光纤通讯基本理论知识培训教材

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光缆培训教材

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(1)按光纤的制造材料分类
按照光纤制造材料的不同,光纤可分为玻璃(石英)光纤 和塑料光纤。
(2)按光纤剖面折射率分布分类
按照光纤剖面折射率分布的不同,光纤可分为突变型光纤 (Step-Index Fiber,SIF)和渐变型光纤(Graded-Index Fiber,GIF)。
三种基本类型的光纤 (a)突变型多模光纤;(b)渐变型多模光纤;(c)单模光纤
4.测试仪器与专用工具
(1)用于设备测试的有:误码分析仪、光谱分析仪、光功 率计、光多用表等。 (2)用于线路工程施工的有:光时域反射仪(OTDR)、光纤 熔接机、剥缆刀具、米勒钳、光纤切割器等。 为适应大规模线路施工,提高工程建设效率与线路检测质 量,具有更多功能、操作更为简便、施工质量更高的新型 施工工具与测试仪器亦不断涌现。
典型的数字光纤通信系统方框图如图
从图中可以看出,数字光纤通信系统基本上由
发送设备、传输线路、接收设备3大部分构成。
光纤通信系统的分类
(1)按传输信号分类 ①数字光纤通信系统 ②模拟光纤通信系统 (2)按波长和光纤类型分类 ①短波长(0.85μm左右)多模光纤通信系统 ②长波长(1.31μm)多模光纤通信系统 ③长波长(1.31μm)单模光纤通信系统 ④长波长(1.55μm)单模光纤通信系统
非零色散位移单模光纤(G.655)的性能及应用
性能 模场直径(μ m) 1550nm: 截止波长λ cc (nm) 零色散波长 工作波长 最大衰减系数 最大色散系数 (dB/km) (ps/(nm·km))
ITU—T(2000)G.65X
多 模 光 纤 G.651
IEC60793—2(1998)
A1a 渐变折射率
A1b
A1c 阶跃折射率 B1.1(常规)、B1.3(全波) B2(零色散位移) B1.2(截止波长位移) B4(非零色散位移)

01介绍光通信基础知识培训教材

01介绍光通信基础知识培训教材

单模光纤(SMF) & 多模光纤(MMF)
• 1.在石英光纤中,ITU-T建议,标准单 模光纤的直径为8~10μm,标准多模光 纤的纤芯直径为50μm、 62.5μm,它们 的包层的直径均为125μm。
• 2.对光纤较佳的运行波段,多模光纤运 行波长为850nm或1300nm,而单模光纤 运行波长则为1310nm或1550nm。
光通信基础知识
光学基础知识
光的本质---电磁波
波长(nm) 106
4 104
SiO2 6 103 fiber 5 103 1.7103 1.2103 760
622 597 577 492 455 390 300
200
10
极远 远 中 红外线

红 橙 黄 可见光 绿 蓝 紫 近
紫外线 远 极远
长电磁场 无线电波
波动光学的基本原理
1. 干涉的基本原理:干涉是波的一个重要特征。光是电磁波,它也能产
生干涉现象。在日常生活中可以观察到许多干涉现象,如水上的油膜在光的照射下显现出 彩色花纹,肥皂泡在阳光下显示出五彩图案等等。各种光学元件镀的增透膜,WDM中常 用的Filter等也都利用了光的干涉原理。
油膜干涉现象
30mm
Wedge
E-beam O-beam
garnet
E-beam D d O-beam
E-beam O-beam
O-beam E-beam
功能图 原理图
通信系统
信息
发送器
(语音,视频,数据)
链路 传输介质
信息
接收器
(语音,视频,数据)
一个点到点的电信系统
Devices Applications (EDFA Module)

