光纤传输基础知识资料
光纤通信原理及基础知识
t D • Δ PMD= pmd * LΛ0.5
•
PMD Link
y=
1
n
n k 1
x
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• PMDQ :99.99% probability of 100000 y
光纤的基本参数
光纤的光学及传输特性参数之一------偏振模色散受限的最大理 论传输距离
偏振模色散受限的最大理论传输距离
光纤的通信原理及基础知识
第一章 光纤通信的基本原理 第二章 光纤的基本结构和分类 第三章 光纤的基本参数 第四章 光纤的制造方法
第一章 光纤、光缆的基本知识
§1.1 光纤通信的基本原理
信号 处理
发送端
光波导
信号 处理
接收端
光纤通信的基本原理
频谱分配
电磁波谱
低频
高频
微波
直流电
LW MW KW UKW dm cm
微观弯曲损耗:是指光纤受到不均匀应力的作
用,光纤轴产生的微小不规则弯曲所引入的附加损耗。
光纤的基本参数
参数典型值 光纤的光学及传输特性参数之一------
• 模场直径: • 衰减系数:
• 色散系数:
• 偏振模色散:
• 截止波长: • 弯曲损耗:
•1310nm: 8-10m; 1550nm: 9-11m
包层(SiO2+F )掺氟二氧化硅
125 µm
标准单模光纤
标准梯度折射率分布多模光纤
涂层(acrylic) 250 µm
涂层 250 µm
涂层
力学影响的防护
塑料光纤
涂层 1000 µm
光纤的基本结构和分类
光纤的分类
按材料分类:
光纤通信技术知识点简要(考试必备)
光纤通信.1.光纤结构光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。
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。
设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2,光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。
2.光纤主要有三种基本类型: 突变型多模光纤,渐变型多模光纤, 单模光纤. 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3.光纤主要用途: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。
1.55μm 色散移位光纤实现了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超长距离系统。
色散平坦光纤适用于波分复用系统,这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。
三角芯光纤有效面积较大,有利于提高输入光纤的光功率,增加传输距离。
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。
4.分析光纤传输原理的常用方法:几何光学法.麦克斯韦波动方程法5.几何光学法分析问题的两个出发点: 〓数值孔径〓时间延迟. 通过分析光束在光纤中传播的空间分布和时间分布. 几何光学法分析问题的两个角度: 〓突变型多模光纤〓渐变型多模光纤.6.产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散,损耗和色散是光纤最重要的传输特性:损耗限制系统的传输距离, 色散则限制系统的传输容量.7.色散是在光纤中传输的光信号,由于不同成分的光的时间延迟不同而产生的一种物理效应. 色散的种类:模式色散、材料色散、波导色散.8. 波导色散纤芯与包层的折射率差很小,因此在交界面产生全反射时可能有一部分光进入包层之内,在包层内传输一定距离后又可能回到纤芯中继续传输。
进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关,即相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。
光纤基础知识
光纤基础知识光纤,是一种光导纤维,广泛应用于通信、医疗、工业等领域。
它可以高效传输光信号,具有较大的带宽和低的衰减,被认为是现代通信技术的重要组成部分。
本文将介绍光纤的基本原理、结构和常见应用。
一、光纤的基本原理光纤的传输基于光的全反射原理。
当光从一种介质射向密度较大的介质时,会发生全反射现象。
利用这个特性,将光信号封装在一根玻璃或塑料纤维中,通过纤维内部的反射来传输光信号。
二、光纤的结构1. 光纤芯:光纤芯是光信号传输的核心部分,通常由高纯度的二氧化硅或塑料材料制成。
光信号在光纤芯内进行全反射,不会发生衰减。
2. 光纤包层:光纤包层是包围光纤芯的一层材料,通常由折射率较低的材料制成。
它的作用是减少光信号的损失,并保持光信号沿着光纤传输的方向。
3. 光纤护套:光纤护套是外部的保护层,通常由聚氨脂或聚乙烯等材料制成。
它可以保护光纤免受机械和环境损坏。
三、光纤的工作原理光纤的传输过程可以分为发射、传输和接收三个过程。
1. 发射:发射端通过光源产生光信号,并将信号输入光纤芯中。
常用的光源有激光器和发光二极管等。
