第八讲光纤的损耗案例
光纤的损耗特性教案(精)
知识点光纤的损耗特性
一、教学目标：
理解光纤的损耗特性
二、教学重点、难点：
重点掌握光纤的损耗特性和损耗影响。
三、教学过程设计：
1.知识点说明
为了保障光纤通信线路的可靠性和使用寿命，光纤的损耗特性是非常重要的性能参数。
2.知识点内容
1）损耗的概念
2）光纤的损耗特性
3.知识点讲解
3）讲解损耗的定义及计算公式，损耗系数的定义和概念，以及何种因素引起了光纤的损耗。
4）讲解光纤的损耗变化曲线，光纤的3个工作窗口对应的损耗，举例说明损耗在光通信中对信号损耗的影响，以及对传输容量的影响。
四、课后作业或思考题：
1、光纤的三个工作窗口和损耗的关系？
一般的光纤在波长0.7～1.6μm之间有三个衰耗高峰，每两个衰耗峰之间有一个相对低的衰耗区域，这三个波长区域被用作光纤通信的可用波长段。
光纤有三个低损耗窗口：（1）0.85μm附近，损耗2 ～4dB/km;（2）1.31 μm附近，损耗约0.5dB/km;（3）1.55 μm附近，损耗约0.2dB/km。
五、本节小结：
为了保障光纤通信线路的可靠性和使用寿命，光纤的损耗特性是非常重要的性能参数。
光纤应用中的损耗及解决方案
④在使用中和使用后应及时去除熔接机中的灰尘（特别是夹具、各镜面和ｖ型槽内的粉尘和光纤碎末）。
⑤熔接机电极的使用寿命一般约2000次，使用时间较长后电极会被氧化，导致放电电流偏大而使熔接损耗值增加。此时可拆下电极，用蘸酒精的医用脱脂棉轻轻擦拭后再装到熔接机上，并放电清洗一次。若多次清洗后放电电流仍偏大，则须重新更换电极。
（4）保证接续环境符合要求
严禁在多尘及潮湿的环境中露天操作，光缆接续部位及工具、材料应保持清洁，不得让光纤接头受潮，准备切割的光纤必须清洁，不得有污物。切割后光纤不得在空气中暴露时间过长尤其是在多尘潮湿的环境中。接续环境温度过低时，应采取必要的升温措施。
（5）制备完善的光纤端面
①宏弯损耗 光纤的曲率半径比光纤直径大的多的弯曲（宏弯）引起的附加损耗，主要原因有：路由转弯和敷设中的弯曲；光纤光缆的各种预留造成的弯曲（预留圈、各种拿弯、自然弯曲）；接头盒中光纤的盘留、机房及设备内尾纤的盘绕等。
②微弯损耗 光纤轴产生μm级的弯曲（微弯）引起的附加损耗，主要原因有：光纤成缆时，支承表面微小的不规则引起各部分应力不均匀而形成的随机性微弯；纤芯与包层的分界面不光滑形成的微弯；光缆敷设时，各处张力不均匀而形成的微弯；光纤受到的侧压力不均匀而形成的微弯；光纤遇到温度变化，因热胀冷缩形成的微弯。
（6）正确使用熔接机
正确使用熔接机是降低光纤接续损耗的重要保证和关键环节。
①应严格按照熔接机的操作说明和操作流程，正确操作熔接机。
②合理放置光纤，将光纤放置到熔接机的V型槽中时，动作要轻巧。这是因为对纤芯直径为10 nm的单模光纤而言，若要熔接损耗小于0.1dB，则光纤轴线的径向偏移要小于0.8nm。
《光纤损耗和色散》课件
色散评估指标：色散系数、色散斜 率、色散带宽等
色散评估应用：光纤通信系统设计、 光纤选型、光纤性能评估等
光纤损耗和色散的关系
损耗和色散的相互影响
光纤损耗：光在光纤中传输时，由于各种原因导致的能量损失
色散：光在光纤中传输时，由于不同波长的光速不同，导致光脉冲在传输过程中发生展宽和变 形的现象
损耗与色散的关系：损耗和色散是相互影响的，损耗越大，色散越严重
光纤损耗和色散
汇报人：PPT
Hale Waihona Puke 单击输入目录标题 光纤损耗 光纤色散 光纤损耗和色散的关系 光纤损耗和色散的应用
添加章节标题
光纤损耗
定义和分类
分类：根据损耗原因，可以 分为吸收损耗、散射损耗和 弯曲损耗
