光纤光缆的结构与分类PPT课件
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通信光纤光缆知识ppt课件
光纤规格代号：光纤的规格由光纤数和光纤类别组成。 光纤数目代号：用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字
表示。 光纤类别代号：用大写A表示多模光纤，大写B表示单模光纤，
再以数字和小写字母表示不同种类、类型的光纤。
Байду номын сангаас30上一页
举例
光缆型号为：GYTA53－4х2D10/125其表 示意义为通信室（野）外光缆，金属加 强构件，松套层绞结构，油膏填充式结 构铝－聚乙烯粘结护套，皱纹钢带铠装， 内 装 8 根 纤 芯 直 径 为 10µm 、 包 层 直 径 125µm的常规单模光纤。
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光缆型式组成
光缆型式有五部分组成如上图
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光缆型式组成
分类的代号及其意义为：
GY－通信用室（野）外光缆。 GR－通信用 软光缆。 GJ－通信用室（局）内光缆。 GS －通信设备室内光缆。 GH－通信用海底光 缆。GT－通信用特殊光缆。
加强构件的代号及其意义为：
无符号－金属加强构件； F－非金属加强构 件； G－金属重型加强构件；H－非金属重 型加强构件。
材料色散：光纤材料的折射率随光波长的变化而变化，从而 引起脉冲展宽的现象称为材料色散。不同波长的光脉冲将有 不同的传播速度，在到达出射端面时将产生时延差，从而使 脉冲展宽。
波导色散和极化色散就不作介绍。在多模光纤中，主要存在
模式色散、材料色散和波导色散；单模光纤中不存在模式色
散，而只存在材料色散和波导色散。
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常见光纤名词
模式——光学波动理论认为，光纤是一种传光 的波导，光波在光纤中只能以一定形式的电磁 场分布进行传输，这种周期性的电磁分布称为 模式，通常为模。
截止波长：截止波长是指单模光纤通常存在某 一波长，当所传输的光波长超过该波长时，光 纤就只能传播一种模式（基模）而在该波长之 下，光纤可能传播多种模式。
表示。 光纤类别代号：用大写A表示多模光纤，大写B表示单模光纤，
再以数字和小写字母表示不同种类、类型的光纤。
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举例
光缆型号为：GYTA53－4х2D10/125其表 示意义为通信室（野）外光缆，金属加 强构件，松套层绞结构，油膏填充式结 构铝－聚乙烯粘结护套，皱纹钢带铠装， 内 装 8 根 纤 芯 直 径 为 10µm 、 包 层 直 径 125µm的常规单模光纤。
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光缆型式组成
光缆型式有五部分组成如上图
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光缆型式组成
分类的代号及其意义为：
GY－通信用室（野）外光缆。 GR－通信用 软光缆。 GJ－通信用室（局）内光缆。 GS －通信设备室内光缆。 GH－通信用海底光 缆。GT－通信用特殊光缆。
加强构件的代号及其意义为：
无符号－金属加强构件； F－非金属加强构 件； G－金属重型加强构件；H－非金属重 型加强构件。
材料色散：光纤材料的折射率随光波长的变化而变化，从而 引起脉冲展宽的现象称为材料色散。不同波长的光脉冲将有 不同的传播速度，在到达出射端面时将产生时延差，从而使 脉冲展宽。
波导色散和极化色散就不作介绍。在多模光纤中，主要存在
模式色散、材料色散和波导色散；单模光纤中不存在模式色
散，而只存在材料色散和波导色散。
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常见光纤名词
模式——光学波动理论认为，光纤是一种传光 的波导，光波在光纤中只能以一定形式的电磁 场分布进行传输，这种周期性的电磁分布称为 模式，通常为模。
截止波长：截止波长是指单模光纤通常存在某 一波长，当所传输的光波长超过该波长时，光 纤就只能传播一种模式（基模）而在该波长之 下，光纤可能传播多种模式。
《光纤光缆知识培训》课件
单模光纤
单模光纤适用于长距离传输和高速通信，光信 号只能以一传输和抗干扰，适 用于特定场景和特殊需求。
多模光纤
多模光纤适用于短距离通信和局域网，允许多 个光信号以多种模式传输。
光缆的分类
光缆可按照结构、用途和传输介质等进行分类， 如松套、密封式和室外光缆等。
光纤光缆的技术指标
1 带宽和损耗
光纤光缆的带宽决定了其传输速率，而损耗则影响了传输距离。
2 端口接口标准
光纤光缆的端口接口标准用于确保设备和光纤之间的兼容性。
3 检测方法
通过不同的检测方法，可以判断光纤光缆的质量和性能。
光纤光缆的安装和维护
1
维护方法
2
定期检查和清洁光纤光缆，及时处理潜
在问题，确保其正常运行。
《光纤光缆知识培训》 PPT课件
光纤光缆是一种用于传输信息的光电子设备，广泛应用于通信、互联网和数 据中心等领域。本课程将帮助您深入了解光纤光缆的概念、工作原理、分类、 技术指标以及安装和维护等知识。
概述