2. 传输:光信号在光纤芯中以全内反射的方式传输,信号可以在光纤中长距离传输而不发生明显衰减。
3. 接收:接收端利用光探测器接收传输过来的光信号,并将其转换为电信号进行进一步处理和传输。
四、光纤的优势与应用光纤具有许多优势,使其成为通信和其他行业首选的传输介质。
1. 大带宽:光纤具有较大的带宽,可以支持高速数据传输和大容量通信。
2. 长传输距离:光信号在光纤中传输衰减较小,可以实现较长的传输距离。
3. 抗干扰性:光纤不受电磁干扰和射频干扰,适用于复杂环境和电磁敏感设备。
4. 安全性:光纤传输的信号无法被窃听,具有较高的安全性。
光纤的应用广泛,包括但不限于以下领域:1. 通信领域:光纤用于电话、互联网和有线电视等通信网络,提供高速、可靠的通信服务。
2. 医疗领域:光纤在内窥镜、光纤导光束等医疗设备中得到应用,用于检测、诊断和手术。
光纤通信重要知识点总结
光纤通信重要知识点总结光纤通信是指利用光纤作为传输介质进行信息传输的通信方式。
光纤通信具有高带宽、长传输距离、低损耗和抗干扰等优点,因此在现代通信领域得到广泛应用。
下面是光纤通信的重要知识点总结:1.光纤的组成与结构:光纤主要由芯、包层和包衣组成。
芯是光信号传输的区域,通常由高折射率的材料制成;包层是用低折射率材料包围芯,起到光信号在纤芯内反射传播的作用;包衣是保护光纤的外层,通常由聚合物材料制成。
2.光纤的工作原理:光信号通过光纤的内部反射传播。
当光线从纤芯射入包层界面时,根据全反射原理,光线会完全反射回纤芯内部,从而沿着光纤传输。
通过控制入射角度和光纤材料的折射率可实现光信号的传输和传播。
3.光纤的传输特性:光纤具有高带宽、低损耗和低延迟等优点。
由于采用了光的传输方式,能够实现高速率的数据传输,大大提高了通信的速度和容量。
光纤的损耗非常低,可以在长距离范围内传输信号,而且几乎不受电磁干扰和信号衰减影响。
同时,光信号在光纤中的传输速度非常快,几乎接近光速,因此具有低延迟特性。
4.光纤通信系统的组成:光纤通信系统一般由光源、调制器、光纤传输介质、光解调器和接收器等组成。
光源可以是激光器或发光二极管等,用来产生光信号。
调制器用来将电信号转换成光信号,例如使用调制技术将数字信号转换成光脉冲信号。
光解调器则将光信号转换为电信号,通常使用光电二极管或光电探测器等光电转换器件。
接收器接收到光信号后进行信号处理和解码,将其转化为原始的电信号。
5.光纤通信的调制技术:光纤通信中常用的调制技术包括直接调制和外调制两种。
直接调制是通过改变激光器的电流或电压来实现光信号的调制,简单且成本低,但调制深度较浅。
外调制则是利用外部器件(如调制器)来对光信号进行调制,可以实现高深度的调制,但需要较复杂的设备和技术。
6.光纤通信网络的结构:光纤通信网络一般采用分布式结构或集中式结构。
分布式结构中,光纤纷纱采用星型或网状拓扑结构连接各个用户,每个用户都连接到一个光纤节点。
光传输基础知识
光传输基础知识
光传输是指使用电子器件和光学元件将电信号转换为光信号,然后通过光纤传输到目的地。
以下是一些光传输基础知识:
1. 光信号的基本特性:
- 光信号是由光子组成的,光子是能量的量子单位。
- 光信号的频率是由电信号的频率决定的。
- 光信号的波长是由光纤的折射率决定的。
- 光信号的强度是由光纤的损耗和信号的功率决定的。
2. 光纤的基本特性:
- 光纤是由玻璃或塑料制成的细长的纤维,用于传输光信号。
- 光纤的直径通常为10微米左右。
- 光纤的折射率大于周围材料的折射率,因此光信号可以沿着光纤传输。
- 光纤的损耗是由光纤的材料、长度、弯曲和接头等因素决定的。
3. 光电器件的基本特性:
- 光电二极管是一种常用的光电器件,用于将光信号转换为电信号。
- 光电二极管的工作原理是利用光子激发电子产生电流。
- 光电二极管的响应速度和灵敏度是由其材料和结构决定的。
4. 光传输系统的基本组成部分:
- 发送端:包括光源、调制器和光探测器等。
- 光纤:用于传输光信号。
- 接收端:包括光探测器、解调器和信号处理器等。
- 控制系统:用于控制和监测光传输系统的运行状态。
5. 光传输系统的常见应用:
- 光纤通信:用于传输语音、数据和图像等信息。
- 光纤传感:用于测量温度、应变、压力和流量等物理量。
- 光纤照明:用于室内和室外照明。
- 光纤医疗:用于医疗成像和治疗。
以上是光传输基础知识的一些基本概念和应用,希望能对您有所帮助。
光纤通信原理及基础知识
光纤通信原理及基础知识光纤通信是一种利用光信号传输信息的通信技术。
它基于光波在光纤中的传输,具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点,因此在现代通信领域得到广泛应用。
下面将介绍光纤通信的原理和一些基础知识。
1.光纤通信原理光纤通信的原理基于光的全内反射。
光纤是由一个或多个折射率不同的材料构成,光信号通过光纤中的光核进行传输。
当光信号从一个折射率较高的材料传到折射率较低的材料时,会发生全内反射,光信号会在光纤中沿着光核一直传输。
光纤通信系统主要包括光源、光纤和光接收器三个部分。
光源产生光信号并将其注入光纤中,光纤将光信号传输到目标位置,光接收器将光信号转化为电信号进行处理。
这样就完成了光纤通信的整个过程。
2.光纤类型根据应用场景和使用材料的不同,光纤可以分为多种类型。