光纤损耗：光纤在传输过程 中由于各种原因导致的光能 损失
吸收损耗：光纤材料对光的 吸收导致的损耗
添加 标题
材料色散：由于光纤材料对不同波长的光的 折射率不同，导致光脉冲在传播过程中发生 展宽和变形的现象。
添加 标题
波导色散：由于光纤中不同模式的光速不同， 导致光脉冲在传播过程中发生展宽和变形的 现象。
影响色散的因素
光纤材料：不同材料对色散的影响不同 光纤长度：光纤越长，色散越严重 光纤直径：直径越大，色散越小 光纤温度：温度越高，色散越严重 光纤弯曲：弯曲程度越大，色散越严重 光纤折射率：折射率越高，色散越小
降低色散的方法
采用低色散光纤，如G.652光纤 采用色散补偿技术，如色散补偿光纤 采用色散补偿设备，如色散补偿器 采用色散补偿算法，如色散补偿软件
色散的测量和评估
色散测量方法：光谱分析法、干涉 法、光时域反射法等
色散测量设备：光谱分析仪、干涉 仪、光时域反射仪等
光缆通道允许最大损耗
光缆通道允许最大损耗全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：光缆通道允许最大损耗是指在光纤通信系统中，信号在传输过程中所能允许的最大光功率损失。
光缆通道允许最大损耗是一个非常重要的指标，它直接影响着光信号在传输过程中的稳定性和可靠性。
光缆通道允许最大损耗需要根据光缆的材料、长度、连接器、接头等因素进行计算和确定，一般来说，允许最大损耗越小，传输距离越长，信号质量越高。
下面我们就来详细介绍一下关于光缆通道允许最大损耗相关的内容。
影响光缆通道允许最大损耗的因素有很多，其中最主要的包括光纤材料、光缆长度、连接器质量、接头质量等。
光纤的传输损耗是光缆通道允许最大损耗的主要来源之一，不同材料的光纤传输损耗值是不同的，一般来说，低损耗的光纤材料可以有效降低光缆通道的传输损耗。
光缆的长度也是影响光缆通道允许最大损耗的重要因素，通常来说，光缆长度越长，传输损耗就越大。
连接器和接头的质量也会影响光缆通道允许最大损耗。
连接器和接头是光缆通道中不可缺少的部分，它们在连接光缆时会对光信号的传输起着重要的作用，如果连接器和接头质量不好，会导致光信号传输时损耗增大，从而影响整个光缆通道的传输质量。
在设计光缆通道时，一定要选择质量较好的连接器和接头，以确保光缆通道传输损耗在合理的范围内。
合理设置光缆通道允许最大损耗对于保障光纤通信系统的稳定性和可靠性至关重要。
在实际应用中，光缆通道允许最大损耗需要根据具体的传输距离、系统设计要求等因素进行合理设置，必须保证允许最大损耗值在可接受的范围内，才能保证信号的传输质量和通信系统的正常运行。
设计者在进行光缆通道的规划和布线时，一定要对允许最大损耗进行认真的计算和设置，以确保光信号可以在通信系统中稳定地传输并达到预期的效果。
第二篇示例：光缆通道允许最大损耗是指在光缆传输过程中光信号的衰减程度，通常以分贝（dB）为单位来表示。
光缆通道的最大损耗值对于光通信系统的性能起着至关重要的作用。
在设计和规划光纤网络时，合理确定光缆通道允许最大损耗值是保证光信号传输质量和可靠性的关键之一。
光纤中的损耗
解。 方程中的介电常数 ε(ω) 近似为 ε(ω) = ( n +Δn ) 2 ≈ n α Δn, 其中 Δn≈ n2 | E | 2 + i 作为微扰 。 + 2n 首先在 Δn = 0 2 k0 的情形 (普通单模光纤在线性极化情形 ) 下求得模场分布函 数 F ( x, y ) 和对应的波数 β(ω) ; 然后再考虑 Δn的影响 。 根据
∫ ∫ ∫ ∫
