光纤传输基础知识汇总 _光纤

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

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
●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。

电磁波谱

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通信波段划分及相应传输媒介

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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。
N＝C/V ，光纤通信用的石英玻璃的折射率约为1.5

光通信的发展过程

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光的基本知识

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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）。
第三层：最外是加强用的树脂涂层。

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1)纤芯 core：折射率较高，用来传送光；
2)包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；
3)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

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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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

光纤的种类

按光在光纤中的传输模式可分为：
多模（Multi-Mode） (简称：MM）
单模（Single-Mode）(简称：SM）
多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或62.5μm），可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。
例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。
单模光纤：中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10μm），只能传一种模式的光。实际上是阶跃型光纤的种，只是纤芯径很小，理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内，并在纤芯内作直线传播。光纤脉冲几乎没有展宽。
因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。