低 光纤切断和接续需要一定的工具,设备和技术 分路,耦合不灵活 光纤,光缆弯曲半径不能过小(20CM) 在偏僻地区存在有供电困难问题 * 包层与纤芯的主要材料均为玻璃，但它们掺杂不同的杂质，使包层与纤芯具有不同的折射率。包层的外面还有一层保护层保护光纤 * 包层与纤芯的主要材料均为玻璃，但它们掺杂不同的杂质，使包层与纤芯具有不同的折射率。包层的外面还有一层保护层保护光纤 * 包层与纤芯的主要材料均为玻璃，但它们掺杂不同的杂质，使包层与纤芯具有不同的折射率。包层的外面还有一层保护层保护光纤 纤芯n1，包层n2 要产生全反射，必须有两个条件：第一，光必须从折射率大的介质射入折射率小的介质；其次，入射角必须大于临界角。二者缺一不可。光从折射率低的介质向折射率高的介质入射时，是绝对不会产生全反射的。