式中 x 为假定沿 x 方向偏振光的单位偏振矢量 , E ( r, t) 为时 将 β代入方程 ( 19 ) 可求得慢变振幅 的傅里叶变换 间的慢变函数 。 类似地 , 极化强度分量 PL ( r, t) 和 PNL ( r, t) 也 9A β-β ( 22 ) = i[β(ω) +Δ 有相似的表达式 。 0 ]A 9z 由于非线性效应 , 非线性极化 PNL ( r, t) 对电场 E ( r, t) 2 2 ( ) β β β (β - β 方 0)。 的响应有一定的延迟 , 光纤介质的极化率 χ3 对电场的响应 这里用到了为小量Δ , 并做了近似β - ≈ 2 2 ( 22 ) 的傅里叶逆变换给出了 A ( z, t) 的传输方程 。 程 然而 ,我 时间一般为几十飞秒 , 因此对于飞秒量级的光脉冲 , 一般需 β(ω) 的准确函数形式 , 因此 , 在频率 ω0 处把 要考虑非线性色散效应 ; 对于皮秒量级的光脉冲 , 我们可以 们很少能知道 ( 3) β (ω) 展开成 Taylo r级数 : 认为非线性响应是瞬时的 。 所以三阶极化率 χ 的时间关系 1 1 可由三个 δ( t - t1 ) 函数的积得到 。 由 ( 9 ) 式得 β(ω) = β ω - ω0 )β (ω - ω0 ) 2β (ω 0 + ( 1 + 2 + 2 6 ( 3) ( 11 ) PNL ( r, t) = ε 0χ …E ( r, t 1 ) E ( r, t 2 ) E ( r, t 3) ω0 ) 3β ( 23 ) 3 + … , 忽略三次谐波 , 则有 其中 : ( 12 ) PNL ( r, t) ≈ ε 0ε NL E ( r, t) j β βj = d j , j = 1, 2 … . 3 ( 3) 2 χ | E ( r, t) | 为介电常数的非线性部分 。 ω ω =ω0 其中 ε d NL = 4 xxx ω ν ω0 , 则展开式中的三次项及高阶项通常都可以 若谱宽 Δ 根据慢变包络近似和 PNL 的微扰假设 , 可以将 ε NL 作为 被忽略 , 这与前面的准单色假定一致 。 在某些特定的 ω0 值 , 常数处理 。 将以上关系式代入 ( 5 ) 式 , 有 若β 将 2 ≈ 0, 即在光纤的零色散波长附近 , 需要考虑三次项 。 2 2 ( 13 ) 方程 ( 23 ) 代入到方程 ( 22 ) , 并取傅里叶逆变换 , 得到慢变振 E +ε(ω) k0 E = 0 ω 幅包络 A ( z, t) 的微分方程 : 其中 k0 = , 且介电常数 c 9A 9A i 92 A Δ ( 1) β ( 24 ) =-β +iβ A , 2 ε(ω) = 1 +χ ( ω ) ε ( ) + 14 xxx NL 9z 9t 2 9t2 β由 ( 21 ) 给定 , 它包括了光纤的损耗和非线性效应 。 其中 Δ 这里 E 是 E 的傅立叶变换 2 ∞ 假设幅度 A是归一化的 , | A | 代表光功率 , 把 ( 23 ) 代入到方 ω -ω0 ) t i( ( 15 ) 程 ( 24 ) 可得 : E ( r,ω - ω0 ) E ( r, t) e dt -∞ 9A β 9A i 92 A α 2 ( ) β ( 25 ) + + A =+γ i | A | A, 1 2 ε ( ω ) 由于 χ1 (ω) 和 ε 都是复数 , 因此介电常数 也是复 NL 9z 9t 2 9t2 2 数 , 习惯上定义 n2ω0 其中 γ = 为 非 线 性 系 数 , A eff = ( | F ( x, y ) 2 2 α α α ( ) cA eff R2 n = n + n2 | E | = + 2 | E | 16 2 2 4 对石英光纤 ,α2 很小 , 常被忽略 。 | dxdy ) / | F ( x, y ) | dxdy为有效纤芯截面 。 显然 , A eff 依 R2 方程 ( 13 ) 可利用变量分离法求解 , 假定解的形式为 : 赖于光纤参数 , 如纤芯半径 、 纤芯 - 包层折射率差等 。 一般 ( 17 ) E ( r,ω - ω0 ) = F ( x, y) A ( z,ω - ω0 ) exp ( β i 0 z) μ 地 , 根据光纤设计的不同 , 在 1. 5 m 波长附近 A eff 变化范围为 2 2 - 20 2 其中 F ( x, y ) 是光场的模分布 , A ( z,ω - ω0 ) 是 z的慢变函数 , 20 μ μ m ～ 100 m 。 若取 n2 ≈ 2. 6 × 10 m /W , 非线性系数 γ 1 1 β 这样可以将方程 ( 13 ) 分离为两个关于 F ( x, y ) 和 可在 1W / km ～ 10W / km 范围内变化 。 0 是波数 。
光纤的损耗及色散
光纤的损耗及色散一、光纤的损耗光纤的损耗是光纤的重要特性，它是光在光纤中传输一定距离后其能量损失的程度，用单位长度的光纤对光信号损失的分贝数表示，单位为dB/k。
光纤的损耗与光的波长有关，在石英类光纤的损耗与传输光的光波长的变化曲线中，有三个极小值，常把这三个波长称为石英光纤传输的三个窗口。
这三个波长中，0.85μm处损耗最大，1.31um处损耗次之，1.55μm处损耗最小。
光纤损耗产生的原因，一是光纤材料本身的吸收、散射的内因，二是与制造工艺有关的外因，例如材料不纯、水汽、气泡的原因，以及结构不齐的原因。
有一种无水峰光纤。
性能比较好。
光纤的温度系统很小，光纤损耗随温度的变化可以不予考虑，但在较低温度下，损耗有明显增加。
二、光纤的色散光纤的色散是指输入信号中包含的不同频率或不同模式的光在光纤中传播的速度不同：不能同时到达输出端，使输出波形展宽变形、形成失真的现象。
色散是时域上的反映，带宽是频域上的反映。
由于色散的存在，光信号在传输一定距离后，就会使展宽波形到不可辨认的程度，严重影响模拟信号的传输。
在数字信号传输时，由于色散会使脉冲变形。
色散的存在限制了光信号一次传输的距离，在传输距离相同的情况下，色散越大，单位时间内传输的信息容量越小，还会引起二次失真。
色散常用色散常数D来描写。
是指单位波长间隔的光传输单位距离的群时延差（群时延是波束的群速度的倒数，也就是波束传输单位距离所需的时间）。
色散常数表达式，如下：色散的种类有模式色散、材料色散、结构色散：1）模式色散一不同模式的光传输时间不同。
2）材料色散一折射率、波长不同，引起传输速度不同。
3）结构色散一光进入包层而造成的。
根据色散的不同，有不同的光纤，例如色散位移光纤、色散平坦光纤、折射率渐变型光纤。
光纤的损耗
光纤的损耗:损耗指光信号功率传输每单位长度衰减的程度,用分贝/公里(dB/km)表示为什么衰减造成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。
本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。
弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成损耗。
挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。
不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。
当光从光纤的一端射入，从另一端射出时，光的强度会减弱。