光缆线路通信培训教材

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换纤时没有注意光衰减器导致 光功率过载出现误码
【事故原因】 • 2.5G长距光板的过载点为-9dBm,如果输入光功 率过强会导致误码甚至影响激光器的寿命。维护 时要注意使用正确的光板,本工程由于设计方案 的更改,导致在短距的情况下使用了长距的光板。 【事故总结】 • 此次事故也是由于维护操作所不规范导致,维护 工作是一份需要有耐心和责任心的工作,很小的 疏忽都可能酿成大事故。
电端机(数/ 模)
模拟信号
光纤与光缆
• 光纤的构造 光纤呈圆柱形,由纤芯、包层与涂层三大 部分组成,如下图:
涂层 包层 d2 d1 纤芯 包层 涂层 n2 n1 n2
光传输设计-光传输距离估算
光纤通信的中继距离受各种传输衰耗参数的限制, 如光发送机的平均发光功率、光缆的衰耗系数、光 接收机灵敏度等。衰耗受限系统的接收光功率可用 下式计算: 实际接收光功率 =发送光功率 - 光传输距离*衰耗系 数/km - 活动连接器总衰耗 光纤的衰耗系数: 1310nm波长:0.3~0.4dB/km • 衰耗受限系统 1550nm波长:0.15~ 0.25dB/km 活动连接器衰耗:一般每个为0.5 dB。 将实际接收光功率与接收灵敏度相比较,前者应比 后者高5dB以上,才能保证光传输系统长期正常工 作。
1.开剥光缆的规范 2.对光缆塑管的保护 3.接头盒加强芯的固定 4.熔纤盘盘纤的规范 5.接头盒的封堵
风扇长期未清扫设备产生大量误 码引起业务中断
1
w w
2
e
3
4
5
【系统概述】 • 某局本地传输网采用OptiX 155/622系统组 网, 整个网络由5个622M网元组成,构成一条无保护 链,网络结构如图6所示。县局1站为网关网元连 接网管终端,其它各站均只与县局有2M业务, 县局时钟设为自由振荡,其它各站均跟踪西向线 路时钟。

光纤通讯培训教材

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光纤通信简史
1976年,发现光纤的衰减在长波长区有:1.31um和 1.55um两个窗口
1980年,产生了低衰减光纤,在1.55um的衰减系数为 0.20dB/km已接近理论值
(ITU-T G.652)常规单模光纤,在1.31um的零色散为零 (ITU-T G.653)色散位移单模光纤,低损耗和零色散均在1.55um,工作波长为
1.55um (ITU-T G.655)非零色散位移单模光纤,在1.55um损耗小,色散小,非线性效应

光纤通信
以光波为载频,以光导纤维为传输介质的通 信方式
波长范围是近红外区,即0.8-1.6微米 目前所采用的三个实用通信窗口
短波波长段--波长为0.85微米 长波波长段--1.31微米和1.55微米
(4)偏振模色散:单模光纤中实际存在偏振方向相互正交的两个基 模。当光纤存在双折射时,这两个模式的传输速度不同,由此而 引起的色散即偏振模色散。
偏振模色散PMD
• 光纤中的光传输可描述成完全是沿X轴振动 和完全是沿Y轴振动或一些光在两轴上的振 动。
P(L)-传输到轴向距离L处的光功率 衰减系数α(L) =-(10/L)㏒[P(L)/P(0)] dB/km
衰减谱
衰减系数与波长的函数关系
衰减起因
损耗 吸收
散射
本征 紫外吸收 红外吸收 瑞利散射 米氏散射 受激布里渊散射 受激拉曼散射
非本征 金属离子 OH离子、H2 波导缺陷
色散
脉冲展宽
T
光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的 模式成分来携带的,这些不同的频率成分和 不同的模式成分的传输速度不同,从而引起 --色散
1帧,32时隙,256bit,125us