常见的光纤类型有单模光纤和多模光纤。
单模光纤(Single-Mode Fiber,SMF)是一种具有较小光纤芯径的光纤,适用于远距离传输。
它可以在光纤中传输一个光模式,具有较低的传输损耗和较小的色散效应。
单模光纤主要用于长距离通信和数据传输。
多模光纤(Multi-Mode Fiber,MMF)是一种具有较大光纤芯径的光纤,适用于短距离传输。
多模光纤可以在光纤中传输多个光模式,但由于折射率不同,不同光模式的传输速度会有差异。
多模光纤主要用于局域网、数据中心等短距离通信场景。
3.光纤连接方式光纤连接主要有两种方式:直连和连接器。
直连是将两根光纤通过激光焊接技术直接连接起来。
直连具有较低的插损和回波损耗,但连接时需要专业操作,一旦连接失败将无法更换。
连接器是将光纤端面抛光并用连接器将两根光纤连接在一起。
连接器具有灵活性,连接和更换方便,但具有一定的插损和回波损耗。
4.光纤通信的关键参数光纤通信中,有几个重要的参数需要关注。
带宽是指光纤传输信号的频率范围。
带宽越大,传输速率越高。
损耗是光信号在光纤中传输时丢失的能量。
损耗越小,信号传输的距离越远。
色散是指光信号在光纤中传输时信号传播速度与光波长之间的关系。
光纤光缆干货基础知识点
光纤光缆干货基础知识点1.简述光纤的组成答:光纤由两个基本部分组成:由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。
2.描述光纤线路传输特性的基本参数有哪些?答:包括损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径等。
3. 产生光纤衰减的原因有什么?答:光纤中光功率沿纵轴逐渐减小。
光功率减小与波长有关。
光纤链路中,光功率减小主要原因是散射、吸收,以及连接器和熔接接头造成的光功率损耗。
衰减的单位为dB。
产生原因:使光纤产生衰减的原因很多,主要有:吸收衰减,包括杂质吸收和本征吸收;散射衰减,包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射等;其它衰减,包括微弯曲衰减等。
其中最主要的是杂质吸收引起衰减。
4.光纤的带宽与什么有关?答:光纤的带宽指的是:在光纤的传递函数中,光功率的幅值比零频率的幅值降低50%或3dB时的调制频率。
光纤的带宽近似与其长度成反比,带宽长度的乘积是一常量。
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。
5.信号在光纤中传播的色散特性怎样描述?答:可以用脉冲展宽、光纤的带宽、光纤的色散系数三个物理量来描述。
6.什么是截止波长?答:是指光纤中只能传导基模的最短波长。
对于单模光纤,其截止波长必须短于传导光的波长。
7.光纤的色散对光纤通信系统的性能会产生什么影响?答:光纤的色散将使光脉冲在光纤中传输过程中发生展宽。
影响误码率的大小,和传输距离的长短,以及系统速率的大小。
8.光时域反射计(OTDR)的测试原理是什么?有何功能?答:OTDR基于光的背向散射与菲涅耳反射原理制作,利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息,可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等,是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。
其主要指标参数包括:动态范围、灵敏度、分辨率、测量时间和盲区等。
9.常见光测试仪表中的“1310nm”或“1550nm”指的是什么?答:指的是光信号的波长。
光传输技术基础知识
7560
30240 120960 483840
同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 (2)SDH设备的种类 SDH设备可以分为4种:终端复用器(TM)、分插复用器(ADM)、再生器 (REG)和数字交叉连接设备(DXC)。
TM
TM
DXC
STM- N
DXC
STM- N
ADM
STM- n
STM- N STM- N STM- N
△
△
F1
D3 K2 D6 D9 D12
*
*
A U - P T R (管理单元指针)
M S O H
9 行
D4 D7 D10
S1
M1
E2
*
*
9 列
* 国内使用字节
△传输媒质指示字节
空格:国际使用字节
同步数字体系—段开销
一、段开销 1. A1、A2: 帧定位字节 (F6 28 H); 2. J0: 再生段跟踪字节,使收、发能正确对接; 3. B1:再生段比特间插奇偶校验字节(BIP-8); 4. D1~ D3:再生段数据通信通道,可传送再生段运行数据; 5. D4 ~ D12:复用段数据通信通道,可传送复用段运行数据; 6. E1、E2:公务联络字节; 7. F1:使用者通道字节,用于维护的数据/音频通道; 8. B2:复用段比特间插奇偶校验字节(BIP-N×24);
注:M<N
同步数字体系—SDH概论
三、SDH概况 (2)SDH设备的种类—分插复用器(ADM) 分/插复用器用于SDH传输网络的转接站点处,例如链的中间结点或环上 结点,是SDH网上使用最多、最重要的一种网元,它是一个三端口的器件 。
