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文档简介
光纤的应用演示文稿第一页,共二十四页,2022年,8月28日光纤的性能参数1、几何特性和光学特性:包层直径、芯直径…它们与在光源与光纤耦合以及光纤与光纤耦合时所产生的损耗有着密切的关系。2、传输特性:衰减系数、多模光纤的带宽、色散特性、非线性特性等。影响中继距离和通信容量3、机械特性和温度特性。与光纤长期使用的稳定性和寿命有关第二页,共二十四页,2022年,8月28日IssuesOfConnectingFibersOffsetAngularMisalignmentSeparation
CoreEccentricityCoreEllipticityReflections&
Interference第三页,共二十四页,2022年,8月28日Mediuminsertionloss:Worstreturnloss:<14dB(Fresnel)Commonmultimode
fiberconnectorAirGaptyp.0.5dBLowestinsertionloss:<0.25dBGoodreturnloss:Commonsingle-mode
fiberconnectorPhysicalContact(PC)>40dBHighestinsertionloss:Bestreturnloss:CableTV,high
performancesystemsAngledPhysicalContact(APC)0.4to0.9dB>60dBConnectorTypes8º第四页,共二十四页,2022年,8月28日插入损耗插入损耗是指光纤中的光信号通过活动连接器之后,其输出光功率相对输入光功率的比率的分贝数。回波损耗回波损耗又称为反射损耗,它是指在光纤连接处,后向反射光相对输入光的比率的分贝数。所以回波损耗愈大愈好,以减少反射光对光源和系统的影响。第五页,共二十四页,2022年,8月28日ConnectorTechnologyUltra-highprecision超精度Opticalaxisalignedtobetterthan±1µm(single-mode)Physicalcontactoftheglassendsurfacesnecessary
ConnectorcleanlinessisparamountspecialcleaningandinspectionrequiredSleeveFerruleFiberKey第六页,共二十四页,2022年,8月28日ConnectorBrandsPhotocourtesy
of:DiamondSA第七页,共二十四页,2022年,8月28日光纤连接器类型按光纤端面类型分为:PC、UPC、APC等按插头类型分为:ST、FC、SC、LC、MU等第八页,共二十四页,2022年,8月28日光纤连接器类型带状光纤连接器:MTPTM/MPO、MPXTM、MD第九页,共二十四页,2022年,8月28日光纤连接器的主要技术指标插入损耗回波损耗重复性与互换性第十页,共二十四页,2022年,8月28日ConnectorInspectionDon’tstareintothelaserbeam(withyourremainingeye)InspectionTool第十一页,共二十四页,2022年,8月28日ConnectorCareDamagedConnector第十二页,共二十四页,2022年,8月28日FusionSplicesMostcommonpermanentfiberconnectionVeryhighperformanceandreliabilityInsertionloss0.01to0.1dB,noreflectionAutomatedsplicingtoolcosts$10kto$50k
MechanicalSplicesPermanentandnon-permanenttypesInsertionloss0.1to0.5dBIndex-matchingliquidusedtominimizeloss&reflectionsEpoxyorUVhardenedelastomerbasedLessexpensivetools($100to$1,000)requiredProtectivesleeveSplice第十三页,共二十四页,2022年,8月28日ConnectorCleaningPureCottonSwabsIsopropylAlcoholFilteredAirVarietyofcleaningmethodsinusetoday
Example:CleanconnectortipswithIsopropyl(96%medicalalcohol)usingadhesivefreecottonswabs
Immediatelydryitwithdust-free,nonresiduecompressedair第十四页,共二十四页,2022年,8月28日光纤的熔接光纤熔接机的分类1.熔接光纤数量分类单芯、多芯熔接机2.光纤类别分类多模熔接机-----外径对准单模熔接机-----纤芯对准第十五页,共二十四页,2022年,8月28日3.操作方式分类人工(或半自动),自动熔接机2.发展阶段分类第一代熔接机-----光纤对准、熔接和损耗测量由人工第二代熔接机、第三代熔接机、第四代熔接机第十六页,共二十四页,2022年,8月28日第十七页,共二十四页,2022年,8月28日2.3光纤特性
2.3.1光纤的几何特性光纤的几何特性包括芯直径、包层直径、纤芯/包层同心度、不圆度和光纤翘曲度等。
1.芯直径芯直径主要是对多模光纤的要求。ITU-T规定,多模光纤的芯直径为50±3μm。
2.包层直径包层直径指光纤的外径,ITU-T规定,多模及单模光纤的包层直径均要求为125±3μm。目前,光纤生产制造商已将光纤外径规格从125.0±3μm提高到125.0±1μm。第十八页,共二十四页,2022年,8月28日2.3光纤特性
3.纤芯/包层同心度和不圆度
纤芯/包层同心度是指纤芯在光纤内所处的中心程度。目前光纤制造商已将纤芯/包层同心度从≤0.8μm的规格提高到≤0.5μm的规格。
不圆度包括芯径的不圆度和包层的不圆度。
ITU-T规定,纤芯/包层同心度误差≤6%(单模为<1.0μm),芯径不圆度≤6%,包层不圆度(包括单模)<2%。
4.光纤翘曲度光纤翘曲度指在特定长度光纤上测量到的弯曲度,可用曲率半径来表示弯曲度。翘曲度(即曲率半径)数值越大,意味着光纤越直。注:纤芯/包层同心度对接续损耗的影响最大,其次是翘曲度。第十九页,共二十四页,2022年,8月28日2.3.2光纤的光学特性
光纤的光学特性有折射率分布、最大理论数值孔径、模场直径及截至波长等。
1.折射率分布光纤折射率分布,可用下式表示:
其中,n1为纤芯折射率,n2为包层折射率,a为芯半径,r为离开纤芯中心的径向距离,Δ为相对折射率差,Δ=(n1−n2)/n1
。多模光纤的折射率分布,决定光纤带宽和连接损耗,单模光纤的折射率分布,决定工作波长的选择。第二十页,共二十四页,2022年,8月28日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:
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。光纤的数值孔径(NA)对光源耦合效率、光纤损耗、弯曲的敏感性以及带宽有着密切的关系,数值孔径大,容易耦合,微弯敏感小,带宽较窄。第二十一页,共二十四页,2022年,8月28日2.3.2光纤的光学特性
3.模场直径和有效面积
模场直径是指描述单模光纤中光能集中程度的参量。
有效面积与模场直径的物理意义相同,通过模场直径可以利用圆面积公式计算出有效面积。模场直径越小,通过光纤横截面的能量密度就越大。当通过光纤的能量密度过大时,会引起光纤的非线性效应,造成光纤通信系统的光信噪比降低,影响系统性能。因此,对于传输光纤而言,模场直径(或有效面积)越大越好。图2-13所示为模场直径示意图。第二十二页,共二十四页,2022年,8月28日2.3.2光纤的光学特性
4.截止波长理论上的截止波长是单模光纤中光信号能以单模方式传播的最小波长。截止波长条件可以保证在最短光缆长度上单模传输,并且可以抑制高次模的产生或可以将产生的高次模噪声功率代价减小到完全可以忽略的地步。注:几何特性、光学特性影响光纤的连接质量,施工对它们不产生变化,而传输特性则相反,它不影响施工,但施工对传输特性将产生直接的影响。第二十三页,共二十四页,2022年,8月28日2.3.3光纤的传输特性
光纤的传输特性主要是指光纤的损耗特性和色散特性
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