定义
光纤光缆是一种通过光的传 输媒介传输信息的高速通信 线缆。
应用场景
光纤光缆广泛应用于长距离 通信、互联网、数据中心和 通信网络等领域。
光纤光缆在未来的应用前景
光纤光缆在智能城市、物联网和 云计算等领域的应用前景十分广 阔。
3
安装要求
光纤光缆的安装需要遵守一定的规范， 确保信号传输质量和安全性。
故障排除
当光纤光缆出现故障时，及时排除故障 并修复设备，以减少业务中断。
光纤光缆的未来发展趋势
光纤光缆在5G时代的发展
随着5G技术的普及，对高速、低 延迟的光纤光缆需求将进一步增 加。
光纤光缆技术的新发展
单模光纤适用于长距离传输和高速通信，光信 号只能以一传输和抗干扰，适 用于特定场景和特殊需求。
多模光纤
多模光纤适用于短距离通信和局域网，允许多 个光信号以多种模式传输。
光缆的分类
光缆可按照结构、用途和传输介质等进行分类， 如松套、密封式和室外光缆等。
光纤光缆的技术指标
1 带宽和损耗
光纤光缆的带宽决定了其传输速率，而损耗则影响了传输距离。
2 端口接口标准
光纤光缆的端口接口标准用于确保设备和光纤之间的兼容性。
3 检测方法
通过不同的检测方法，可以判断光纤光缆的质量和性能。
光纤光缆的安装和维护
1
维护方法
2
定期检查和清洁光纤光缆，及时处理潜
在问题，确保其正常运行。
《光纤光缆知识培训》 PPT课件
光纤光缆是一种用于传输信息的光电子设备，广泛应用于通信、互联网和数 据中心等领域。本课程将帮助您深入了解光纤光缆的概念、工作原理、分类、 技术指标以及安装和维护等知识。
概述
定义
光纤光缆是一种通过光的传 输媒介传输信息的高速通信 线缆。
应用场景
光纤光缆广泛应用于长距离 通信、互联网、数据中心和 通信网络等领域。
光纤光缆在未来的应用前景
光纤光缆在智能城市、物联网和 云计算等领域的应用前景十分广 阔。
3
安装要求
光纤光缆的安装需要遵守一定的规范， 确保信号传输质量和安全性。
故障排除
当光纤光缆出现故障时，及时排除故障 并修复设备，以减少业务中断。
光纤光缆的未来发展趋势
光纤光缆在5G时代的发展
随着5G技术的普及，对高速、低 延迟的光纤光缆需求将进一步增 加。
光纤光缆技术的新发展
光纤光缆的结构与分类
Βιβλιοθήκη 一次涂覆层纤芯 包层
套层
一次涂覆层 包层 纤芯
套层
光纤的结构示意图
二、光纤分类 根据光纤的折射率、光纤材料、传输模式、光纤用途和制造工艺，有如下几种分类方法： 1．阶跃型和梯度型光纤(根据光纤的折射率分布函数) 阶跃光纤的纤芯与包层间的折射率阶跃变化的，即纤芯内的折射率分布大体上是均匀的，包层内的折射率分布也大体均匀，均可视为常数，但是纤芯和包层的折射率不同，在界面上发生突变。 梯度光纤纤芯内的折射率不是常量，而是从中心轴线开始沿径向大致按抛物线形状递减，中心轴折射率最大。
3．按传输模数分类 (1)单模光纤 单模光纤纤芯直径仅有几微米，接近光的波长。单模光纤通常是指跃变光纤中，内芯尺寸很小，光纤传输模数很少，原则上只能传送一种模数的光纤，常用于光纤传感器。这类光纤传输性能好、频带很宽，具有较好的线性度；但因内芯尺寸小，难以制造和耦合。 (2)多模光纤。 多模光纤纤芯直径约为50μm，纤芯直径远大于光的波长。通常是指跃变光纤中，内芯尺寸较大，传输模数很多的光纤。这类光纤性能较差，带宽较窄；但由于芯子的截面积大，容易制造、连接耦合比较方便，也得到了广泛应用。
塑 包 光 纤
塑包光纤（Plastic Clad Fiber）是将高纯度的石英玻璃作成纤芯，而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。 它与石英光纤相比较，具有纤芯粗、数值孔径（N.A.）高的特点。因此，易与发光二极管LED光源结合，损耗也较小。所以，非常适用于局域网（LAN）和近距离通信。
色 散 位 移 光 纤
单模光纤的工作波长在1.3μm时，模场直径约9μm，其传输损耗约0.3dB／km。此时，零色散波长恰好在1.3μm处。 石英光纤中，从原材料上看1.55μm段的传输损耗最小（约0.2dB／km）。由于现在已经实用的掺铒光纤放大器（EDFA）是工作在1.55μm波段的，如果在此波段也能实现零色散，就更有利于1.55μm波段的长距离传输。
套层
一次涂覆层 包层 纤芯
套层
光纤的结构示意图
二、光纤分类 根据光纤的折射率、光纤材料、传输模式、光纤用途和制造工艺，有如下几种分类方法： 1．阶跃型和梯度型光纤(根据光纤的折射率分布函数) 阶跃光纤的纤芯与包层间的折射率阶跃变化的，即纤芯内的折射率分布大体上是均匀的，包层内的折射率分布也大体均匀，均可视为常数，但是纤芯和包层的折射率不同，在界面上发生突变。 梯度光纤纤芯内的折射率不是常量，而是从中心轴线开始沿径向大致按抛物线形状递减，中心轴折射率最大。
3．按传输模数分类 (1)单模光纤 单模光纤纤芯直径仅有几微米，接近光的波长。单模光纤通常是指跃变光纤中，内芯尺寸很小，光纤传输模数很少，原则上只能传送一种模数的光纤，常用于光纤传感器。这类光纤传输性能好、频带很宽，具有较好的线性度；但因内芯尺寸小，难以制造和耦合。 (2)多模光纤。 多模光纤纤芯直径约为50μm，纤芯直径远大于光的波长。通常是指跃变光纤中，内芯尺寸较大，传输模数很多的光纤。这类光纤性能较差，带宽较窄；但由于芯子的截面积大，容易制造、连接耦合比较方便，也得到了广泛应用。
塑 包 光 纤
