1、 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！1報(bào)告人：李紅飛通信通信光纖知識(shí)簡(jiǎn)介光纖知識(shí)簡(jiǎn)介 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！2讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！1.光纖通信概述2.光纖概述3.石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝通信通信光纖知識(shí)簡(jiǎn)介光纖知識(shí)簡(jiǎn)介 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！31.光纖通信概述2.光纖概述3.石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝通

2、信通信光纖知識(shí)簡(jiǎn)介光纖知識(shí)簡(jiǎn)介 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！4光纖通信光纖通信 光波沿著光導(dǎo)纖維傳輸就是光纖通信，即光通信是以光纖為傳輸媒質(zhì)，以光信號(hào)為信息載體的通信方式。u光波具有極高的頻率（大約3億兆赫茲）即很高的帶寬u可以容納巨大的通信信息光纖通信概述 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！5光纖通信特點(diǎn)光纖通信特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 信號(hào)損耗小，中繼距離長(zhǎng)；信號(hào)損耗小，中繼距離長(zhǎng)； 光纖為絕緣體不受電磁干擾；光纖為絕緣體不受電磁干擾；

3、玻璃光纖不產(chǎn)生電磁場(chǎng)，保密性高；玻璃光纖不產(chǎn)生電磁場(chǎng)，保密性高； 重量輕，易于施工和運(yùn)輸；重量輕，易于施工和運(yùn)輸；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 光纖制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高；光纖制造工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本較高； 光纖連接復(fù)雜；光纖連接復(fù)雜； 配套光器件價(jià)格較高配套光器件價(jià)格較高光纖通信概述 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！61.光纖通信概述2.光纖概述3.石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝通信通信光纖知識(shí)簡(jiǎn)介光纖知識(shí)簡(jiǎn)介 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！7光纖概述l

4、什么是光纖（optical fiber）？ 光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)寫，是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達(dá)成的光傳導(dǎo)工具，一般由纖芯和包層組成。高錕首先提出光纖可以用于通訊傳輸?shù)脑O(shè)想，高錕因此獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。按材料分類石英光纖塑料光纖綜合光纖 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！8 1966年，英籍華裔學(xué)者高錕博士發(fā)表了十分著名的文章用于光頻的光纖表面波導(dǎo)，從理論上分析和證明了用光纖作為傳輸媒質(zhì)實(shí)現(xiàn)光通信的可能性，并設(shè)計(jì)了通信用光纖的結(jié)構(gòu)。更重要的是他科學(xué)地預(yù)言了制造通信用的超低損耗光纖的可能

5、性。這篇文章被譽(yù)為光纖通信的里程碑，高錕博士被譽(yù)為“世界光纖之父”。 1970年，美國康寧公司根據(jù)高錕文章的設(shè)想，研制出了當(dāng)時(shí)世界上第一根超低損耗的光纖。原來的光纖只能用于醫(yī)學(xué)和工業(yè)，且損耗非常大大約是1000dB/Km。雖然這根光纖只有幾米長(zhǎng)，損耗約為20dB/km，而且?guī)仔r(shí)后就損壞了，但它證明了用當(dāng)時(shí)的科學(xué)技術(shù)和工藝方法制造通信用超低損耗光纖是完全可能的。光纖概述 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！9損耗石英光纖的發(fā)展可以從光纖損耗來看，1970年20dB/km， 1972年是4dB/km， 1974年是1.1

6、dB/km， 1976年是0.5dB/km， 1979年是0.2dB/km， 1990年是0.14dB/km光纖概述 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！101.光纖通信概述2.光纖概述3.石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝通信通信光纖知識(shí)簡(jiǎn)介光纖知識(shí)簡(jiǎn)介 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！11石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝石英光纖4.分類3.參數(shù)2.傳光原理1.結(jié)構(gòu)纖芯包層涂覆層緊包單芯、多芯單模、多模階躍、漸變、W型G.652 G.657衰減 色散 數(shù)值孔徑

7、單模傳輸條件全反射階躍型漸變型 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！121.光纖結(jié)構(gòu)石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！13石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝1.光纖的幾何尺寸125um250um9/50/62.5um纖芯n1包層n2涂覆層 芯徑芯徑 單模光纖：?jiǎn)文９饫w： 10um;10um; 多模光纖：多模光纖： 50um/62.5um50um/62.5um包層直徑包層直徑 普通光纖：普通光纖： 125um涂覆層直徑涂覆層直徑 外