STM-N
w ADM
光纤光缆的基础知识
光纤光缆的基础知识一、光纤1.光纤的定义光纤是光导纤维的简称,即用来通光传输的石英玻璃丝。
2.光纤的结构组成和作用1)光纤的构成:光纤是由光折射率较高的纤芯和折射率较低的包层组成,为了保护光纤不受外力和环境的影响,在包层的外面都加上一层塑料护套(也叫涂覆层)。
2)光纤各组成部分的作用:纤芯:siO2+GeO2(作用是导光通信)包层:siO2(作用是使全反射成为可能)涂覆层:光固化丙烯酸环氧树脂或热固化的硅酮树脂(作用是防止光纤表面受损产生微裂纹,将光纤表面与环境中的水分、化学物质隔开,防止已有的微小裂纹逐步生长扩大)3.光纤的分类A:按组成光纤的材料分类:玻璃(石英)光纤、塑料光纤;B:按光纤横截面上折射率分布分类:有突变型光纤(普通单模光纤)、渐变型光纤(多模光纤)、阶跃型光纤等;C:按光纤传输模式分类:多模光纤、单模光纤等。
单模光纤中光偏振状态要传输过程中是否保持不变,又可分为偏振模保持光纤和非偏振模保持光纤;D:按工作波长窗口分类:长波长光纤和短波长光纤等注:单模光纤是指只能传输一种模式(基模或最低阶模)的光纤,其信号畸变很小。
多模光纤是一种能承载多种模式的光纤,即能够允许多个传导模的通过。
模是指光在光纤中的传输方式(单模/多模)。
单模光纤具有很小的芯径,以确保其传输单模,但是其包层直径要比芯径在十多倍,以避免光的损耗。
单模光纤以其衰减小、频带宽、容量大、成本低和易于扩容等优点,作为一种理想的光通信媒介,在全世界得到及为广泛的应用。
4.光纤的特性A:几何特性和光学特性(主要针对单模光纤)纤芯直径:A、多模光纤(50um/62.5um两种标称直径)B、单模光纤(8.3um)包层直径:125.0±1.0um包层不圆度:≤1.0%涂层外径:245±5.0um纤芯、包层同心度:≤0.5um翘曲度:曲率半径≥4.0m模场直径:指光纤中基模场的电场强度随空间的分布。
它描述了单模光纤中光能集中程度的参量。
光纤基础知识汇总
光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。
微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。
通常,光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。
光纤结构1、光纤(Optical Fiber)的典型结构是多层同轴圆柱体,自内向外由纤芯、包层和涂敷层三部分组成。
纤芯作用——传导光波成分——高纯度SiO2+极少量掺杂剂(如P2O5)掺杂目的是提高纤芯对光的折射率包层作用——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。
将光波限制在纤芯中传播成分——高纯度SiO2+极少量掺杂剂(如B2O3)掺杂目的是使折射率略低于纤芯折射率设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2,光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。
涂覆层作用——保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤。
同时增加光纤柔韧性。
一次涂覆层:丙烯酸酯,有机硅或硅橡胶材料缓冲层:一般为性能良好的填充油膏二次涂覆层:聚丙烯或尼龙等高聚物光纤分类(1)按照制造光纤所用的材料分类有:石英系光纤;多组分玻璃光纤;塑料包层石英芯光纤;全塑料光纤。
2)按折射率分布情况分类:光纤主要有三种基本类型:(多模阶跃折射率光纤)——纤芯折射率为n1保持不变,到包层突然变为n2。
这种光纤一般纤芯直径2a=50~80μm,光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播,特点是信号畸变大。
渐变型多模光纤(多模渐变射率光纤)——在纤芯中心折射率最大为n1,沿径向r向外围逐渐变小,直到包层变为n2。
这种光纤一般纤芯直径2a为50μm,光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播,特点是信号畸变小。
单模光纤——折射率分布和突变型光纤相似,纤芯直径只有8~10 μm,光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。
光纤传输知识点总结
光纤传输知识点总结一、光纤传输的基本原理光纤传输的基本原理是利用光的全内反射特性进行信号的传输。
当光线进入光纤时,如果入射角小于临界角,光线就会被完全反射在光纤的内壁上,不会发生透射。
由于光的速度很快,因此通过光纤的传输速度也非常快。
在光纤传输过程中,光信号会在光纤中不断地进行全内反射,达到信息传输的目的。
二、光纤的特点1. 带宽大:由于光的波长较短,因此光纤的带宽远远大于传统的铜线传输。
2. 传输速度快:光的传输速度非常快,因此光纤传输的速度也非常快,是传统电信号传输的数倍甚至数十倍。
3. 抗干扰能力强:光信号在光纤中传输时,不会受到外界电磁干扰的影响,因此光纤传输的抗干扰能力非常强。
4. 传输距离远:由于光的传输损耗小,因此光纤传输可以实现更远距离的信号传输。