塑包光纤（Plastic Clad Fiber）是将高纯度的石英玻璃作成纤芯，而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。 它与石英光纤相比较，具有纤芯粗、数值孔径（N.A.）高的特点。因此，易与发光二极管LED光源结合，损耗也较小。所以，非常适用于局域网（LAN）和近距离通信。
色 散 位 移 光 纤
单模光纤的工作波长在1.3μm时，模场直径约9μm，其传输损耗约0.3dB／km。此时，零色散波长恰好在1.3μm处。 石英光纤中，从原材料上看1.55μm段的传输损耗最小（约0.2dB／km）。由于现在已经实用的掺铒光纤放大器（EDFA）是工作在1.55μm波段的，如果在此波段也能实现零色散，就更有利于1.55μm波段的长距离传输。
光缆知识ppt课件
第2章 通信光缆的类型与结构
4) 护套代号 Y——聚乙烯护套； V——聚氯乙烯护套； U——聚氨脂护套； A——铝－聚乙烯粘结护套(简称A护套)； S——钢－聚乙烯粘结护套(简称S护套)； W——夹带平行钢丝的钢－聚乙烯粘结护套(简称W护套)； L——铝护套； G——钢护套； Q——铅护套。
第2章 通信光缆的类型与结构
第2章 通信光缆的类型与结构 图2-5 6芯室内分支光缆结构
第2章 通信光缆的类型与结构 图2-6 6芯分支光缆实物图
第2章 通信光缆的类型与结构
3) 互连光缆 互连光缆是为布线系统中的传输设备互连所设计的光缆， 使用的是单纤和双纤结构。这种光缆连接容易，在楼内布线 中它们可用作跳线，如图2-7、图2-8所示。 互连光缆直径小，弯曲半径小，更易敷设在空间受限的 场所，它们可以简单直接，或在工厂进行预先连接作为光缆 组件用在工作场所，或作为交叉连接的临时软线。
第2章 通信光缆的类型与结构
(2) 紧套光纤光缆的特点是光缆中光纤无自由移动的空 间。紧套光纤在光纤预涂覆层外直接挤下一层合适的塑料紧 套层。紧套光纤光缆直径小，重量轻，易剥离、敷设和连接， 但高的拉伸应力会直接影响光纤的衰减等性能，即它的弯曲 性能比松套光纤光缆差。
(3) 半松半紧光纤光缆中的光纤在光缆中的自由移动空 间介于松套光纤光缆和紧套光纤光缆之间。
第2章 通信光缆的类型与结构 图2-12 中心管式光缆结构
第2章 通信光缆的类型与结构 图2-13 中心管式光缆实物图
第2章 通信光缆的类型与结构
中心管式光缆的优点是：光缆结构简单、制造工艺简捷， 光缆截面小、重量轻，很适宜架空敷设，也可用于管道或直 埋敷设。中心管式光缆的缺点是：缆中光纤芯数不宜过多 (如分离光纤为12芯、光纤束为36芯、光纤带为216芯)，松 套管挤塑工艺中松套管冷却不够，成品光缆中松套管会出现 后缩，光缆中光纤余长不易控制等。
《光纤光缆基本知识》课件
光纤光缆的组成结构
光纤光缆主要由纤芯、包层和外护套组成。纤芯是传输光信号的核心部分， 包层则用于保护光信号免受损耗，而外护套则提供对整个光缆的机械保护。
光纤光缆的工作原理
光纤光缆的工作原理基于光的全内反射现象。光信号被注入纤芯后，在纤芯 内不断进行全内反射，从而实现信号的传输。通过控制光的入射角度和纤芯 的折射率，可以实现信号的传输和解码。
光纤光缆的应用领域
光纤光缆广泛应用于通信领域，包括长距离通信、互联网接入、数据中心连接等。它的高带宽、低延迟和抗干 扰等特点使其成为现代通信的重要基础设施。
光纤光缆的优势与特点
高速传输
光纤光缆能以光的速度进行信号传输，实现高 速、稳定的通信。
抗干扰能力
光纤光缆对电磁干扰的敏感性较低，能够提供 稳定的通信质量。
长距离传输
光纤光缆的信号传输距离可以达到几十甚至上 百公里，适用于远距离通信。
高带宽
光纤光缆具有广阔的频带宽度，能够支持大量 数据的传输。
光纤光缆的未来发展趋势
1
更高的速度与带宽
随着技术的进步，光纤光缆将继续提供更高的传输速度和更大的带宽，满足未来通信需求。
2
更小更轻的设计
光纤光缆将变得更加紧凑轻便，随着光纤光缆技术的成熟，制造成本将进一步降低，使其更加普及和可靠。
总结与展望
光纤光缆作为一个重要的通信技术，已经在各个领域大放异彩。随着技术的不断创新与进步，光纤光缆的应用 将更加广泛，为人们的生活和工作带来更多便利。
《光纤光缆基本知识》 PPT课件
本课件将介绍光纤光缆的基本知识，包括定义与发展、组成结构、工作原理、 应用领域、优势与特点、未来发展趋势。让我们一同探索这个引人入胜的领 域。
光纤光缆的定义与发展
光纤光缆基本知识PPT课件
★ OPGW光缆缆芯外的绞线线材主要由什么组成？
答：以AA线(铝合金线) 和AS线材(铝包钢线)组成。
★要选择OPGW光缆型号，应具备的技术条件有哪些？
答：1) OPGW光缆的标称抗拉强度(RTS) (kN)；2) OPGW光缆的光纤芯数(SM)； 3) 短路电流(kA)；4) 短路时间(s)；5) 温度范围(℃)。
g652单模光纤在c波段15301565nm和l波段15651625nm的色散较大一般为1722psnmkm系统速率达到25gbits以上时需要进行色散补偿在10gbits时系统色散补偿成本较大它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光g653色散位移光纤在c波段和l波段的色散一般为135psnmkm在1550nm是零色散系统速率可达到20gbits和40gbits是单波长超长距离传输的最佳光纤
答：主要有三种，即G.652常规单模光纤、G.653色散位移单模光纤和G.655非零色散
位移光纤。