8、層外層 250um 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！14 光波在均勻介質(zhì)中傳輸時(shí)，其軌跡是一條直線，當(dāng)光線射到兩種介光波在均勻介質(zhì)中傳輸時(shí)，其軌跡是一條直線，當(dāng)光線射到兩種介質(zhì)交界面時(shí)，將發(fā)生反射和折射。當(dāng)光從光密物質(zhì)入射進(jìn)光疏物質(zhì)時(shí)，折質(zhì)交界面時(shí)，將發(fā)生反射和折射。當(dāng)光從光密物質(zhì)入射進(jìn)光疏物質(zhì)時(shí)，折射角大于入射角，隨著入射角的增大，折射角也增大，當(dāng)入射角大到一定射角大于入射角，隨著入射角的增大，折射角也增大，當(dāng)入射角大到一定程度時(shí)，折射角等于程度時(shí)，折射角等于90度，折射光正好和兩種介質(zhì)的交界面重合，這時(shí)的度，折

9、射光正好和兩種介質(zhì)的交界面重合，這時(shí)的入射角叫做臨界角，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，折射光消失，只有反射光，入射角叫做臨界角，當(dāng)入射角大于臨界角時(shí)，折射光消失，只有反射光，叫做全反射，即導(dǎo)光原理。叫做全反射，即導(dǎo)光原理。入射反射 n1折射光的反射和折射臨界角n2 入射反射 n1n2 全反射：導(dǎo)光原理2.傳光原理全反射石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！15石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝階躍型光纖傳光原理 階躍型光纖傳光特點(diǎn)是：光纖在光纖中以直線形式傳輸。 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一

10、個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！16石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝漸變型光纖傳光原理 階躍型光纖：光纖纖芯折射率不再是均勻分布，而是由軸心向包層方向逐漸變小。從宏觀上看光線傳播不再是直線而是弧線。且共同傳輸?shù)牟煌Ｊ降墓鈺?huì)周期性的相交于一點(diǎn)，這種漸變式的光纖減少了模式之間的模間色散，目前大多數(shù)多模光纖多為漸變型多模光纖。 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！17 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！18石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝3

11、.光纖參數(shù)u 光纖損耗：光纖的一個(gè)重要參量是光信號(hào)在光纖內(nèi)傳輸時(shí)功率的損耗，光纖的損耗與波長(zhǎng)有關(guān)。 影響光纖損耗的因素包括：本征，彎曲，擠壓，雜質(zhì)，不均勻和對(duì)接等。 本征：光纖固有的材料吸收和瑞利散射。 不均勻：光纖在制作過程中折射率分布不均勻?qū)е聯(lián)p耗增加。 光纖存在三個(gè)最低損耗窗口：850nm、1310nm、1550nm 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！19石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝水峰與OH-濃度有關(guān)光纖的衰減圖光纖的衰減圖0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 nm OH-

12、OH-OH-第一窗口第二窗口第三窗口衰減(dB/km)水峰值6 54321 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！20石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝u光纖色散-Dispersion：光纖另一個(gè)重要參數(shù)，光脈沖沿著光纖行進(jìn)一段距離后造成的頻寬變粗。它是限制傳輸速率的主要因素。它直接影響了光脈沖在光纖中傳輸時(shí)形狀的變化。損耗和色散共同決定了光纖通信波長(zhǎng)的選擇。 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！21模間色散：只發(fā)生在多模光纖，因?yàn)椴煌Ｊ降墓庋刂煌穆窂?/p>

13、傳輸。材料色散：不同波長(zhǎng)的光行進(jìn)速度不同。波導(dǎo)色散：發(fā)生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時(shí)，會(huì)以稍有不同的速度行進(jìn)。在單模光纖中，通過改變光纖內(nèi)部結(jié)構(gòu)來改變光纖的色散非常重要。石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！22 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！23色散引起脈沖展寬的示意圖 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！24色散導(dǎo)致脈沖疊加，信號(hào)之間