这意味着光信号通过光纤传播后，光能量衰减了一部分。
这说明光纤中有某些物质或因某种原因，阻挡光信号通过。
这就是光纤的传输损耗。
只有降低光纤损耗，才能使光信号畅通无阻。
光纤损耗的分类光纤损耗大致可分为光纤具有的固有损耗以及光纤制成后由使用条件造成的附加损耗。
具体细分如下：光纤损耗可分为固有损耗和附加损耗。
固有损耗包括散射损耗、吸收损耗和因光纤结构不完善引起的损耗。
附加损耗则包括微弯损耗、弯曲损耗和接续损耗。
其中，附加损耗是在光纤的铺设过程中人为造成的。
在实际应用中，不可避免地要将光纤一根接一根地接起来，光纤连接会产生损耗。
光纤微小弯曲、挤压、拉伸受力也会引起损耗。
这些都是光纤使用条件引起的损耗。
究其主要原因是在这些条件下，光纤纤芯中的传输模式发生了变化。
附加损耗是可以尽量避免的。
下面，我们只讨论光纤的固有损耗。
固有损耗中，散射损耗和吸收损耗是由光纤材料本身的特性决定的，在不同的工作波长下引起的固有损耗也不同。
搞清楚产生损耗的机理，定量地分析各种因素引起的损耗的大小，对于研制低损耗光纤，合理使用光纤有着极其重要的意义。
材料的吸收损耗制造光纤的材料能够吸收光能。
光纤材料中的粒子吸收光能以后，产生振动、发热，而将能量散失掉，这样就产生了吸收损耗。
光纤传输损耗及解决方案
光纤传输损耗及解决方案光纤传输是一种在信息传输领域中应用广泛的技术，其主要特点是传输速度快、传输距离远、信号稳定等优势。
然而，光纤传输中也存在一些问题，其中最主要的问题之一就是传输中的损耗问题。
光纤传输损耗主要是指在信号传输过程中，由于光信号的衰减导致信号强度减弱而产生的信号损失。
光纤传输损耗是光纤传输中不可避免的问题，一定程度的损耗是正常现象，但如果损耗过大会影响信号传输的质量和距离，从而影响整个网络的性能。
光纤传输损耗主要有两种形式，一种是耦合损耗，即光纤与其它光学器件的连接损耗；另一种是传输损耗，即光信号在光纤传输过程中的信号衰减损耗。
耦合损耗主要由于光纤连接不良、连接部件不良或不匹配导致的，而传输损耗则是由于光纤固有的损耗特性导致的，主要包括光纤本身的吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗、不均匀损耗等。
传输损耗是光纤传输中的主要损耗形式，其大小与技术要求、光源功率、波长、光纤长度、光纤材料和制造工艺等因素密切相关。
针对光纤传输中的损耗问题，可以采取一系列措施来解决。
首先，应该选用优质的光纤和光器件，提高光学件的质量，减小传输损耗。
其次，应该采用低损耗的光纤连接器，保证光纤连接的质量，减小耦合损耗。
此外，还可以采用光纤放大器和光纤衰减补偿器来弥补传输损耗，提高信号的传输质量。
同时，也可以通过采用增大光纤端面与光源端面的匹配度，减小耦合损耗。
另外，还可以采取限制光纤曲率半径、提高光纤制造工艺水平、修复磨损光纤等方式来减小光纤传输损耗，提高传输效率。
总的来说，光纤传输损耗是光纤传输中的一大问题，解决这一问题需要采取全方位的措施来减小损耗，提高传输质量。
通过选用优质的光纤和光器件、使用低损耗的光纤连接器、采用光纤放大器和光纤衰减补偿器、提高光纤端面与光源端面的匹配度、限制光纤曲率半径、修复磨损光纤等方式来减小光纤传输损耗，从而提高传输效率和网络性能。
在今后的光纤传输技术发展中，应该不断探索和创新，寻找更加有效的解决方案，进一步提高光纤传输的性能和可靠性。
光纤损耗参数范文
光纤损耗参数范文光纤损耗是指光纤在光信号传输过程中所发生的能量损耗，它是衡量光纤传输质量好坏的一个重要指标。
不同的光纤采用的技术和制造工艺不同，其损耗参数也会有所差异。
以下将介绍常见的光纤损耗参数。
