光纤技术基础单模光纤PPT

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光纤光缆基础知识培训ppt课件

纤芯：折射率较高，用来传送光；包层：折射率较低，形成波导效应，与纤芯形成全反射；涂覆层/保护套：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。
6
纤芯 --高透明材料包层 --高透明材料
涂敷层 --保护层
包层折射率略小于纤芯
材料：高纯度 SiO2 掺杂纤芯： GeO2•SiO2, P2O5•SiO2 包层： B2O3•SiO2
34
34
光纤衰减：
光纤衰减
78 微米
纤芯芯
包层
125 微米
衰减系数：单位长度光纤引起的光功率衰减。
α=-10log(P出/P入)
n α是和波长有关的系数 n α对光纤质量的评定和光纤通信系统的中继
距离的确定起着十分重要的作用。
35
35
光纤衰减
36
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衰减的来源
吸收衰减
紫外吸收材料固有吸收
光纤的分类
实际上,按照光纤截面折射率分布详细分：
阶跃型光纤渐变光纤梯度型光纤(多模光纤) 双包层（W型）三角分布—
色散位移光纤(DSF G.653), 非零色散位移光纤(NZ-DSF G.655)
10
光纤的分类
按光纤中的传导模式数量分类
单模光纤传输单一模式：基模
2.应用：TrueWave真波光纤(正色散区的SPM效应有利于传输)；LEAF-大有效面积光纤（克服非线性效应）
40
光纤种类
多模光纤：工作波长为850nm的LAN用的多模光纤。
G652光纤：最佳工作波长为1310nm的单模光纤： G652A 、G652B:标准光纤。 G652C、 G652D：低水峰（全波）光纤。
2）应用形式：线性无源器件，理论上可以光纤线路如何位置；但是实际上主要用在接收机侧。在10Gbit/s以上的DWDM系统广泛应用。

光纤技术基础单模光纤PPT课件

大，便于耦合,在传感系统中应用
性能
没有模式色散，传输带宽大
用于长距离大容量光纤通信系统
2023/11/6
2
2
n12 n2 2

2n12
单模光纤
芯径
光纤技术基础
V k0 a n n k0 an1 2
2
1
15
第十五页，课件共有81页
2 12

阶跃折射率单模光纤
光纤技术基础
Ex H y 0
第十三页，课件共有81页
阶跃折射率单模光纤
光纤技术基础
多模光纤和单模光纤
设计光纤结构，选择工作波长，控制光纤中导模数量
V k0a n12 n22 k0an1 2
多模光纤：
单模光纤：
2023/11/6
同时支持多个导模传输的光纤
只支持基模传输的光纤
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第十四页，课件共有81页
阶跃折射率单模光纤
Rmn r E0 mn exp
2 n 1
w
2w
2w
m
与m, n有关的常数
w
2
x
n 1
m n 1

e
d
x
m
x
Ln 1 x
m
n 1
n 1! x dx e
a
k0 n0 2
传输常数本征值
2023/11/6
K 0 W
纵向分量 /横向分量
2023/11/6

a k

U 2 a 2 k0 n1 2 , W 2 a 2 2 k0 n2
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光纤技术基础(单模光纤)

在数据中心、云计算等领域，单模光纤可实现高速、大容量的数据传输，满足日益增长的数据需求。
5G/6G移动通信
单模光纤作为5G/6G移动通信网络的重要传输媒介，可实现低时延、高可靠性的通信服务。
传感领域的应用
光纤传感器
利用单模光纤的传光性能和抗干扰能力，可制成高灵敏度、高精度的光纤传感器，应用于温度、压力、应变等物理量的测量。
光信号的传输质量产生影响。
03 单模光纤的制造工艺
预制棒制备
气相沉积法
利用高温将四氯化硅等原料气体在纯净的石英管内进行化学反应，生成一层层的玻璃微粒，逐渐形成透明的石英玻璃棒。
溶液法
将高纯度的石英砂溶解在特定的溶剂中，通过控制温度和压力等条件，使溶液中的石英析出并沉积在石英管内壁上，形成预制棒。
使用近场扫描显微镜或远场扫描显微镜进行测试。
其他测试方法
还包括偏振模色散（PMD）测试、回波损耗（RL）测试等，用于全面评估单模光纤的性能指标。
05 单模光纤的应用及市场前景
通信领域的应用
长距离通信
单模光纤具有低损耗、高带宽的特性，适用于长距离的光纤通信，如跨洋光缆、城际光缆等。
高速数据传输
故障排查与维护保养
故障定位与排查
利用光时域反射仪（OTDR）等测试设备对光纤进行故障定位和排查。
清洁与保养
定期对光纤连接器和端面进行清洁，保持干燥、无尘的环境。
备份与替换
对于关键部位的光纤，建议备份并标记好替换光纤，以便在故障时及时更换。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
绿色环保成为重要发展方向
环保意识的提高将促使单模光纤产业向更加环保的方向发展，如无卤素光纤、生物降解光纤等。