G.652单模光纤在C波段1530～1565nm和L波段1565～1625nm的色散较大，一般 为17～22psnm·km，系统速率达到2.5Gbit/s以上时，需要进行色散补偿，在10Gbit/s 时系统色散补偿成本较大，它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光纤。
光纤光缆基本知识
第一页，编辑于星期四：十八点 十二分。
★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。
★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。
★产生光纤衰减的原因有什么？
答：光纤的衰减是指在一根光纤的两个横截面间的光功率的减少，与波长有关 。造成衰减的主要原因是散射、吸收以及由于连接器、接头造成的光损耗。
答：以AA线(铝合金线) 和AS线材(铝包钢线)组成。
★要选择OPGW光缆型号，应具备的技术条件有哪些？
答：1) OPGW光缆的标称抗拉强度(RTS) (kN)；2) OPGW光缆的光纤芯数(SM)； 3) 短路电流(kA)；4) 短路时间(s)；5) 温度范围(℃)。
g652单模光纤在c波段15301565nm和l波段15651625nm的色散较大一般为1722psnmkm系统速率达到25gbits以上时需要进行色散补偿在10gbits时系统色散补偿成本较大它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光g653色散位移光纤在c波段和l波段的色散一般为135psnmkm在1550nm是零色散系统速率可达到20gbits和40gbits是单波长超长距离传输的最佳光纤
答：主要有三种，即G.652常规单模光纤、G.653色散位移单模光纤和G.655非零色散
位移光纤。
G.652单模光纤在C波段1530～1565nm和L波段1565～1625nm的色散较大，一般 为17～22psnm·km，系统速率达到2.5Gbit/s以上时，需要进行色散补偿，在10Gbit/s 时系统色散补偿成本较大，它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光纤。
光纤光缆基本知识
第一页，编辑于星期四：十八点 十二分。
★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。
★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。
★产生光纤衰减的原因有什么？
答：光纤的衰减是指在一根光纤的两个横截面间的光功率的减少，与波长有关 。造成衰减的主要原因是散射、吸收以及由于连接器、接头造成的光损耗。
《光纤简介》PPT课件
光纤简介
一、光纤的分类 二、光纤的制造 三、光纤的传输特性 四、光纤器件 五、特种光纤
精选ppt
1
一 光纤的分类
光纤是由中心的纤芯和外围的包层组成的同轴圆柱形石英细丝。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。
石英光纤
单模：纤芯直径 2a = 2~12 m 纤芯－包层折射率差小 ＝ (n1-n2)/n1 ＝ 0.0005~0.01
多模：纤芯直径 2a = 50~500 m 纤芯－包层折射率差大 ＝ 0.01~0.02
只能传输一种模式的光纤 同时传输多种模式的光纤
纤芯
包层
缓冲涂覆层
精选ppt
4
阶跃折射率光纤 2. 按纤芯折射率分布
精选ppt
11
纵向分量满足的方程
t2n2k0 2 2 ez 0 t2n2k0 2 2 hz 0
t2
r22
1rrr12
2
2
2ez r 2
1 r
ez r
k02n2
2
m2 r2
ez
0
2hz r 2
1 r
hz r
k02n2
2
m2
r2
hz
0
精(选mppt 0,1,2,)
12
二层均匀光纤场解分析
利用纵向与横向场解的关系式，可以得到横向分量解的表达式。
精选ppt
13
特征方程
可以看出，模式场的解析式只有4个未知量，所以只需4个连续 的边界条件：
特征方程
e
h
e
z
e
G
(U
A
)
一、光纤的分类 二、光纤的制造 三、光纤的传输特性 四、光纤器件 五、特种光纤
精选ppt
1
一 光纤的分类
光纤是由中心的纤芯和外围的包层组成的同轴圆柱形石英细丝。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。
石英光纤
单模：纤芯直径 2a = 2~12 m 纤芯－包层折射率差小 ＝ (n1-n2)/n1 ＝ 0.0005~0.01
多模：纤芯直径 2a = 50~500 m 纤芯－包层折射率差大 ＝ 0.01~0.02
只能传输一种模式的光纤 同时传输多种模式的光纤
纤芯
包层
缓冲涂覆层
精选ppt
4
阶跃折射率光纤 2. 按纤芯折射率分布
精选ppt
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纵向分量满足的方程
t2n2k0 2 2 ez 0 t2n2k0 2 2 hz 0
t2
r22
1rrr12
2
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2ez r 2
1 r
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1 r
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二层均匀光纤场解分析