1.插入损耗：插入损耗是指光信号在光纤连接中所损失的能量。
主要由光源、光纤连接头、光纤连接件等造成。
通常以分贝（dB）为单位来表示。
常见的插入损耗要求一般在0.5dB以下。
2.耦合损耗：耦合损耗是指光纤连接时，传输过程中发生在光纤连接头处的能量损耗。
主要与光源、光纤连接头的设计和制造工艺有关。
耦合损耗通常以分贝（dB）为单位表示。
常见的耦合损耗要求要求一般在0.3dB以下。
3.分光器损耗：分光器损耗是指在光纤传输中使用的分光器所引起的能量损耗。
分光器用于将光信号分为两个或多个光信号传输至不同的位置，常见的分光器损耗一般在3dB以下。
4.地震引起的损耗：地震引起的损耗是指地震时光纤受到的外力作用导致的光信号能量损失。
地震引起的损耗主要与光纤的抗震性能相关，常见的光纤损耗参数一般要求在0.05 dB/km以下。
5.整段光纤的损耗：整段光纤的损耗是指在光纤传输过程中整段光纤单位长度上所损失的能量。
主要与光纤的纯净度、纤芯直径、掺杂物的含量等因素相关。
常见的单模光纤损耗一般在0.2 dB/km以下，多模光纤损耗一般在0.5 dB/km 以下。
6.光纤连接器的损耗：光纤连接器的损耗是指光纤连接器在光信号传输过程中所引起的能量损失。
主要与连接器的制造工艺、设计质量等因素有关。
常见的光纤连接器的损耗一般在0.5dB以下。
7.曲率引起的损耗：曲率引起的损耗是指光纤在弯曲过程中所引起的能量损失。
光纤的曲率半径越小，损耗越大。
曲率引起的损耗一般以单位弯曲半径的损耗来表示，常见的单模光纤曲率损耗在0.1dB/弯曲半径左右。
总的来说，光纤损耗参数是评价光纤传输质量的重要指标之一、通过控制光纤的制造工艺和设计质量等方面，可以有效降低损耗，提高光纤传输效率。
光纤损耗
为什么衰减造成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。
本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。
弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成损耗。
挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。
不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。
当光从光纤的一端射入，从另一端射出时，光的强度会减弱。
这意味着光信号通过光纤传播后，光能量衰减了一部分。
这说明光纤中有某些物质或因某种原因，阻挡光信号通过。
这就是光纤的传输损耗。
只有降低光纤损耗，才能使光信号畅通无阻。
光纤损耗的分类光纤损耗大致可分为光纤具有的固有损耗以及光纤制成后由使用条件造成的附加损耗。
具体细分如下：光纤损耗可分为固有损耗和附加损耗。
固有损耗包括散射损耗、吸收损耗和因光纤结构不完善引起的损耗。
附加损耗则包括微弯损耗、弯曲损耗和接续损耗。
其中，附加损耗是在光纤的铺设过程中人为造成的。
在实际应用中，不可避免地要将光纤一根接一根地接起来，光纤连接会产生损耗。
光纤微小弯曲、挤压、拉伸受力也会引起损耗。
这些都是光纤使用条件引起的损耗。
究其主要原因是在这些条件下，光纤纤芯中的传输模式发生了变化。
附加损耗是可以尽量避免的。
下面，我们只讨论光纤的固有损耗。
固有损耗中，散射损耗和吸收损耗是由光纤材料本身的特性决定的，在不同的工作波长下引起的固有损耗也不同。
搞清楚产生损耗的机理，定量地分析各种因素引起的损耗的大小，对于研制低损耗光纤，合理使用光纤有着极其重要的意义。