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通信基础培训-通信教程之光纤通信

通信基础培训-通信教程之光纤通信
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第二节 光纤通信的特点
在光纤的数字传输系统中,有两种数字传输系列:
PDH(Plesiochronous Digital Hierarchy)“准同步数字系列”(较早 运用)
SDH(Synchronous Digital Hierarchy)“同步数字系列”(环网型, 可自动愈合,为目前多见)
具体传输速率如下:
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第一节 光纤通信发展简史
注:到了现在,激光器的使用寿命已在100,000小时以上,光纤的典型 传输窗口与损耗为:
1550nm窗口损耗0.18dB/KM 1310nm窗口损耗0.35dB/KM
在光纤通信中,我们常常会提到传输窗口的概念,大家知道,任何波长 的光都可以在光纤中传输,而某几个波长的光在光纤中的传输损耗低于其它 波长的光在光纤中的传输损耗,这几个特定的波长就是我们所说的传输窗口, 目前最常用的传输窗口就是在上面所提到的850nm,1310nm以及1550nm。
1974年,光纤衰减降低到了2dB/km。
1980年,光纤衰减低达0.2dB/km(在1.55μm长波长低衰减窗口),接 近理论值。这样,使得长距离的光纤通信成为可能。
并且,由于提纯工艺的不断改进,使光纤的传输窗口从0.85μm的短波 长窗口移到1.3μm、1.55μm的长波长低衰减窗口。
在1976年后,各种实用的光纤通信系统陆续出现。在1980年,世界许 多国家都研制成商用的光纤通信系统。从此,光纤通信大踏步地走入了商用 时期。
1966年,英籍华人高锟(C.K.Kao)和Hockham预见利用玻璃可以制 成衰减为20dB/km的通信光导纤维(简称光纤)。
而当时世界上最优良的光学玻璃的衰减达1000dB/km左右。
4
第一节 光纤通信发展简史

光纤基本知识培训

光纤基本知识培训

光的基本知识2
光纤的模场直径
• 模场 直径(MFD)是指用来表征纤芯区域中 基模光的分布状态。基模在纤芯区域轴心 处光强最大,并随着偏离轴心线的距离增 大而逐渐减弱。模场直径的大小与波长有 关,随着波长的增加而增大。 • 例1310的MFD为9.2±0.5um,1550 的MFD为 10.5±1um
熔纤托盘
单模光纤定义
单模光纤的分类
G652光纤
G652光纤参数指标
G653光纤(零色散位移光纤)
G654光纤(截止波长位移光纤)
G655光纤(非零色散位移光纤)
G657光纤(蝶形光纤)
光纤的种类
的二氧化碳组成(目前石英系光纤、多组 分玻璃光纤、全塑料光纤、氟化物光纤也 行到广泛应用),此外,还掺有极少量的 掺杂剂(如二氧化锗,五氧化二磷),其作 用是适当提高纤芯对光的折射率,用于传 输光信号
光纤各部分作用(包层)
光纤各部分作用(涂覆层)
光纤的拆射率分布
光在光纤中的传播
光的基本知识1
光纤通信的工作窗口
光纤的分类
光纤损耗
光纤的衰减
吸收衰减
散射衰减
光纤微弯衰减及接头衰减
光纤的涂覆与套塑
光纤的连接
光纤的边接原理
光纤的永久连接
光纤的活动连接
常见活动连接头
常见的适配器
常见尾纤

ST型尾纤
SC-SC(双方头尾纤)
SC-FC(方圆头尾纤)
FC-FC(双圆头尾纤)
光纤基本知识培训
工程部 主讲:宋利民
光纤的结构
• 光纤是光导纤维的简称,是光传输系统的 重要组成部分。光纤呈圆柱形,由纤芯、 包层、涂覆层三部分组成。
光纤各部分作用(纤芯)

光缆培训资料(全面)

光缆培训资料(全面)