利用纵向与横向场解的关系式，可以得到横向分量解的表达式。
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特征方程
可以看出，模式场的解析式只有4个未知量，所以只需4个连续 的边界条件：
特征方程
e
h
e
z
e
G
(U
A
)
光缆教学课件汇总ppt
2.3.2
光纤的光学特性
2．最大理论数值孔径（NAmax）
最大理论数值孔径的定义为：
Nm Aax(n12n2 2)1/2
其中，n1为阶跃光纤均匀纤芯的折射率（梯度光纤为纤芯中心 的最大折射率），n2为均匀包层的折射率。
19
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
13
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
1.1.2
光纤的分类
4．单模光纤的分类
（4）G.654光纤
G.654光纤是截止波长移位的单模光纤。其设计重点是降低1 550nm的衰减，其零色散点仍然在1 310nm附近，因而1 550nm窗口
光纤的分类
4．单模光纤的分类
（1） G.651光纤 ：多模渐变型光纤，中小容量、中短距离。 （2）G.652光纤
G.652光纤，也称标准单模光纤（SMF），是指色散零点（即色 散为零的波长）在1 310nm附近的光纤。
（3）G.653光纤 G.653光纤也称色散位移光纤（DSF），是指色散零点在1
550nm附近的光纤，它相对于G.652光纤，色散零点发生了移动，所 以叫色散位移光纤。
7
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
1.1.2
光纤的分类
1．按传输模数分类
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。
光纤的光学特性
2．最大理论数值孔径（NAmax）
最大理论数值孔径的定义为：
Nm Aax(n12n2 2)1/2
其中，n1为阶跃光纤均匀纤芯的折射率（梯度光纤为纤芯中心 的最大折射率），n2为均匀包层的折射率。
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寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
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寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
1.1.2
光纤的分类
4．单模光纤的分类
（4）G.654光纤
G.654光纤是截止波长移位的单模光纤。其设计重点是降低1 550nm的衰减，其零色散点仍然在1 310nm附近，因而1 550nm窗口
光纤的分类
4．单模光纤的分类
（1） G.651光纤 ：多模渐变型光纤，中小容量、中短距离。 （2）G.652光纤
G.652光纤，也称标准单模光纤（SMF），是指色散零点（即色 散为零的波长）在1 310nm附近的光纤。
（3）G.653光纤 G.653光纤也称色散位移光纤（DSF），是指色散零点在1
550nm附近的光纤，它相对于G.652光纤，色散零点发生了移动，所 以叫色散位移光纤。
7
寒假来临，不少的高中毕业生和大学 在校生 都选择 去打工 。准备 过一个 充实而 有意义 的寒假 。但是 ，目前 社会上 寒假招 工的陷 阱很多
1.1.2
光纤的分类
1．按传输模数分类
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。
Fiber2-2光纤的结构与类型PPT课件
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22
（3）按纤芯中传输模式数量分类
多模MM光纤:
能传输几百至上千个模式. 制造工艺成本较低，存在模间 色散。模间色散是造成波形失 真的主要原因，所以多模光纤 的传输速率不会太高。
-
23
单模SM光纤:
定义：只能传输一种模式(基模)的光纤称为单 模（SM）光纤
折射率的分布：为阶跃型
纤芯很细：通常纤芯直径d=2a=4～10μm 。
随着对光纤技术 的继续深入研究，光 纤的制造工艺水平不 断提高，使光纤的质 量和传输特性逐步得 到改善，价格也逐年 下降。
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4
二、光纤结构与类型
为了满足光纤中光信号的传输要 求，根据光的传输原理和传输特性， 光信号在光纤内传输过程中要求全 反射，以减少光信号在传输过程中 的辐射损耗，因此光纤的结构和材 料选择要满足一定的技术要求。
请同学们按指定座位就座
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1
§2.2 光纤的结构与类型 (P52)
教学目的：
教学重点：
了解光纤的结构和光 纤的种类。
掌握光纤的传输原理 和衰减、色散特性、光 缆的类型及选择方法。
光纤结构对传输 特性的影响，单模 光纤的传输特性、 光纤的关键主要参 数。
பைடு நூலகம்
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2
一、对光纤的要求