5. 体积小、重量轻:与传统的电缆相比,光纤具有较小的体积和重量,便于安装和维护。
三、光纤传输系统的结构光纤传输系统主要由光源、光纤、光接收器组成。
光源可以是激光、LED等发光器件,发出的光信号通过光纤传输到目标地点,然后被光接收器接收并转换成电信号。
在实际应用中,光纤传输系统通常还包括光纤放大器、光纤复用器、光纤解复用器等辅助设备,以及光纤连接器、光纤延长器等光纤配件。
四、光纤传输的应用1. 通讯领域:光纤传输在通讯领域得到了广泛的应用,包括电话通讯、数据传输、因特网接入等。
光纤传输的高速、大带宽特性,使其成为现代通讯系统的重要组成部分。
2. 电视信号传输:光纤传输可以实现高清晰度、高质量的电视信号传输,能够满足用户对高品质影视娱乐的需求。
3. 医疗领域:在医疗影像诊断和手术中,常常需要传输大量的影像数据。
光纤传输的高速、大带宽、抗干扰能力强的特性,使其成为医疗领域的首选传输介质。
4. 工业自动化:自动化生产线通常需要大量的传感器和执行器进行数据传输和控制,光纤传输可以满足这些设备的高速、抗干扰的需求。
5. 军事领域:光纤传输在军事通讯、雷达系统、导航系统等领域得到了广泛的应用,其高速、高可靠性的特性可以满足军事通讯的各种需求。
光纤通信原理及基础知识
光纤通信原理及基础知识
一、光纤通信原理
光纤通信的核心技术是光子学,它是利用光纤光缆中的光纤对光信号进行传播和传输。
光纤光缆是一种由多根光纤缆组成的电缆,用来传输可见光或近红外波长范围内的光信号。
它包含一根中心的内管,围绕着由若干根绝缘光缆组成的外面,以及外面包裹的电缆套管。
光纤具有比一般电线传输快和体积小的优势。
而且它可以传输的信息量比一般电线传输的信息量大得多,在数据传输,广播和电视节目传输,网络传输,数据中心和建筑物的内部数据传输,机场、地铁和高速列车的安全监控等场合有广泛的应用。
二、光纤通信基础知识
1、光纤的基本结构
光纤是由内管、纤芯、护套和外皮组成的。
内管是光纤的中心,由若干根细细的玻璃或塑胶的纤维组成,用来把发出的信号紧密包裹起来;纤芯则由抗光折射率差异的介质层组成,可以实现光子的数字信号传输;护套是中心纤芯的保护层,由特殊的材料构成,用以抗折和抗磨损;。
光纤维知识点归纳总结
光纤维知识点归纳总结一、光纤的基本原理光纤传播的基本原理是全反射原理。
光在光纤中的传播是由于光在光密介质与光疏介质之间反射所致。
当光线入射在两种介质交界面上,发生的折射和反射是由折射率决定的。
而光纤通过改变折射率的设计,使得当光线沿着光纤传输时,不会发生漏光,从而保证了光信号的传输。
二、光纤的结构光纤通常由芯、包层和外护套组成。
芯是光纤传输光信号的主体,包层用于约束和保护光信号,外护套则用于保护光纤本身以及增强其机械性能。
光纤的结构设计与材料的选择对光信号的传输性能有着重要的影响。
三、光纤的类型根据光纤芯和包层的折射率,可以将光纤分为单模光纤和多模光纤。
单模光纤是指在光纤芯中只有一条光路,适用于远距离通信和高速数据传输;多模光纤是指光纤芯中存在多条光路,适用于短距离通信和局域网传输。
另外,光纤还可根据其传输性能和应用环境的不同分为标准单模光纤、非标单模光纤、高分子光纤等类型。
四、光纤的传输特性光纤的传输特性主要包括传输损耗、色散、非线性效应等。
传输损耗是指光信号在光纤传输过程中损失的能量,主要包括吸收损耗、散射损耗、泄漏损耗等。
色散是指光信号在光纤中传播速度与光波长有关,从而引起信号失真的现象。
非线性效应是指光信号在光纤中传播过程中出现的非线性光学效应,如光子效应、拉曼效应等。
五、光纤的应用光纤在通信领域被广泛应用,包括长距离传输、城市通信、局域网、光纤传感等。
同时,光纤还在医学、军事、工业、科研等领域也有着重要的应用,如光纤传感器、激光器、光纤放大器等。
光纤作为一种重要的光学传输介质,在信息通信、光电子技术、生物医学、制造技术等众多领域都有着重要的应用价值。
通过了解光纤的基本原理、结构、类型、传输特性和应用,我们可以更深入地理解光纤技术的发展和应用前景。
希望本文对大家有所帮助,欢迎指正补充。
光纤传输重要基础知识点
光纤传输重要基础知识点光纤传输是一种常见且广泛应用于通信领域的数据传输技术。
它利用光的物理特性,将信息以光信号的形式通过光纤传输,具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点。
下面将介绍一些光纤传输的重要基础知识点。
1. 光纤的结构和工作原理:光纤主要由纤芯、包层和包覆组成。
光信号通过纤芯的全内反射来传输。
纤芯的折射率高于包层,确保光信号沿纤芯内部传播而不会发生衰减。
包层的作用是保护纤芯,并通过降低折射率的差异减小信号的传播损耗。
2. 光纤的类型:常见的光纤类型包括单模光纤(Single Mode Fiber,SMF)和多模光纤(Multi Mode Fiber,MMF)。
单模光纤适用于远距离传输,传输的光信号只有一个传播模式。
多模光纤适用于短距离传输,传输的光信号可以同时具备多个传播模式。
3. 光纤的衰减和色散:光信号在光纤中传输时会发生衰减和色散效应。
衰减是指光信号强度随传输距离增加而减弱,常用单位是分贝(dB)。
色散是指光信号在传输过程中不同波长的光信号到达终点的时间不同,导致信号畸变和距离限制。
为了减小衰减和色散带来的影响,可以采用光纤光放大器和补偿技术。