光纤基础知识培训PPT

4
光纤结构：横截面图示
护套fiber buffer
涂覆层fiber coating
包层fiber cladding 纤芯fiber core
ARK
d1 d2
d1:SM ：Ø 8~10um，通常写8.3或9um; MM：Ø 50um或Ø 62.5 d2: Ø 125um d3：Ø 250um d4：Ø 900um或Ø 600um. 9/125um，50/125um， 62.5/125um就是表示纤芯/包层的参数。
ARK
1
光纤介绍
光纤是一种纤细的、柔软的固态玻璃物质，它由纤芯、包层、涂覆层三部分组成。
芯的光折射率n1；包层也是高纯度的二氧化(SiO2)，也掺有一些的掺杂剂，以降低包层的光折射率n2， n1＞n2，发生全反射。
涂覆层采用丙烯酸酯、硅橡胶、尼龙，增加机械强度和可弯曲性。
2
ARK
纤芯主要采用高纯度的二氧化硅(SiO2)，并掺有少量的掺杂剂，提高纤
讲一下我
ARK
各类光纤： - G.651（多模光纤-OM1、OM2、OM3） - G.652（非色散位移单模光纤） - G.653（色散位移光纤） - G.654（截止波长位移光纤） - G.655（非零色散位移光纤） - G.656（低斜率非零色散位移光纤） - G.657（耐弯光纤）
讲一下我
也要讲一下我
ARK
色散？截止波长？低水峰？
→ G.652A⁄B是基本的单模光纤， G.652C⁄D是低水峰单模光纤。
11
光纤介绍
有兴趣的同事跟我一起沉思！ ◆名词解释
色散dispersion ：光纤中由光源光谱成分中不同波长的不同群速度所引起的光脉冲展宽的现象。

《光纤知识》PPT课件

• 美国标准：中心光传输部分内直径为 62.5μm，外径也为125μm，因此型号叫62.5/125(A1b或OM1)。
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21
三、光纤的种类
又称多模光纤（62.5⁄125）
OM1
多
千兆传输距离只有275米
模光
OM2
又称G.651光纤或多模光纤（50⁄1 25），千兆传输距离有550米
纤
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25
六、思考问题
• 1、光纤的生产材料是？ • 答案：石英二氧化硅 • 2、按传输方式我们通常把光纤分成？ • 答案：单模和多模 • 3、多模光纤的中心传输孔径多少微米？ • 答案：50μm或62.5μm
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六、思考问题
• 4、多模光纤的外径是多少微米？ • 答案：125μm • 5、50⁄125光纤在千兆带宽的情况下
• 运营商，长距离传输一般都选用单模光纤。
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12
三、光纤的种类
9μm
125μm
单模光纤示意图
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三、光纤的种类
• 单模光纤的分类
单
G652B
也用B1.1表示为常用单模光纤。
模
光
纤
G652D
也用B1.3表示（低水峰光纤）运营商骨干
网项目多用这种光纤。
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14
三、光纤的种类
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28
六、思考问题
• 8、万兆光纤有几种型号？
• 答案：OM3-150、OM3-300、 OM3-550
• 9、分别代表万兆传输距离是多少？
• 答案：150米、300米、550米
• 10、单模光纤的芯径和外径分别是多少微米？

光纤通信基础知识ppt课件

应用场景
光检测器广泛应用于光纤通信、光传感、激光雷达等领域，特别是在高速、长距离的光纤通信系统中，光检测器的作用尤为关键。
光放大器
光放大器是光纤通信系统中的关键器件之一，主要分为掺铒光纤放大器（EDFA）和拉曼光纤放大器（RA）
两类。
输入标题
作用
光放大器的作用是对光信号进行放大，补偿光纤传输过程中的光信号损耗，提高光纤通信系统的传输距离和稳定性。
光检测器
分类
光检测器是光纤通信系统中的另一重要器件，主要分为光电二极管（PIN）和雪崩光电二极管（APD）两类。
性能参数
光检测器的性能参数包括响应度、带宽、噪声等，这些参数直接影响着光纤通信系统的接收灵敏度和动态范围。
作用
光检测器的作用是将光信号转换为电信号，从而实现光信号的接收和检测。
模拟光纤通信系统的应用
03
在音频广播、视频传输等领域得到广泛应用。
光纤通信系统设计
01
光纤通信系统设计的基本原则
确保系统的传输性能、稳定性、可靠性和经济性。
02
光纤通信系统设计的主要内容
包括光源、光检测器、光纤、中继器和放大器等器件的选择和配置。
03
光纤通信系统设计的优化
通过采用先进的调制技术、编码技术等手段，提高系统的传输性能和容
性能参数
光源的性能参数包括波长、光谱宽度、输出功率、阈值电流等，这些参数对光纤通信系统的性能和稳定性有着重要影响。
作用
光源的作用是将电能转换为光能，为光纤通信系统提供光信号。
应用场景
光源广泛应用于光纤通信、光传感、光谱分析等领域，特别是在长距离、大容量的光纤通信系统中，光源的作用尤为重要。
光纤通信发展历程