1、传输信号对材料要求：
衰减损耗要小，减少中继处理 的次数，降低传输成本；
和渐变型GI(Graded Index)折射率分布光纤两大类。P53
阶跃型（SI）光纤
n1 r < a
n=
(n1 > n2)
n2 a≤r≤b
-
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光线传输示意图：
阶跃型多模光纤的折射率n1在整个光纤芯内保 持不变，在纤芯与包层交界面处突然发生阶跃变 化，由n1变成n2，如图所示 P53。
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SI型MMF光纤的折射率分布，纤芯折射率的分 布是相同的，但与包层的界面呈阶梯状。由于 SI型光波在光纤中的反射前进过程中，产生各 个光路径的时差，致使射出光波失真，其结果 是传输带宽变窄，目前SI型MMF应用较少。
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单模光纤相比，多模光纤芯径大，便于接 续；但其衰减系数大，带宽小，故目前多 模光纤在通信方面只适用于短距离、小容 量的数据和模拟光信息传输。
光纤光缆的结构与分类
-
1
一、光纤的结构 二、光纤的分类 三、光缆的结构 四、光缆的分类
-
2
光纤的结构
纤芯位于光纤中心，直径2a为5～75μm, 作用是传输 光波。
包层位于纤芯外层，直径2b为100～150μm,作用是将 光波限制在纤芯中。
纤芯和包层即组成裸光纤，两者采用高纯度二氧化硅 （SiO2）制成，但为了使光波在纤芯中传送，应对材 料进行不同掺杂，使包层材料折射率n2比纤芯材料折 射率n1小，即光纤导光的条件是n1＞n2。
自从出现SMF光纤后，似乎形成历史产品。但 实际上，由于MMF较SMF的芯径大且与局域网 等光源结合容易，更有优势。所以，在短距离 通信领域中MMF仍在重新受到重视。
-
13
多模光纤
MMF按折射率分布进行分类时，有：渐变（GI） 型和阶跃（SI）型两种。
从几何光学角度来看，渐变型在纤芯中前进的 光束呈现以蛇行状传播。由于，光的各个路径 所需时间大致相同。所以，传输容量较SI型大。
多模光纤用于检测系统。
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15
特殊光纤： 红 外 光 纤
作为光通信领域所开发的石英系列 光纤的工作波长，尽管用在较短的传输 距离，也只能用于2μm以下。为能在更 长的红外波长领域工作，所开发的光纤 称为红外光纤。
红外光纤（Infrared Optical Fiber） 主要用于光能传送。例如有：温度计量、 热图像传输、激光手术刀医疗、热能加 工等等，普及率尚低。
n2
0 a br （b） 渐变光纤
-
n n1 n2
n3
0 a cbr （c）W型光纤
9
阶跃型光纤（SIF）：纤芯折射率呈均匀分布，纤芯和包层
相对折射率差Δ为1%～2%。
渐变型光纤（GIF）：纤芯折射率呈非均匀分布，在轴心处
最大，而在光纤横截面内沿半径方向逐渐减小，在纤芯与包层的 界面上降至包层折射率n2。
由于光纤的纤芯很细（约10μm）而且 折射率呈阶跃状分布，当归一化频率V参 数＜2.4时，理论上，只能形成单模传输。
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单模光纤
SMF没有多模色散，不仅传输频带较多模光纤更 宽，再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵 消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使传输频 带更加拓宽。 SMF中，因掺杂物不同与制造方式的差别有许多 类型。
凹陷型包层光纤（DePr-essed Clad Fiber）， 其包层形成两重结构，邻近纤芯的包层，较外侧包 层的折射率还低。
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多模光纤
将传播可能的模式为多个模式的光纤称作多 模光纤。纤芯直径为50μm，由于传输模式可 达几百个，与SMF相比传输带宽主要受模式色 散支配。曾用于有线电视和通信系统的短距离 传输。
一次涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨基 甲酸乙脂或硅酮树脂层，厚度一般为 30～150μm。
套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚 丙烯塑料、尼龙等材料。经过二次涂敷的裸光纤称为
光纤芯线。
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3
纤芯
套层 一次涂覆层 包层
套层
一次涂覆层 包层 纤芯
光纤的结构示意图
-
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二、光纤分类
(3) 塑料光纤。 用人工合成导光塑料制成，其损耗较大。当λ＝0.63μm时， 损耗高达100～200 dB/km；但重量轻，成本低，柔软性好，适 用于短距离导光。
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3．按传输模数分类
(1)单模光纤 单模光纤纤芯直径仅有几微米，接近光的波长。单模光
