光缆的结构和种类

2-6所示。
（2）单模光纤 当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1 ）较小，与光波长 在同一数量级，如芯径d1 在4μm～10μm范围，这时，光 纤只允许一种模式（基模）在其中传播，其余的高次模全
部截止，这样的光纤称为单模光纤。如图2-7所示。
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2.1.2 光纤的分类
光纤通信
图2-7 光在单模光纤中的传播轨迹
图2-3所示为两种典型光纤的折射率分布情况。
光纤通信
一种称为阶跃折射率光纤；另一种称为渐变折射率光纤，如 图2-3 （a）、（b）所示。
图2-3 光纤的折射率分布
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2.1 光纤的结构和类型
如图2-5和图2-6所示。
光纤通信
光在阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤的传播轨迹分别
图2-5 光在阶跃折射率多模光纤中的传播
纤。
传播模式概念：当光在光纤中传播时，如果光纤纤 芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十 种乃至几百种传播模式进行传播。如图2-4所示。这些 不同的光束称为模式。
图2-4 光在阶跃折射率光纤中的传播
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2.1.2 光纤的分类
（1）多模光纤
光纤通信
当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1）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，这样的光纤称为多模光纤。如图2-5和图
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光纤通信
(2)G.653光纤
G.653光纤是零色散波长由G.652光纤的1.31μm位移 到1.55μm制得的光纤，故其称为色散位移光纤。
零色散 波长
D=DM+DW
17ps/nm.km @1550nm 零色散波 长
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光纤通信
G.653光纤同时实现了1.55μm窗口的低衰减系数和 小色散系数。但是当其用于带有掺铒光纤放大器 的波分复用系统中时，由于光纤芯中的光功率密 度过大产生了非线性效应(四波混频)，限制了 G.653光纤在单信道速率10Gbit/s以上波分复用或
度SiO2。而掺杂剂（如B2O3）的作用则是适当降低包层对光 的折射率（n2），使之略低于纤芯的折射率，即n1＞n2，它使 得光信号封闭在纤芯中传输。
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2.1 光纤的结构和类型
层，缓冲层和二次涂覆层。
光纤通信
（3）涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆
一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡胶材料；
学习本章目的和要求 掌握光纤的结构和类型。
了解光纤的导光原理。
掌握光纤的特性。
掌握光缆的结构和种类。
掌握光缆的熔接方法
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2.1 光纤的结构和类型
2.1.1 光纤的结构
光纤通信
1. 光纤结构
光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成，如图2-1所示。
图2-1 光纤的结构
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2.1 光纤的结构和类型
（1）纤芯：纤芯位于光纤的中心部位。 多模光纤的纤芯为50μm或62.5um。
光纤通信
直径d1=4μm～50μm，单模光纤的纤芯为4μm～10μm，
纤芯的成分是高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂（如 GeO2，P2O5），作用是提高纤芯对光的折射率(n1) （2）包层：包层位于纤芯的周围。
直径d2=125μm，其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯
ITU-T建议规范了G.652、G.653、G.654和G.655四种单模光 纤。
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光纤通信
G.651光纤
与单模光纤相比，多模光纤芯径大，便于接续； 但由于光纤中存在多种传输模式，不同的传播模 式具有不同的传输速度与相位，所以经过长距离 传输后会带来严重时延，导致脉冲变宽（模式色 散），模式色散会使多模光纤的带宽变窄，降低 了传输容量，故目前多模光纤只适用于短距离、 低速率信息传输 衰减系数1.5 dB~10 dB/km
图2-6 光在渐变折射率多模光纤中的传播
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2.1.2 光纤的分类
光纤通信
若按传输模的数量分类可分为多模光纤和单模光 纤 若按传输波长分类可分为短波长光纤和长波长 光纤 若按套塑结构分类可分为紧套光纤和松套光纤
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2.1.2 光纤的分类
1．按传输模数分类
光纤通信
按传输模的数量不同，光纤分为多模光纤和单模光
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2.1.2 光纤的分类
2．按传输波长分类 光纤可分为短波长光纤和长波长光纤。
光纤通信
短波长光纤的波长为0.85μm（0.8μm～0.9μm）
长波长光纤的波长为1.3μm～1.6μm，主要有
1.31μm和1.55μm两个窗口。
3．按套塑结构分类 按套塑结构不同，光纤可分为紧套光纤和松套光 纤。
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光纤通信
(1) G.652光纤
Ｇ.652光纤，也称为标准单模光纤（SMF），是 指色散零点（即色散为零的色散波长）在1310nm 附近的光纤。 G.652光纤在1.31μm处衰减系数为0.35dB/km左右， 在1.55μm处衰减系数为人0.20dB/km左右，但 1.55μm处的色散系数大约为17-20ps/km.nm，从 而限制了其在工作波长为1550nm系统中的传输速 率和传输距离。 PMD<0.5PS/KM(1/2) 400KM PMD=10PS
密集波分复用系统中的应用。
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光纤通信
(3)G.654光纤
G.654光纤是截止波长移位的单模光纤。ITU-T建 议规定： G.654光纤在22m长光纤上的截止波长 <=1530nm，在短于2m长光纤上的一次涂覆截止 波长<=1600nm。G.654光纤的设计重点是降低 1550nm的衰减。G.654光纤主要应用于需要很长 中继距离的海底光纤通信。 在1550nm处，衰减系数0.15dB~0.17dB/km
2.1 光纤的结构和类型
紧套光纤与松套光纤
光纤通信
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，就是在光纤涂覆层外面再套上一层塑料 套管，光纤可以在套管中自由活动。
图2-2 套塑光纤结构
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2.1.2 光纤的分类
4．单模光纤的分类
光纤通信
缓冲层一般为性能良好的填充源自文库膏；
二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。
涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同 时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿 命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm。通常所说的光 纤为此种光纤。
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2.1 光纤的结构和类型
2．光纤的折射率分布与光线的传播
光纤通信
第2章 光纤和光缆
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第2章
光纤和光缆
光纤通信
本章内容、重点和难点
本章内容 光纤的结构和类型。 光纤的导光原理。 光纤的特性。 光缆的结构和种类。 光缆的熔接 本章重点 光纤的结构和类型。 光纤的特性。 光缆的种类。 光缆的熔接
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第2章
光纤和光缆
光纤通信