由于V值是一个无量纲参数,又与光波的频率成正比, 因此被称为光纤的归一化频率。V值的大小不仅可以判断一 根光纤师傅是单模传输,而且也决定多模光纤中传输导模的 数目。 (3)多模光纤和单模光纤 按照光纤中传输模式数量的多少,光纤可以分为多模光 纤和单模光纤。 ①多模光纤 多模光纤就是允许多个模式在其中传输的光纤。多模传 输时光纤的归一化频率V>2.045,且随着V值的增加,光纤 中传输的模式数也越多。 当前通信用多模光纤的芯径和外径一般为50μm和125μm, 最大相对折射率差△约为1%。
2.1.2光纤的分类
(4)按制造光纤的材料来分 ① 石英光纤 ② 全塑光纤 (5)按ITU-T建议来分 为了使光纤具有统一的国际标准,ITU-T制定了统一的 光纤标准。 ① G.652光纤(常规单模光纤) ② G.653光纤(色散位移单模光纤) ③ G.654光纤(1.55μm性能最佳单模光纤) ④ G.655光纤(非零色散位移单模光纤)
100~500
20 (4MHz时)
100~500
19 (60MHz时)
3~10
>2 000
传输的损耗(dB/km)
2
0.2~3
带宽(MHz)
6
400
4 ~ 120 ( GHz ) (指微波频带)
> 10GHz· km (指所传送信号)
敷设安装 接头和连接 中继距离(km)
方便 方便 1~2
方便 较方便 1.5
(2)光密介质和光疏介质
介质的折射率表示介质的传光能力,某一介质的折射率n
等于光在真空中的传播速度c与在该介质中的传播速度之比v 之比,即
c n v
相对来说,传光速度大(折射率小)的介质称为光疏介质, 传光速度小(折射率大)的介质称为光密介质.

光缆培训讲义

光缆培训讲义

BACK
特种光缆
GYFSTKY 光纤松套管 非金属中心加强件 缆芯填充油膏 PE护套
GYSTA33 松套层绞填充式 金属中心加强件 铝-聚乙烯粘结护套 单细圆钢丝铠装 聚乙烯外护套
BACK
2、光缆型号的编制办法
A:型式
a.型式构成
光缆型式由五个部分构成,各部分均用代号表示如下:
BACK
b、分类的代号
对光纤连接器的主要要求是损耗低、小型、重复 性和互换性好、可靠性高和价格便宜。
2.光衰减器
光衰减器可分为固定衰减器和可变衰减器两种。 如下图:
四、光缆接头
光纤的接续有固定接续和活动的连接两种 。 1、光纤的接续损耗
五、光纤通信系统

光纤通信的原理
光纤通信的组成

1、光纤通信的原理图 光纤通信系统是以光波为载波、光纤为传 媒介的通信系统。
2、光纤通信的组成

光端机 光源 光接收机
光纤通信传输系统的基本组成
光发送部分 光缆 传输部分 光缆 中继器 光 源 光接收部分
电端机
光端机 光 检 测 器
光端机
光 源 光 检 测 器
电端机
用光纤中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。
C、光纤类别的代号 J —— 二氧化硅谷系多模渐变型光纤; T —— 二氧化硅系多模突变型光纤; Z —— 二氧化硅系多模准突变型光纤; D —— 二氧化硅系单模光纤; X —— 二氧化硅系塑料包层光纤; S —— 塑料光纤。
三、光无源器件
1.光纤连接器
层绞式光缆 中心束管光缆 带状光缆 综合光缆 特种光缆
BACK
一、层绞式光缆
二、中心束管光缆
GYSTA 光纤松套管 金属中心加强件
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光缆 的基本型式
层绞式 骨架式
把松套光纤绕在中心加强件周围绞合而构成。 把紧套光纤或一次被覆光纤放入中心加强件周围的螺旋形塑料骨
架凹槽内而构成。 中心束管式 管周围而构成。 带状式 把带状光纤单元放入大套管内, 形成中心束管式结构,也可以把 把一次被覆光纤或光纤束放入大套管中, 加强件配置在套
① 通信网
② 构成因特网的计算机局域网和广域网
③ 有线电视网的干线和分配网 ④ 综合业务光纤接入网
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应用一:宽带综合业务光纤接入系统拓扑结构
TV
622M SDH
业务分配节点 (COT)
PSTN/ISDN
业务接入节点(RT)
DDN/ FR SNMP ATM Q3 Internet骨干网 与电信网管中心相连 Lightcomm Technology
由于光纤和半导体激光器的技术进步,使 1970 年成为光 纤通信发展的一个重要里程碑
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实用光纤通信系统的发展
• 1976 年,美国在亚特兰大(Atlanta)进行了世界上第一个实用光纤通信系 统的现场试验。 • 1980 年,美国标准化FT - 3光纤通信系统投入商业应用。 • 1976 年和 1978 年,日本先后进行了速率为34 Mb/s的突变型多模光纤 通信系统, 以及速率为100 Mb/s的渐变型多模光纤通信系统的试验。
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光纤通信的发展可以粗略地分为三个阶段:
第一阶段(1966~1976年),这是从基础研究到商业应用 的开发时期。