纤通常是指跃变光纤中，内芯尺寸很小，光纤传输模数很少， 原则上只能传送一种模数的光纤，常用于光纤传感器。这类 光纤传输性能好、频带很宽，具有较好的线性度；但因内芯 尺寸小，难以制造和耦合。
W型光纤（双包层光纤）：在纤芯与包层之间设有一折射
率低于包层的缓冲层，使包层折射率介于纤芯和缓冲层之间。可 以实现在1.3～1.6μm之间色散变化很小的色散平坦光纤或把零 色散波长移到1.55μm的色散位移光纤。
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单模光纤
指在工作波长中，只能传输一个传播 模式的光纤，通常简称为单模光纤 （SMF：Single ModeFiber）。目前， 在有线电视和光通信中，是应用最广泛的 光纤。
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复合光纤
复合光纤（Compound Fiber）是指在二 氧化硅原料中，再适当混合诸如氧化钠、氧 化硼、氧化钾等氧化物的多成分玻璃作成的 光纤。
根据光纤的折射率、光纤材料、传输模式、光纤用途和制造 工艺，有如下几种分类方法：
1．阶跃型和梯度型光纤(根据光纤的折射率分布函数)
阶跃光纤的纤芯与包层间的折射率阶跃变化的，即纤芯内 的折射率分布大体上是均匀的，包层内的折射率分布也大体均 匀，均可视为常数，但是纤芯和包层的折射率不同，在界面上 发生突变。
梯度光纤纤芯内的折射率不是常量，而是从中心轴线开始 沿径向大致按抛物线形状递减，中心轴折射率最大。
-
5
2．按材料分类
(1) 高纯度石英(SiO2)玻璃纤维。 这种材料的光损耗比较小，在波长λ＝1.2μm时、最低损耗 约为0.47dB/km。
(2) 多组分玻璃光纤 用常规玻璃制成，损耗也很低。如硼硅酸钠玻璃光纤，在 波长λ＝0.84μm时，最低损耗为3.4dB/km。
液芯光纤（纤芯呈液态） 塑料光纤（以塑料为材料）
光纤种类
按光纤纤芯折射率分布划分
阶跃型光纤（SIF） 渐变型光纤（GIF） W型光纤
按光纤传输模式数划分
单模光纤（SMF） 多模光纤（MMF ）
芯径
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光纤的纤芯折射率剖面分布
2b
2b
2b
2c
2a
2a
2a
n n1
n2
0a b r （a）阶跃光纤
n n1
(2)多模光纤。 多模光纤纤芯直径约为50μm，纤芯直径远大于光的波
长。通常是指跃变光纤中，内芯尺寸较大，传输模数很多的 光纤。这类光纤性能较差，带宽较窄；但由于芯子的截面积 大，容易制造、连接耦合比较方便，也得到了广泛应用。
-
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光纤的分类
石英系列光纤（以SiO2为主要材料） 按光纤组成材料划分 多组分光纤（材料由多组成分组成）
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单模光纤相比，多模光纤芯径大，便于接 续；但其衰减系数大，带宽小，故目前多 模光纤在通信方面只适用于短距离、小容 量的数据和模拟光信息传输。
光纤光缆的结构与分类
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一、光纤的结构 二、光纤的分类 三、光缆的结构 四、光缆的分类
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2
光纤的结构
纤芯位于光纤中心，直径2a为5～75μm, 作用是传输 光波。
包层位于纤芯外层，直径2b为100～150μm,作用是将 光波限制在纤芯中。
纤芯和包层即组成裸光纤，两者采用高纯度二氧化硅 （SiO2）制成，但为了使光波在纤芯中传送，应对材 料进行不同掺杂，使包层材料折射率n2比纤芯材料折 射率n1小，即光纤导光的条件是n1＞n2。
自从出现SMF光纤后，似乎形成历史产品。但 实际上，由于MMF较SMF的芯径大且与局域网 等光源结合容易，更有优势。所以，在短距离 通信领域中MMF仍在重新受到重视。
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多模光纤
MMF按折射率分布进行分类时，有：渐变（GI） 型和阶跃（SI）型两种。
从几何光学角度来看，渐变型在纤芯中前进的 光束呈现以蛇行状传播。由于，光的各个路径 所需时间大致相同。所以，传输容量较SI型大。
多模光纤用于检测系统。
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特殊光纤： 红 外 光 纤
作为光通信领域所开发的石英系列 光纤的工作波长，尽管用在较短的传输 距离，也只能用于2μm以下。为能在更 长的红外波长领域工作，所开发的光纤 称为红外光纤。
红外光纤（Infrared Optical Fiber） 主要用于光能传送。例如有：温度计量、 热图像传输、激光手术刀医疗、热能加 工等等，普及率尚低。
n2
0 a br （b） 渐变光纤
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n n1 n2
n3
0 a cbr （c）W型光纤
9
阶跃型光纤（SIF）：纤芯折射率呈均匀分布，纤芯和包层
相对折射率差Δ为1%～2%。
渐变型光纤（GIF）：纤芯折射率呈非均匀分布，在轴心处