光通信技术基础光纤光缆的讲解PPT课件

数值孔径
c
o
1
2
3
3 2
qC l
L
θ
y q1
1
z x 纤芯n1
包层n2
接收锥
NA表示光纤接收和传输光的能力，NA(或θc)越大，光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高。
NA越大，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好; 但NA越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大。
35
数值孔径：NA，导模，最大角度（可逆性）是光纤能接收光辐射角度范围的参数，是表征
本章的重点：光纤具有何种结构光在光纤中如何传播光纤的常用术语光在光纤中传输信号衰减的主要机制。 dBm的计算，对通信用光纤的衰减有量级概念光纤衰减的测量方法光在光纤中传输信号，色散是如何影响传输的。
光纤的非线性效应有哪些，它们对通信的影响有一个概念性的了解光纤的简单分类（单模分类）：了解652光纤的零色散点以及1550的色散值，653光纤和655光纤的色散特点和名称，以及他们的应用环境。对656和657光纤有简单的了解。光纤是由什么材料制造的,光纤是如何制造的
(
x)
s
(
x)
dx
R(z)：反射系数 P(z)：光到达待测点z处的功率 α s(x)：背向散射光的单位长度衰减系数 α i(x)：光信号沿正向传播时单位长度损耗系数 Pi：输入功率
典型测量曲线
a段：由于耦合设备和光纤前端面引起的菲涅尔反射脉冲 b段：光脉冲沿具有均匀特性的光纤段传播时的背向散射曲线 c段：光纤的高损耗区，焊点等 d段：光纤活动连接、裂痕（或气泡） e段：光纤终端引起的反射损耗
测量特点：基准测试法，属于破坏性测量，测量精度高，误差可
低于0.1dB 剪断法光纤损耗测量系统框图

《GEPON技术基础》课件.pptx

智能家居
GEPON网络为家庭用户提供稳定可靠的网络连接，支持智能家居设备的互联互通。
THANKS
感谢观看
环形拓扑
环形拓扑结构可以提高网络的可靠性和稳定性。在环形拓扑中，OLT通过两个或多个 ONU实现环形的连接，每个ONU可以连接多个ONT。
星形拓扑
星形拓扑结构适用于小规模网络，它具有结构简单、易于管理的优点。在星形拓扑中， OLT作为中心节点，每个ONU通过单独的光纤与OLT连接，每个ONU下可以连接多个 ONT。
动态带宽分配技术
根据用户需求和网络状况动态分配带宽，提高网络利用率和用户
满意度。
测距技术
消除上行数据传输时延，确保数据同步传输。
加密技术
确保数据传输的安全性和可靠性。
03
GEPON设备与组件
Chapter
OLT设备
功能描述
OLT（Optical Line Terminal ）是GEPON系统的核心设备，负责向ONU设备提供网络接入
05
GEPON技术发展趋势与挑战
Chapter
发展趋势
01
02
03
融合化
GEPON技术将与5G、物联网、云计算等新一代信息技术深度融合，拓展应用领域。
智能化
通过AI和大数据技术，实现GEPON网络的智能管理和优化。
绿色化
降低能耗，提高能源效率，推动绿色可持续发展。
技术挑战
高带宽需求
03 04
光器件介绍
包括光放大器、光滤波器、光开关等，用于提高光信号的传输质量和稳定性。
发展趋势
随着技术的发展，光缆和光器件的性能将不断提升，成本将不断降低。
04
GEPON网络规划与设计