第二阶段(1976~1986年),这是以提高传输速率和增加 传输距离为研究目标和大力推广应用的大发展时期。
第三阶段(1986~1996年),这是以超大容量超长距离为 目标、全面深入开展新技术研究的时期。
指明通过“原材料的提纯制造出适合于长距离通信
使用的低损耗光纤”这一发展方向
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光纤通信发明家高锟(左)
1998年在英国接受IEE授予的奖章
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1970年,光纤研制取得了重大突破 • 1970年,美国康宁(Corning)公司研制成功损耗20dB/km的石英光纤。 把光纤通信的研究开发推向一个新阶段。 • 1972年,康宁公司高纯石英多模光纤损耗降低到4 dB/km。
相对于单模光纤而言,突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大,可 以容纳数百个模式,所以称为多模光纤 保偏光纤:1310,1550等 掺铒光纤:C和L波断
根据直径:标准(125um),RC(80um)
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主要用途:
突变型多模光纤只能用于小容量短距离系统。 渐变型多模光纤适用于中等容量中等距离系统。 单模光纤用在大容量长距离的系统。 特种单模光纤大幅度提高光纤通信系统的水平 偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统, 这种系统最大优点是提 高接收灵敏度,增加传输距离。
光信号 输出
光信号 输入
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光纤线路传输原理:光的反射,折射,全反射
功能:是把来自光发射机的光信号,以尽可能小的畸变(失真)和衰减传
输到光接收机
组成:光纤、光纤接头和光纤连接器 低损耗 “窗口”:普通石英光纤在近红外波段,除杂质吸收峰外,其损 耗随波长的增加而减小,在0.85 μm、1.31 μm和1.55 μm有三个损耗很小的波 长“窗口”,见后图。 光源激光器的发射波长和光检测器光电二极管的波长响应,都要和光纤 这三个波长窗口相一致。 目前在实验室条件下,1.55 μm的损耗已达到0.154 dB/km, 接近石英光 纤损耗的理论极限。
• 1973 年,美国贝尔(Bell)实验室的光纤损耗降低到2.5dB/km。1974 年降低到1.1dB/km。 • 1976 年,日本电报电话(NTT)公司将光纤损耗降低到0.47 dB/km(波 长1.2μm)。 • 在以后的 10 年中,波长为1.55 μm的光纤损耗:
1979 年是0.20 dB/km,1984年是0.157 dB/km,1986 年是0.154 dB/km, 接近了光纤最低损耗的理论极限。