材料的吸收损耗制造光纤的材料能够吸收光能。
光纤材料中的粒子吸收光能以后，产生振动、发热，而将能量散失掉，这样就产生了吸收损耗。
我们知道，物质是由原子、分子构成的，而原子又由原子核和核外电子组成，电子以一定的轨道围绕原子核旋转。
通信工程设计与监理《光纤的损耗特性教案》
知识点光纤的损耗特性
一、教学目标：
理解光纤的损耗特性
二、教学重点、难点：
重点掌握光纤的损耗特性和损耗影响。
三、教学过程设计：
1知识点说明
为了保障光纤通信线路的可靠性和使用寿命，光纤的损耗特性是非常重要的性能参数。
2知识点内容
1）损耗的概念
2）光纤的损耗特性
3知识点讲解
3）讲解损耗的定义及计算公式，损耗系数的定义和概念，以及何种因素引起了光纤的损耗。
4）讲解光纤的损耗变化曲线，光纤的3个工作窗口对应的损耗，举例说明损耗在光通信中对信号损耗的影响，以及对传输容量的影响。
四、课后作业或思考题：
1、光纤的三个工作窗口和损耗的关系？
一般的光纤在波长～μm之间有三个衰耗顶峰，每两个衰耗峰之间有一个相对低的衰耗区域，这三个波长区域被用作光纤通信的可用波长段。
光纤有三个低损耗窗口：〔1〕μm附近，损耗2 ～4dB/m;〔2〕μm附近，损耗约m;〔3〕μm附近，损耗约m。
五、本节小结：
为了保障光纤通信线路的可靠性和使用寿命，光纤的损耗特性是非常重要的性能参数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
成时，绕过结晶温度，抑制晶体成核、生长，阻止结晶
区的形成，但是还会有极小部分区域产生结晶，这是不 希望的，但实际生产中是不可避免地，在结晶区会形成 晶体常见的结构缺陷 , 如：点缺陷、线缺陷、面缺陷等， 从而引起吸收光能，造成损耗。
吸收主要有： （1）、碱金属离子吸收衰减。 （2）、氢氧根离子吸收衰减。 （3）、由氢气导致的吸收衰减（氢损）。
15
衰减的原因
衰减的原因
衰减的原因
光纤制造中存在一种吸收损耗非常大的 OH－羟基吸收离 子，对低损耗光纤吸收峰值起着唯一决定性作用，
2、杂质吸收衰减（非本征吸收衰减）
（2）、氢氧根离子吸收衰减
使水分与光缆中的金属加强材料发生氧化反应，置换出
氢气，引起氢损。
Zn+H2O=H2↑+ZnO 其二，光纤防水石油膏（称纤膏）引入的氢气造成氢损。
21
3、原子缺陷吸收衰减（非本征吸收衰减）
原子缺陷吸收衰减是由于光纤在加热过程或者在强
烈辐照下，造成玻璃材料受激产生原子缺陷吸收衰减。 从光纤拉丝成型过程角度分析，当将光纤预制棒加热到 拉丝所需温度1６00-2300℃时，采用骤冷方法进行光纤 拉丝，虽然可在光纤制造过程中，内部原子结构排列形
3
光纤的损耗
1310 nm : 0.30 ~ 0.5 dB/Km 1550 nm : 0.2 ~ 0.3dB/Km 850 nm : 2.3 ~ 3.4 dB/Km 塑料多模光纤300dB/km 光纤熔接点损耗：0.2dB/点 光纤熔接点 1点/1km
1.4 .1 .3 光纤的衰减特性
衰减的原因
红外吸收（IR）是光通过SiO2构成的石英玻璃 时引起SiO2分子振动共振EV、外层电子跃迁Ee 、转动跃迁Er和转换成动能Et引起的光能被吸 收现象，起主要作用的是分子振动共振。
1、本征吸收衰减
SiO2中主要光谱频带的理论标准模式如下：
（1）在1000-2000/cm内，各种模式与Si-O-Si伸展振动有关， 在这种振动中， O 原子与它们旁边的 Si 不一起移动，而是与 Si-Si线平行移动；
紫外吸收区
8
吸收损耗
吸收衰减是由于光纤对光能的固有吸收并转换成 损耗引起。吸收损耗机理与光纤材料的共振有关。共 振是指入射的光波使材料中的电子在不同能级之间或 原子在不同振动态之间发生量子跃迁的现象。