最大，而在光纤横截面内沿半径方向逐渐减小，在纤芯与包层的 界面上降至包层折射率n2。
由于光纤的纤芯很细（约10μm）而且 折射率呈阶跃状分布，当归一化频率V参 数＜2.4时，理论上，只能形成单模传输。
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单模光纤
SMF没有多模色散，不仅传输频带较多模光纤更 宽，再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵 消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使传输频 带更加拓宽。 SMF中，因掺杂物不同与制造方式的差别有许多 类型。
凹陷型包层光纤（DePr-essed Clad Fiber）， 其包层形成两重结构，邻近纤芯的包层，较外侧包 层的折射率还低。
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多模光纤
将传播可能的模式为多个模式的光纤称作多 模光纤。纤芯直径为50μm，由于传输模式可 达几百个，与SMF相比传输带宽主要受模式色 散支配。曾用于有线电视和通信系统的短距离 传输。
一次涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨基 甲酸乙脂或硅酮树脂层，厚度一般为 30～150μm。
套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚 丙烯塑料、尼龙等材料。经过二次涂敷的裸光纤称为
光纤芯线。
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纤芯
套层 一次涂覆层 包层
套层
一次涂覆层 包层 纤芯
光纤的结构示意图
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二、光纤分类
(3) 塑料光纤。 用人工合成导光塑料制成，其损耗较大。当λ＝0.63μm时， 损耗高达100～200 dB/km；但重量轻，成本低，柔软性好，适 用于短距离导光。
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3．按传输模数分类
(1)单模光纤 单模光纤纤芯直径仅有几微米，接近光的波长。单模光
纤通常是指跃变光纤中，内芯尺寸很小，光纤传输模数很少， 原则上只能传送一种模数的光纤，常用于光纤传感器。这类 光纤传输性能好、频带很宽，具有较好的线性度；但因内芯 尺寸小，难以制造和耦合。
W型光纤（双包层光纤）：在纤芯与包层之间设有一折射
率低于包层的缓冲层，使包层折射率介于纤芯和缓冲层之间。可 以实现在1.3～1.6μm之间色散变化很小的色散平坦光纤或把零 色散波长移到1.55μm的色散位移光纤。
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单模光纤
指在工作波长中，只能传输一个传播 模式的光纤，通常简称为单模光纤 （SMF：Single ModeFiber）。目前， 在有线电视和光通信中，是应用最广泛的 光纤。
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复合光纤
复合光纤（Compound Fiber）是指在二 氧化硅原料中，再适当混合诸如氧化钠、氧 化硼、氧化钾等氧化物的多成分玻璃作成的 光纤。
根据光纤的折射率、光纤材料、传输模式、光纤用途和制造 工艺，有如下几种分类方法：
1．阶跃型和梯度型光纤(根据光纤的折射率分布函数)
阶跃光纤的纤芯与包层间的折射率阶跃变化的，即纤芯内 的折射率分布大体上是均匀的，包层内的折射率分布也大体均 匀，均可视为常数，但是纤芯和包层的折射率不同，在界面上 发生突变。
梯度光纤纤芯内的折射率不是常量，而是从中心轴线开始 沿径向大致按抛物线形状递减，中心轴折射率最大。
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2．按材料分类
(1) 高纯度石英(SiO2)玻璃纤维。 这种材料的光损耗比较小，在波长λ＝1.2μm时、最低损耗 约为0.47dB/km。
(2) 多组分玻璃光纤 用常规玻璃制成，损耗也很低。如硼硅酸钠玻璃光纤，在 波长λ＝0.84μm时，最低损耗为3.4dB/km。
液芯光纤（纤芯呈液态） 塑料光纤（以塑料为材料）
光纤种类
按光纤纤芯折射率分布划分
阶跃型光纤（SIF） 渐变型光纤（GIF） W型光纤
按光纤传输模式数划分
单模光纤（SMF） 多模光纤（MMF ）
芯径
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光纤的纤芯折射率剖面分布
2b
2b
2b
2c
2a
2a
2a
n n1
n2
0a b r （a）阶跃光纤
n n1
(2)多模光纤。 多模光纤纤芯直径约为50μm，纤芯直径远大于光的波
长。通常是指跃变光纤中，内芯尺寸较大，传输模数很多的 光纤。这类光纤性能较差，带宽较窄；但由于芯子的截面积 大，容易制造、连接耦合比较方便，也得到了广泛应用。
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光纤的分类
石英系列光纤（以SiO2为主要材料） 按光纤组成材料划分 多组分光纤（材料由多组成分组成）