4. 光纤的连接和连接器:在光纤传输中,需要对光纤进行连接。
常用的光纤连接器包括FC(Fiber Connector)、SC(Subscriber Connector)和LC(Lucent Connector)等。
这些连接器可以实现光纤之间的精确对接,确保信号的传输质量。
5. 光纤网络的组成:光纤传输技术被广泛应用于构建各种类型的光纤网络。
光纤网络包括传输子系统、交换子系统和接入子系统。
传输子系统负责光信号的传输和放大,交换子系统实现光信号的转发和路由,接入子系统连接终端用户与光纤网络之间。
总的来说,光纤传输作为一种重要的数据传输技术,具有众多优点和广泛应用前景。
掌握光纤传输的基础知识,对于理解光纤通信原理、设计光纤网络以及解决光纤传输中的问题都具有重要意义。
光纤基础知识
光纤基础知识(组网)一、光纤的构造、种类、接线、规格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。
光纤的基本知识
光纤的基本知识光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。
它是工作在光波波段的一种介质波导,通常是圆柱形。
它把以光的形式出现的电磁波能量利用全反射原理约束在其界面内,并引导光波沿着光纤轴线的方向前进。
光纤的传输特性由其结构和材料决定。
通常,光纤是由高纯度的石英玻璃为主掺少量杂质锗(Ge)、硼(B)、磷(P)等的材料制成的细长的圆柱形,细如发丝(通常直径为几微米到几百微米)。
实用的结构有两个同轴区,内区称为纤芯,外区称为包层。
通常,在包层外面还有一层起支撑保护作用的涂覆层。
因为光是电磁波,所以光在光纤中的传播可用麦克斯韦波动方程来分析。
断面尺寸比光波长大很多时,可用几何光学的概念来处理。
图A.1 当光线从较高折射率介质向较低折射率介质传播时,在界面处的折射和反射 图A.1为光在不同介质中的传播。
图中介质1的折射率为n 1,介质2的折射率为n 2。
当光束以较小的θ1角入射到介质界面上时,部分光进入介质2并产生折射,部分光被反射。
它们之间的相对强度取决于两种介质的折射率。
介质的折射率定义为光在空气中的速度与光在介质中的速度之比。
由菲涅耳定律可知31θθ=(A.1) 1221sin sin n n θθ= (A.2)在n 1>n 2时,逐渐增大θ1,进入介质2的折射光束进一步趋向界面,直到θ1趋于90°。
此时,进入介质2的光强显著减小并趋于零,而反射光强接近入射光强。
当θ1=90°极限值时,相应的θ1角定义为临界角θc 。
由于sin90°=l ,所以临界角21arcsin()c n n θ= (A.3)当θ1>θc 时,入射光线将产生全反射。
应当注意,只有当光从折射率大的介质进入折射率小的介质,即n 1>n 2时,在界面上才能产生全反射。
图A.2 子午光线的全反射全反射现象是光纤传输的基础。
对于一根具体的光纤,如图A.2所示。
为分析方便,以下主要讨论光线为子午光线的情况。
光纤光缆21条基础知识
光纤光缆基础知识1. 光纤的结构是怎么样的?光纤裸纤一般分为三层:纤芯、包层和涂覆层。
光纤的结构:光纤纤芯和包层是由不同折射率的玻璃组成,中心为高折射率玻璃纤芯(掺锗二氧化硅),中间为低折射率硅玻璃包层(纯二氧化硅)。
光以一特定的入射角度射入光纤,在光纤和包层间发生全发射(由于包层的折射率稍低于纤芯),从而可以在光纤中传播。
涂覆层的主要作用是保护光纤不受外界的损伤,同时又增加光纤的柔韧性。
正如前面所述,纤芯和包层都是玻璃材质,不能弯曲易碎,涂覆层的使用则起到保护并延长光纤寿命的作用。
2.光缆的组成光纤由纯石英以特别的工艺拉丝成比头发还细中间有几介质的玻璃管,它的质地脆易断,因此需要外加一层保护层。
光纤外层加上塑料保护套管及塑料外皮就成了光缆。
光缆包含光纤,光纤就是光缆内的玻璃纤维,广泛上来说光纤是光缆,都是一种传输介质。
但严格意义上讲,两者是不相同的产品,光纤和光缆的区别:光纤是一种传输光束的细而柔软的媒质。
多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。
所以光纤是光缆的核心部分,光纤经过一些构件极其附属保护层的保护就构成了光缆。
3.光纤的工作波长?光是由它的波长来定义,在光纤通信中,使用的光是在红外区域中的光,此处光的波长大于可见光。
在光纤通信中,典型的波长是800到1600nm,其中最常用的波长是850nm、1310nm和1550nm。
在选择传输波长时,主要综合考虑光纤损耗和散射。
目的是通过向最远的距离、以最小的光纤损耗来传输最多的数据。
在传输中信号强度的损耗就是衰减。
衰减度与波形的长度有关,波形越长,衰减越小。
光纤中使用的光在850、1310、1550nm处的波长较长,故此光纤的衰减较小,这也导致较少的光纤损耗。
并且这三个波长几乎具有零吸收,最为适合作为可用光源在光纤中传输。
4.最小色散波长和最小损耗波长在目前商用光纤中,什么波长的光具有最小色散?什么波长的光具有具有最小损耗?1310nm波长的光具有最小色散,1550nm波长的光具有最小损耗。
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光纤通信的优点
• • • • •