1.4 .1 .3 .2 衰减机理（一）
光的吸收通常是在光纤构成物质的原子、分子、离子或 电子的各量子化的固有能级间产生，如果光波长满足下式：
1.4 .1 .3 光纤的衰减特性
1.4.1.3.1 基本概念 衰减是光波经光纤传输后光功率减少量一种度量， 是光纤一个最重要传输参数，它取决于光纤工作窗口 和长度。
衰减：光在光纤中传输时，平均光功率沿传输光
纤长度Z方向按指数规律递减现象称为光纤衰减（或称 损耗、衰耗）。设在波长λ处，光纤长度为Z=L，衰减 定义：
2
1.4 .1 .3 光纤的衰减特性
1.4.1.3.1 基本概念
通常，对于均匀光纤来说，可用单位长度的衰减， 即衰减系数反映光纤的衰减性能的好坏。衰减系数 α(λ)定义为：
A / L
式中：L—光纤长度(km)。
P1 10 log P2 L
α(λ)值与选择的光纤长度无关。
=10[log（10×10-3）/（10×10-9）]/0.3
=200（Km） 这种光纤通信系统最大无中继距离长度可达200Km。
5
1.4 .1 .3 光纤的衰减特性
反映光信号损失的特性
限制了传输的距离
发 射 端
光 纤
接 收 端
6
光纤的衰减
1.4 .1 .3 光纤的衰减特性
光纤的衰减特性
1.4.1.3.1 基本概念
用对数形式表示为：
dB A 10log P2
P1 A（λ）=10logP1（ 0） /P2（L）
式中： P1（λ）— Z=0处注入光纤光功率，即输入端光功率； P2（λ）— Z=L处出射光纤的功率，即输出端光功率。 L — 光纤长度
周围的氢气氛消失，光纤产生的氢损会自动的消失。
B 、由 H 2 氢生成 OH 氢氧根离子，使光纤中的 OH 含量增加，
并与光纤中的分子网络结合产生氢损，属不可逆损耗。
20
2、杂质吸收衰减（非本征吸收衰减）
（3）、由氢气导致的吸收衰减
光纤氢损产生的原因有二个：
其一，光纤对水和潮气极为敏感。水和潮气渗入光缆中，
OH根的吸收谱（浓度10-4）
19
2、杂质吸收衰减（非本征吸收衰减） （3）、由氢气导致的吸收衰减 光纤在氢气氛中将会产生氢损。氢损有二种型式： A 、 H 2 分子由于扩散作用而进入光纤，当光源波长滿足 氢分子某二个能带的带隙Eg=hγ的波长时，氢分子将发 生吸收光子的作用过程，使光能量降低，由H2吸收产生 能量损耗，即称之为氢损。这种氢损是可逆的，当光纤
（2）400-850/cm，Si-O-Si的弯曲振动是主要的，在这种振
动中，O原子与Si-O-Si角的二等分线平行移动，但在600/cm 附近，存在着比例较大的 Si-O-Si 伸展振动，相邻各原子的 振动趋于不同相；
13
衰减的原因
2、杂质吸收衰减（非本征吸收衰减）
杂质吸收在确定光纤损耗中起着决定性作用。杂质
1.4.1.3.1 基本概念
例：现有一单模光纤通信系统，光源为LD，发出光功率10mW， 光纤输出端光探测器要求最小光功率 10nW，若光纤通信系统 工作在1310nm波长窗口，此时光纤衰减系数是0.3dB/Km，那 么请问无需中继器时，光纤通信系统最大无中继距离长度是 多少？
解：由公式可得：
α（λ）=（10/L）logP1（λ）/P2（λ） L=10[logP1（λ）/P2（λ）]/α（λ）
hc /( E2 E1 )
则光纤发生光饱和吸收现象。由此可见，当波长满足一定条 件时，便会发生光吸收。光吸收是指光能转换成光纤物质结 构中的原子（分子、离子或电子）等跃迁、振动、转动能量 或是转换成动能而产生的光能量变换的现象。这种吸收损耗 具有可选择性，即对波长的可选择性。
10
衰减的原因