光纤通信技术与应用

光纤通信技术与应用江西师范大学通信系叶志清1内容光纤光栅技术与应用Part1光纤（OpticalFiber）及光通信技术简介Part2光纤光栅（OpticalFiberGrating）Part3光纤光栅的应用内容2Part1光纤及光通信技术简介3通信波段划分及相应传输媒介频率Hz10110710210610310510410410510310610210710110810010910-1101010-2101110-3101210-4101310-5101410-61015自由空间波长（m）电力、电话无线电、电视微波红外可见光双铰线同轴电缆光纤卫星/微波AM无线电FM无线电频段划分传输介质电磁波谱的划分光纤通信技术与应用4光纤及光通信技术简介光纤通信技术与应用光通信用光波载运信息，实现通信光纤通信以光波载运信息，用光纤作传输媒体，实现通信光纤通信的优点频带宽、信息容量大传输损耗低、无中继距离远材料丰富抗电磁干扰光纤间串话小，保密性好耐腐蚀、耐高压体积小、质量轻5光通信的发展光纤通信技术与应用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6光纤基本理论光纤通信技术与应用菲涅耳定律：n1sinθ1=n2sinθ2n1n2n1<n2θ1θ2n2n1n1>n2θ2θ1结论：若要实现全反射，则必须有n1>n27光纤基本理论光纤通信技术与应用Φmax=arcsin(NA)φn1n28

可见，光纤的数值孔径（NA）仅取决于纤芯的折射率的大小及包层相对折射率差，而于光纤的直径无关。标准多模光纤的NA公称值一般为0.2，对应的孔径角约为11.5º。标准单模光纤的NA公称值一般为0.1～0.15，对应的孔径角约为5.7º~8.6º。光纤基本理论光纤通信技术与应用9光纤结构纤芯包层涂敷层护套光纤结构光纤通信技术与应用单模光纤内径：9µm多模光纤内径：50µm外径：125µm尺寸规格：10光纤纤结结构构光纤纤通通信信技技术术与与应应用用两种种常常用用光光纤纤的的结结构构及及其其折折射射率率分分布布11机械械手手MechanicalhandleCapstan对中卡头Three-jawchuckModifiedChemicalVaporDeposition高温炉Graphitefurnace测温仪Pyrometer分离及沉积处理Separatedeposition测径仪FiberdiameterGauge空气净化系统ClearAirSystem机械手Mechanicalhandle涂杯Coatcup对中itioncentercontrol光固化vioietCuringSystem涂杯Coatcup对中itioncentercontrol光固化UltravioietCuringSystem对中itioncentercontrol热固化UltravioietCuringSystem涂杯Coatcup对中itioncentercontrol热固化UltravioietCuringSystem气相色谱VaporPhasechromatogrameter基座高温炉配重排除尾气12光缆缆构构成成光纤纤通通信信技技术术与与应应用用常用用光光缆缆的的典典型型构构成成13国外外光光纤纤技技术术发发展展情情况况光纤纤技技术术发发展展概概况况光纤通信技术术与应用20世纪60年代中期，，所研制的最最好的光纤损损耗在400dB以上1966年英英国标准电信信研究所高锟锟及Hockham从理理论上预言光光纤损耗可降降至20dB/km以下下日本于1969年研制出出第一根通信信用光纤损耗耗为100dB/km1970年康康宁公司（Corning）采用““粉末法”先先后获得了损损耗低于20dB/km和4dB/km的低损损耗石英光纤纤1974年贝贝尔实验室（（Bell））采用改进的的化学汽相沉沉积法制出性性能优于康宁宁公司的光纤纤产品。到1979年年，掺锗石英英光纤在1.55µm处的损耗耗已经降到0.2dB/km，这一一数值已经十十分接近由Rayleigh散射所所决定的石英英光纤理论损损耗极限14光纤技术发展展概况光纤通信技术术与应用1963年开开始光通通信的研究1977年，，第一根短波波长(0.85mm)阶阶跃型石英光光纤问世，损损耗为300dB/km1978年，，阶跃光纤的的衰减降至5dB/km。研制出短短波长多模梯梯度光纤，即G.651光光纤1979年，，研制出多模模长波长光纤纤，衰减为1dB/km。建成5.7km、8Mb/s光通信信系统试验段段1980年1300nm窗口衰减减降至0.48dB/km，1550nm窗口口衰减为0.29dB/km。。1981年多多模光纤活动动连接器进入入实用1984年武武汉、天津津34Mb/s市话中继继光传输系统统工程建成(多模)1990年，，研制出G.652标准准单模光纤，，最小衰减达达0.35dB/km1992年降降至0.26dB/km国内现状151991年，，研制出G.653色散散位移光纤。。最小衰减达达0.22dB/km1997年，，研制出G.655非零零色散位移光光纤“六五”、““七五”、““八五”铺设设“八纵八横横”光纤线路路总长约七万万公里光纤技术发展展概况光纤通信技术术与应用虽然光纤光缆缆的研制仅短短短的20多多年，其应用用却已相当普普遍。迄今，，已敷设光缆缆长度超过100万km，光缆已敷敷设到世界屋屋脊西藏。生生产光缆的厂厂家有200多家，每年年所用光纤的的数量超过400万km。在实际网网络中，无论论是核心网还还是接入网，，目前主要应应用的还是G.652光光纤。在核心心网中新建线线路已开始采采用G.655光纤，在在接入网中已已开始应用光光纤带光缆。。我国光通信信领域已掌握握了光纤、器器件、系统等等各方面的关关键技术，逐逐渐走进了国国际光通信的的先进行列。。尤其在主要要技术上，都都有了自己