14、發(fā)生相互影響 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！25u數(shù)值孔徑(NA)：NA是表示光纖特性的重要參數(shù)。入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可以。這個(gè)角度就稱為光纖的數(shù)值孔徑。光纖的數(shù)值孔徑大些對(duì)于光纖的對(duì)接是有利的。不同廠家生產(chǎn)的光纖的數(shù)值孔徑不同。纖芯和包層的相對(duì)折射率差越大，NA的值就越大，即光纖的集光能力就越強(qiáng)。石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝接收錐 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！26u單模傳輸條件：?jiǎn)文?/p>

15、光纖是在給定的波長(zhǎng)上，只傳輸單一模式的光纖。（1）歸一化頻率（V）是表征光纖中所能傳播的模式數(shù)目多少的一個(gè)特征參數(shù)：其中：a光纖纖芯的半徑，光纖的工作波長(zhǎng)，k0真空中的波數(shù) 由公式可知，單模光纖單模傳輸條件取決于工作波長(zhǎng)、光由公式可知，單模光纖單模傳輸條件取決于工作波長(zhǎng)、光纖芯徑和光纖的折射率。通過計(jì)算，當(dāng)纖芯徑和光纖的折射率。通過計(jì)算，當(dāng)0V2.405時(shí)，光纖時(shí)，光纖中除基模傳輸外，其余模式均截止，實(shí)現(xiàn)單模傳輸。中除基模傳輸外，其余模式均截止，實(shí)現(xiàn)單模傳輸。石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！

16、27石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝 因此，單模光纖和多模光纖的區(qū)別就在于：纖芯直徑的不同，單模光纖纖芯直徑10m，而對(duì)于典型的多模光纖來說纖芯直徑大約為50m62.5m。（2）截止波長(zhǎng)。當(dāng)V取2.405時(shí)，叫歸一化截止頻率。此時(shí)所對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)叫做截止波長(zhǎng)。截止波長(zhǎng)是單模光纖所特有的參數(shù)，它給出了保證單模傳輸?shù)牟ㄩL(zhǎng)范圍，是單模光纖的本征參數(shù)，也是單模光纖最基本的參數(shù)。通過計(jì)算可得單模光纖的截止波長(zhǎng)大約在1100nm左右，要實(shí)現(xiàn)單模傳輸，光的波長(zhǎng)要大于截止波長(zhǎng)，所以光纖的3個(gè)工作窗口中850nm這個(gè)波長(zhǎng)不能用于單模傳輸。 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一

17、個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！28 石英系列光纖（以SiO2為主要材料） 按光纖組成材料劃分 多組分光纖（材料由多組成分組成） 液芯光纖（纖芯呈液態(tài)） 塑料光纖（以塑料為材料） 階躍型光纖（SIF）光纖種類光纖種類按光纖纖芯折射率分布劃分 漸變型光纖（GIF） W型光纖 單模光纖（SMF） 按光纖傳輸模式數(shù)劃分 多模光纖（MMF ）石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝4.光纖分類 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！29石英光纖性質(zhì)及生產(chǎn)工藝 G.651G.651光纖光纖:漸變多模光纖，工作波長(zhǎng)為1.31m和1.55m，在1.31m處光

18、纖有最小色散，而在1.55m處光纖有最小損耗，主要用于計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)或接入網(wǎng)。 G.652G.652光纖光纖：常規(guī)單模光纖，也稱為非色散位移光纖，其零色散波長(zhǎng)為1.31m，在1.55m處有最小損耗，是目前應(yīng)用最廣的光纖。 G.653G.653光纖光纖：色散位移光纖，在1.55m處實(shí)現(xiàn)最低損耗與零色散波長(zhǎng)一致，但由于在1.55m處存在四波混頻等非線性效應(yīng)，阻礙了其應(yīng)用。 G.654G.654光纖光纖：性能最佳單模光纖，在1.55m處具有極低損耗（大約0.18dB/km）且彎曲性能好。 G.655G.655光纖光纖：非零色散位移單模光纖，在1.55m1.65m處色散值為0.16.0ps/（nm.km），用以平衡四波混頻等非線性效應(yīng)，適用于高速（10Gb/s以上）、大容量、DWDM系統(tǒng)。 2012 河北四方通信設(shè)備有限公司四 方 通 信讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！讓每一個(gè)人都能實(shí)現(xiàn)光通信的夢(mèng)想！30 2012 河北四方通信設(shè)