通信容量大 中继距离长 不受电磁干扰 资源丰富 光纤重量轻、体积小
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数值孔径
入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在 某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤 的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有 利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同 (AT&TCORNING)。
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红外线
1.6um 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.0um 900 800 700 600nm
紫外线
光通信使用范围
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通信波段划分及相应传输媒介
频率 Hz
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金 华最佳传输频率窗口:常规型单模光纤和色散位移型单 模光纤。 常规型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在 单一波长的光上,如1300nm。 色散位移型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳 化在两个波长的光上,如:1300nm和1550nm。
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光缆的接续与成端
光缆的接续与成端是光缆线路维护人员必须掌握的基本 技能。 光缆的接续技术分类: 一、光纤的接续技术和光缆的接续技术两部分。 二、光缆的成端类似光缆的接续,只不过由于接头材料 不同而操作该当也有所不同。
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光通信发展简史
2000多年前 烽火台——灯光、旗语 1880年 光电话——无线光通信 1970年 光纤通信
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光纤通信发展史
•1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光 纤通信的想法。 •1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续 工作的半导体激光器。 •1970年康宁公司的卡普隆(Kapron) 之作出 损耗为20dB/km光纤。 •1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。
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电磁波谱
1cm 1mm 100um 10um 1um
100nm 10nm 1nm λ 波長
10G 100G
1T 10T 100T 10^15 10^16 10^17
f (Hz)
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光纤衰减
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 成的损耗。 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。
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频段 划分 传 输 介 质
电力、电话
无线电、电视
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可见光
AM无线电 同轴电缆 双铰线
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光的基本知识
入 射
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反射
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空气 水
n1<n2
折 射
视觉位置 实际位置
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临界角
入射角=反射角
n1
θ1
900 n1 n2
n1
θ2
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n1 > n2
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光纤的尺寸
外径一般为125um(一根头发平均100um) 内径:单模9um 多模50/62.5um