第二章光纤与光缆

38
波动方程的求解
运用分离变量法求解波动方程经过一系列数学处理，可得
d 2Ez dr2

1 r
dEz dr
(n2k2 0

2

m2 r2
)Ez

0
d 2Hz dr 2

1 r
dH z dr
(n2k 2 0
2

m2 r2 )Hz
0
上式是贝塞尔方程，式中m是贝塞尔函数的阶数，称为方位角模数，它表示纤芯沿方位角绕一圈场变化的周期数。
23
光缆结构示意图
层绞式
中心束管式
带状式
24
2.2 光纤传输原理
2.2.1 射线光学分析方法 2.2.2 波动光学分析方法
25
★光的传输理论
光纤的三个基本性能指标
（1）定义临界角θc的正弦为数值孔径 (Numerical
Aperture, NA)
物理意义：数值孔径反映了光纤的集光能力，值越大，集光能力越强。
2.1.3 光纤制造工艺
改进的化学汽相沉积法(MCVD) 轴向汽相沉积法(VAD) 棒外化学汽相沉积法(OVD) 等离子体激活化学汽相沉积法(PCVD)
19
光纤接续方法
□ 永久接续法 □ 连接器接续法
20
2.1.4 光缆及其结构
光缆是以光纤为主要通信元件，通过加强件和外护层组合成的整体。光缆是依靠其中的光纤来完成传送信息的任务，因此光缆的结构设计必须要保证其中的光纤具有稳定的传输特性。
单模光纤多模光纤
14
单模光纤---色散最小
r n2 n1
2a =8.3m 2 b =125m
n(r) 2a

光纤基础知识图文详解

光纤基础知识图文详解光纤的构造通讯用光纤是由通过内部全反射来传输光信号的玻璃构成的。

玻璃光纤的标准直径为125微米（0.125毫米），表面覆盖有直径250微米或900微米的树脂保护涂敷层。

玻璃光纤的传送光的中心部分称为“纤芯”，其周围的包层的折射率比纤芯低，从而限制了光的流失。

石英玻璃非常脆弱，因此覆有保护涂层。

通常有三种典型的光纤涂敷层。

一次涂敷光纤覆有直径为0.25毫米紫外线固化丙烯酸树脂涂敷层的光纤。

其直径非常小，增加了光缆内可容纳光纤的密度，使用非常普遍。

二次涂敷光纤亦称为紧包缓冲层光纤或半紧包缓冲层光纤。

光纤表面覆有直径为0.9毫米的热塑性树脂。

与0.25毫米的光纤相比，其具有更坚固，易操作的优点。

广泛应用于局域网布线及光纤数量较少的光缆。

带状光纤带状光纤提高了连接器组装的效率，有利于多芯融接，从而提高了作业效率。

带状光纤由4根、8根或12根不同颜色的光纤组成,芯纤数最大可达1,000根。

光纤表层覆有紫外线固化丙烯酸脂材料，使用标准光纤剥套钳便可轻松去除涂敷层，方便多芯融接或取出单个光纤。

使用多芯融接机，带状光纤可一次性融接，在光纤数量多的光缆中能轻易识别出来。

光纤种类以下是对最常用的通信光纤种类的描述。

MMF（多模光纤）-OM1光纤或多模光纤（62.5/125）-OM2/OM3光纤（G.651光纤或多模光纤（50/125））SMF（单模光纤）-G.652（色散非位移单模光纤）-G.653（色散位移光纤）-G.654（截止波长位移光纤）-G.655（非零色散位移光纤）-G.656（低斜率非零色散位移光纤）-G.657（耐弯光纤）只要光预算允许，技术上来讲,任何合适的光纤都可应用于FTTx技术，但FTTx技术最常用的光纤为G.652和G.657。

G.651（多模光纤）G.651主要应用于局域网，不适用于长距离传输，但在300至500米的范围内，G.651是成本较低的多模传输光纤。

ITU-T G.651光纤即OM2/OM3光纤或多模光纤（50/125）。

光纤基础知识PPT演示课件

62.5/50m
8～10m
1.0m
125m2m
2%
245m10m
15m
2m
•16
光纤：参数
光纤的光学及传输特性参数
• 模场直径 • 衰减系数 • 色散系数 • 截止波长 • 弯曲损耗 • 偏振模色散
•17
光纤：参数
光纤的光学及传输特性参数
模场直径：
高斯分布的单模光纤，模场直径是光场幅度分布1/e处各点所围成圆的直径，也等于光功率分布1/e2处各点所围成圆的直径。
一部分入射光将被反射
一部分入射光将进入第二种媒质，并产生折射
1 2
媒质1 折射率n1
媒质2 折射率n2
1=2
媒质1
1
折射率n1
2
媒质2
折射率n2
n1·Sin1=n2·Sin2
•3
折射率 n＝光在真空中的传播速度/光在该媒质中的传播速度
媒质真空空气水多模光纤单模光纤玻璃钻石
折射率 1.0 1.0003 1.33 1.457 1.471 1.5~1.9 2.42
1
4
4
3
1 非色散位移光纤 2 色散位移光纤 3 色散平坦光纤 4 非零色散位移光纤
2
0 1200
1400 1500 1600 1700 1800 nm
-4
-8
波长(nm)
•22
光纤：参数
光纤的光学及传输特性参数
截止波长：
光纤作为单模光纤工作的最短波长。工作波长超过此波长时，只能传输基模，此时光纤为单模光纤；工作波长低于此波长时，除基模外，高次模也可传输，此时光纤为多模光纤。
如：Corning的Submarine Leaf光纤 Lucent的TrueWave XL光纤