入门光纤通信的基本原理资料PPT学习教案

1、会计学1 入门光纤通信的基本原理资料入门光纤通信的基本原理资料 第1页/共86页 第2页/共86页 光纤结构示意图 第3页/共86页 光纤结构示意图 第4页/共86页 光纤结构示意图 第5页/共86页 第6页/共86页 第7页/共86页 第8页/共86页 汽车光纤 第9页/共86页 第10页/共86页 第11页/共86页 第12页/共86页 第13页/共86页 模间色散：每个模式在光纤中传播速度不同，导致光脉冲在不同 模式下的能量到达目的的时间不同，造成脉冲展宽 第14页/共86页 第15页/共86页 光纤的折射率分布 第16页/共86页 第17页/共86页 第18页/共86页 第19页/共8

2、6页 ITU-T：国际电信联盟远程通信标准化组织(ITU-T for ITU Telecommunication Standardization Sector), 它是国际电信联盟管理下的专门制定远程通信相关国 际标准的组织。 第20页/共86页 第21页/共86页 第22页/共86页 第23页/共86页 第24页/共86页 第25页/共86页 c 1 c 0 1 0 cos )-(90sin sin n n nNA c = = = = = = = = = 2 - )(-1 cos )(-1cos 90sinsin 1 2 2 2 1 2 1 2 1 c1 2 1 2 c 0 2c1 n nn

3、 n n n nNA n n nn 则 所以 而 包相对折射率差。称为芯，在这里/ - 2 - 1 21 2 1 2 2 2 1 n nn n nn = 第26页/共86页 第27页/共86页 1g 2g )(g g )(2-1 )( 1 2 1 1 时，表示三角型光纤。 ；时，表示抛物线型光纤 ，表示阶跃型光纤；为无穷大时，其中： 为光纤半径。 ；为纤芯折射率分布指数 为纤芯半径；式中： 纤芯折射率： = = = = nrn r a a r nrn g 第28页/共86页 第29页/共86页 第30页/共86页 2 2 2 10 -)()(sin)(nrnrnrNA c = 若n层为包层时，

4、所对应的NA（r）为光纤最大数值孔径NAmax 。 其物理含义为可接收光波的光纤端面最大入射角正弦 值，表示多模渐变性光纤接收光最大能力。 2 2 2 1max -)0(nnNA= 第31页/共86页 c 1 c 0 1 0 cos )-(90sin sin n n nNA c = = = 第32页/共86页 第33页/共86页 第34页/共86页 第35页/共86页 第36页/共86页 第37页/共86页 工作光波长。 包相对折射率差；芯纤芯半径； ；归一化频率，折射率分布指数；式中： 。，则抛物线渐变型光纤 。，则三角型渐变型光纤 ；为无穷大，则阶跃型光纤 - /- -a 2 2 - -g

5、 4 2g 6 1g 2 2 g 2 1 2 2 2 2 n a VV V N V N V Ng g V N = = = = + = 第38页/共86页 第39页/共86页 第40页/共86页 第41页/共86页 第42页/共86页 第43页/共86页 第44页/共86页 解决方法： (1)对制造光纤的材料进行严格的 化学提纯，比如材料达到 99.9999999%的纯度 (2)制造工艺上改进，如避免使用 氢氧焰加热(汽相轴向沉积法) 第45页/共86页 第46页/共86页 第47页/共86页 第48页/共86页 第49页/共86页 第50页/共86页 第51页/共86页 第52页/共86页 第

6、53页/共86页 减小微弯的一种办法是在光纤外面一层弹性保护套 第54页/共86页 第55页/共86页 kmdB P P L / lg 10 2 1 = 第56页/共86页 第57页/共86页 第58页/共86页 色散引起的脉冲展宽示意图 第59页/共86页 脉冲展宽导 致接收端无 法将相邻的 脉冲分开， 从而导致误 码。因此色 散特性限制 了光纤的传 输容量与通 信距离。 第60页/共86页 A B = 第61页/共86页 第62页/共86页 c n 1 a = 第63页/共86页 c n b 2 2 1 = 第64页/共86页 2 2 )( d nd c Dm= 减小材料色散方法：选择谱宽

7、窄的光源，采用较长的工作波长。 第65页/共86页 第66页/共86页 第67页/共86页 第68页/共86页 标准单模光纤总的模内色散 波导色散特性取决于光纤的特性，如：芯径a，相对折射率差以及折射率分布等，因此可以通过改变光纤特性来改变其色散特 性。色散的改变主要集中在零色散波长的位移和色散平坦两 方面。 第69页/共86页 第70页/共86页 -5 10 项目 材料硅玻璃铜铝钢 化学符号SiO2CuAlFe 比重2.28.92.77.9 拉伸强度kg/mm25002510120 杨氏模量kg/mm2720012000630020000 伸长率(%)2-820-307-205-15 热膨胀系数51.72.31 比热( Cal/.g ) 0.20.090.50.1 导电率1.7 9761 融点( oC -5 10 -6 10 -7 10 -19 10 2.6 光纤的物理机械特性 第71页/共86页 无裂痕硅玻璃断裂应力 第72页/共86页 第73页/共86页 光纤断裂和应力关系示意图 第74页/共86页