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国内外光纤通信发展的现状
1976年美国在亚特兰大进行的现场试验,标志着光纤通信从基础研究发 展到了商业应用的新阶段。 此后,光纤通信技术不断创新:光纤从多模发展到单模,工作波长从 0.85 μm发展到1.31 μm和1.55 μm(短波长向长波长),传输速率从几十Mb/s发 展到几十Gb/s。 随着技术的进步和大规模产业的形成,光纤价格不断下降,应用范围不 断扩大。
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100/1000M E1/BRA/PRA 155M
网管
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应用二:作为校园网的骨干传输网
Lightcomm Technolog图示出单向传输的光纤通信系统,包括发射、接收和作为 广义信道的基本光纤传输系统。
发 射 信 息 源 电 发 射 机 电信号 输入 光 发 射 机 基本光纤传输系统 光纤线路 光 接 收 机 接 收 电 接 收 机 电信号 输出 信 息 宿
二、mw与 dBm的换算公式 P0(dBm)=10lg(P0/1mw)(mw)
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探索时期的光通信
• 原始形式的光通信:中国古代用“烽火台”报警,欧洲人用旗语传送信息。 • 1880年,美国人贝尔(Bell)发明了用光波作载波传送话音的“光电话”。 贝尔光电话是现代光通信的雏型。 • 1960年,美国人梅曼(Maiman)发明了第一台红宝石激光器, 给光通信带 来了新的希望。激光器的发明和应用,使沉睡了80年的光通信进入一个崭新 的阶段。 • 在这个时期,美国麻省理工学院利用He - Ne激光器和CO2激光器进行了 大气激光通信试验。 由于没有找到稳定可靠和低损耗的传输介质, 对光通信的研究曾一度走 入了低潮。
目前光纤已成为信息宽带传输的主要媒质,光纤通信系统将成为未来国 家信息基础设施的支柱。
在许多发达国家,生产光纤通信产品的行业已在国民经济中占重要地位
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光纤通信整体发展时间表
100000 系 统 性 能 (Gb/s•Km )
10000
1000 1.55μm 直接检测 0.8μm 多模
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光纤光纤分类:
根据模式: 单模:SMF-28, 980(CORNING,OFS,46所), SM800, SM600 多模:突变型多模光纤(Step-Index Fiber, SIF) 渐变型多模光纤(Graded-Index Fiber, GIF)
50/125,62.5/125, 100/140
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光纤结构
光纤(Optical Fiber)主要是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆 柱形细丝,最外面的涂敷层主要起机械保护作用。
纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输。
包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机械保护作用。
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6
5
4 3
第一窗口
2
0。 4 0。 2
C 波段 1525~1565nm
第二窗口 第三窗口
1
0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
1.57 1.62
L波段
波长——λ(μm)
普通单模光纤的衰减随波长变化示意图
光通信的主要特点
载波频率高;频带宽度宽 光通信利用的传输媒质-光纤,可以在宽波长范围内获得很小的损耗。
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光纤通信的
• 容许频带很宽, • 损耗很小, 中继距离很长且误码率很小 • 重量轻、 体积小 • 抗电磁干扰性能好 • 泄漏小,
• 节约金属材料, 有利于资源合理使用
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现代光纤通信
1966 年,英籍华裔学者高锟 (C.K.Kao) 和霍克哈姆 (C.A.Hockham) 发 表了关于传输介质新概念的论文,指出了利用光纤(Optical Fiber)进行信息传 输的可能性和技术途径,奠定了现代光通信——光纤通信的基础。
加强件起着承受光缆拉力的作用,通常处在缆芯中心,有时配置在护套中。
2. 护套 护套起着对缆芯的机械保护和环境保护作用,要求具有良好的抗侧压力性 能及密封防潮和耐腐蚀的能力。 护套通常由聚乙烯或聚氯乙烯(PE或PVC)和铝带或钢带构成。 根据使用条件光缆可以分为: 室内光缆、架空光缆、埋地光缆和管道光缆等。
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1970 年,光纤通信用光源取得了实质性的进展
• 1970年,美国贝尔实验室、日本电气公司(NEC)和前苏联先后,研制 成功室温下连续振荡的镓铝砷(GaAlAs)双异质结半导体激光器(短波长)。虽然 寿命只有几个小时,但它为半导体激光器的发展奠定了基础。 • 1973 年,半导体激光器寿命达到7000小时。 • 1976年,日本电报电话公司研制成功发射波长为 1.3 μm的铟镓砷磷 (InGaAsP)激光器。 • 1977 年,贝尔实验室研制的半导体激光器寿命达到10万小时。 • 1979年美国电报电话(AT&T)公司和日本电报电话公司研制成功发射波 长为1.55 μm的连续振荡半导体激光器。
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