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9
125 50
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第三层:最外是加强用的树脂涂层。
纤芯
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包层
保护套
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光纤的结构
一、纤芯 core:折射率较高,用来传送光; 二、包层 coating:折射率较低,与纤芯一起 形成全反射条件; 三、保护套 jacket:强度大,能承受较大冲 击,保护光纤。 3mm光缆 橘色 MM 多模 黄色 SM 单模
自由空间波长(m)
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光的折射,反射和全反射
因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种 物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折 射和反射。而且,折射光的角度会随入射光的角度变化而 变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时,折射光会 消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。不同 的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质 有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角 度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。 反射率分布:表征光学材料的一个重要参数是折射率, 用N表示,真空中的光速C与材料中光速V之比就是材料的 折射率。妈N=C/V 光纤通信用的石英玻璃的折射率约为1.5
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光纤接续的种类
光缆接续一般可分为两大类: 一、光纤的固定接续(俗称死接头)。一般采用光纤熔接机; 用于光缆直接头。 二、光纤的活动接头(俗称活接头)。用能够拆卸的连接器 连接(俗称活接头)。用于光纤跳线、设备连接等地方
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光通信的发展过程
雏形:古代烽火、手旗、灯光
潜望镜原理——光波导之雏形
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临界角
全反射
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光纤结构
光纤裸纤一般分为三层: 第一层:中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9-10μm,(单模) 50或62.5(多模)。
第二层:中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为 125μm)。
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光纤的分类
按材料分类:
– 玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输 距离长,成本高; – 胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同 玻璃光纤差不多,成本较低; – 塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输 距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及 短距的图像传输。
由于光纤端面的不完整性和光纤端面压力的不均匀性,一次 放电熔接光纤的接头损耗还比较大,现在采用二次放电熔接 法。先对光纤端面预热放电,给端面整形,去除灰尘和杂物, 同时通过预热使光纤端面压力均匀。
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突变型:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其 成本低,模间色散高。适用于短途低速通讯,如:工控。 但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突 变型。 渐变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐 渐变小,可使高模光按正弦形式传播,这能减少模间色 散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在 的多模光纤多为渐变型光纤。