光接入网基本知识课件.ppt

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1、2013家庭宽带装维管理员训练营第一期1、概述2、通信用光纤3、常用的光器件4.光纤接续光的本质我们日常生活中的可见光的波长为390nm—760nm。光纤通信所用的光波长范围在800－1600nm的近红外区。光波是一种电磁波，光是一种按照电磁定律在场内传播的电磁扰动（振动）。光纤通信－光纤传输的本质属于有线通信以光波为载频，以光导纤维为介质的通信方式光纤通信定义光纤通信简史1966年，高锟提出光通信概念1970年，实验室制出第一条多模光纤，衰耗为20dB/KM1976年，发现1310和1550两个低衰耗窗口1980年，光纤在1550窗口的衰减系数已降

2、到0.2dB/KM1981年，光纤通信开始大规模商用，速率从45M到目前的400Gb/s光纤通信原理光纤通信优点光纤通信优点光纤通信缺点1、概述2、通信用光纤3、常用的光器件4.光纤接续光纤作为光纤通信系统的物理传输媒介，有着巨大的优越性。本单元首先介绍光纤的导光原理，然后介绍光纤结构与类型的，最后简要介绍几何特性、光学特性、传输特性。光纤如何导光的？光纤是什么结构？光在光纤中如何传播？光纤有什么特性？光纤的分类有哪些？与光纤有关的问题光在均匀介质中是沿直线传播的，其传播速度为：v=c/n式中：c＝3×108m/s，是光在真空中的传播速度；n是介质的

3、折射率。常见物质的折射率：空气1.003；水1.33；玻璃(SiO2)1.52～1.89；钻石2.42；硅3.5折射率大的媒介称为光密媒介，反之称为光疏媒介光在不同的介质中传输速度不同光纤的导光原理纤芯n1包层n2n1临界角光纤的导光原理通信用光纤的主要成分是高纯度石英，掺杂剂用于改变折射率。纤芯包层一次涂敷层（硅酮树脂或聚氨基

4、甲酸乙脂）1.5cm125um9-50um二次涂敷层（尼龙或聚乙烯）（增加机械性能和弯曲性）光纤的结构光纤的结构光纤是由纤芯、包层、涂覆层和护套构成的一种同心圆柱体结构纤芯包层涂覆层纤芯：折射率较高，用来传送光包层：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件护套：强度大，能承受较大冲击，保护光纤1.按传输模式的数量分类按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤(Multi-ModeFiber，MMF)和单模光纤(SingleModeFiber，SMF)。多模光纤和单模光纤是由光纤中传输的模式数决定的，判断一根光纤是不是单模传输，除了光纤自身的结构参数外

5、，还与光纤中传输的光波长有关。光纤的类别——模式多模光纤：顾名思义，多模光纤就是允许多个模式在其中传输的光纤，或者说在多模光纤中允许存在多个分离的传导模。优点：芯径大，容易注入光功率，可以使用LED作为光源缺点：存在模间色散，只能用于短距离传输模间色散：每个模式在光纤中传播速度不同，导致光脉冲在不同模式下的能量到达目的的时间不同，造成脉冲展宽。光纤的类别——模式单模光纤：只能传输一种模式的光纤称为单模光纤。优点：单模光纤只能传输基模(最低阶模)，它不存在模间时延差，因此它具有比多模光纤大得多的带宽，这对于高码速长途传输是非常重要的。缺点：芯径小，较多

6、模光纤而言不容易进行光耦合，需要使用半导体激光器激励。光纤的类别——模式单模光纤和多模光纤几何尺寸当光纤的几何尺寸（主要是芯径d）远大于光波波长时（约1μm），光纤传输的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模式，即多模传输。当光纤的几何尺寸（主要是芯径d）较小，与光波长在同一数量级，如芯径d在4μm～10μm范围，这时，光纤只允许一种模式（基模）在其中传播，即单模传输。其余的高次模全部截止。光纤的类别——模式2.按光纤截面上折射率分布分类按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为阶跃型光纤(Step-IndexFiber，SIF)和渐变型光纤(Grade

7、d-IndexFiber，GIF)，其折射率分布如图所示。光纤的类别——折射率分布光纤的类别——折射率分布阶跃型光纤是由半径为a、折射率为常数n1的纤芯和折射率为常数n2的包层组成，并且n1>n2,n1=1.463~1.467,n2=1.45~1.46。渐变型光纤与阶跃型光纤的区别在于其纤芯的折射率不是常数，而是随半径的增加而递减直到等于包层的折射率。光纤的类别——折射率分布光在阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤的传播轨迹分别如图所示。光在阶跃折射率多模光纤中的传播光在渐变折射率多模光纤中的传播光纤的类别——折射率分布按套塑可以将光纤分为松套光纤和紧套光

8、纤。紧套光纤就是在一次涂覆的光纤上再紧紧地套上一层尼龙或聚乙烯等塑料套管，光纤在套管内不能自由活动。松套光纤