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文檔簡介
第二章光纖和光纜2.1光纖結構與類型2.2光纖傳輸原理2.3光纖傳輸特性2.4單模光纖進展和應用2.5光纜光纖(OpticalFiber,OF)的結構光纖是一種纖芯折射率比包層折射率高的同軸圓柱形電介質波導.光纖的分類1.按照截面上折射率分布的不同
2.按光纖中傳輸?shù)哪J綌?shù)量階躍多模、漸變多模和階躍單模光纖的特性比較3.按光纖的工作波長短波長光纖(850nm)短波長的多模光纖主要用于短距離市話中繼和專用通信網絡等;長波長光纖(1310nm和1550nm)長波長的單模光纖主要用于干線傳輸。4.按材料分類玻璃光纖:纖芯與包層都是玻璃,損耗小,傳輸距離長,成本高;膠套硅光纖:纖芯是玻璃,包層為塑料,特性同玻璃光纖差不多,成本較低;塑料光纖:纖芯與包層都是塑料,損耗大,傳輸距離很短,價格很低。多用于家電、音響,以及短距的圖像傳輸。5.按照ITU-T關于光纖類型的建議多模光纖(G.651)普通單模光纖(G.652)色散移位光纖(G.653)在1.55m衰減最小的光纖(G.654)非零色散移位光纖(G.655)色散補償光纖全波光纖(G.656)接入網用光纖(G.657) 石英光纖制造過程①制作光纖預制棒②拉絲
MCVD法制作光纖預制棒示意圖光纖拉絲裝置
在鼓上的光纖制作方法視頻光纖傳輸原理波動理論---單模和多模光纖光射線理論---多模光纖復習光的本質波動性粒子性
光波寧從折視射率修較大鉆的介聾質以銜三種嚼不同巷的入丸射角痕進入赴折射至率較鍛小的嘴介質Sn統(tǒng)el奪l定律槍和全打反射關注領的問驢題主細要是饅光束不在光襪纖中摔傳播陵的空間準分布和時間的分布,并艘由此蛾得到數(shù)值紹孔徑和時間飯延遲的概吧念。以階寇躍多施模光友纖為暖例光射榆線理譯論光纖取中光扛線的商種類子午撤射線斜射杜線(仗螺旋份光線波)光纖勢軸線子午巷面子午膛射線鋼在階施躍型爸多模毫光纖桐中的蹈傳播光纖格傳輸--嶼-全反喊射條迎件傳輸時條件1.全反昆射條絲式件2.相干察加強初條件對于辮特定趙的光頌纖結濾構,境只有齒滿足渣一定晝條件咳的電拐磁波癥可以損在光短纖中四進行聯(lián)有效翼的傳章輸。徐這些獄特定栗的電霧磁波紛稱為貿光纖魄模式辟。定義貴數(shù)值情孔徑(NA,Nu金me蝕ri直ca符l筒Ap挽er海tu爛re)纖芯棋與包倒層相未對折使射率落差CC陽IT什T建議朵光纖絡的NA取值輸范圍捕為0.攀18~0.挑23。僅用宏于子梨午光悉線例設Δ=0肯.0間1,n1=1液.5錫,求NA和αma甲x?光線僅以法鄙線和妥斜射頁入射病時在身纖芯搞內以降不同難的路賭經傳具輸思考趨:光狹纖彎款曲時掌,光緊線是圖否還阻能沿納光纖箏傳播誦呢?例如捷把1k饒m光纖乒繞在譜直徑場約10服cm的圓浮筒上均,所匠增加胡的光谷能損貴耗只織有萬竭分之濫幾,辦可以遷忽略蛋不計翁。時間水延遲入射訊角為α的光彎線在絮長度識為L(俘OA鞋)的光偉纖中宮傳輸縱,所侮經歷朋的路哪程為l(O栗B),在α不大臭的條曾件下素,其蜂傳播閘時間拖即時間職延遲為最大定入射河角和令最小棕入射表角的棕光線唱之間時間濫延遲鉛差近似或為這種溜時間監(jiān)延遲擊差在赤時域名產生酬脈沖僵展寬鉆,或迅稱為屯信號苗畸變摔。子午絡射線惠在漸阿變型語多模鹿光纖借中的對傳播漸變釀型光袖纖的敲折射稀率分愛布γ是折她射率早光柵穗系數(shù)對于丈階躍齊型光序纖,γ=∞;對于球漸變魂型光若纖,γ=2;對于狼三角扭分布帖型光榜纖,γ=1。漸變駐型光塊纖中宏的傳譜播軌盡跡思考所:光線1和光凡線2是否巡壽同時交到達O’呢?設想約光纖傭由折判射率怨恒定哨不變券的許北多同裝軸圓靈柱薄垮層組籠成。漸變繼型多摩模光倘纖的致優(yōu)點減小協(xié)脈沖崖展寬繳(除柳子午貧光線渣外,辛還有秧斜射噴光線夸的影唐響)光射予線分陶析法糾特點可直叨觀地梨對光慨纖的弄傳光偏原理創(chuàng)進行轎解釋覺,易豈于理挺解,箭但其牌本質內上是陷一種近似駐分析方法殃,只能俯定性醒地解駐釋光纖掛的傳臥光原姓理,并不如能作為定量的分諷析依競據。光纖鬼的波崗動傳份輸理捏論波動育理論掙的嚴貌格性港:1.從光腸波的蠅本質姥特性--長-電磁秧波出罪發(fā),塞通過府求解吃電磁軌波所掏遵從如麥克斯斯韋斃方程須,導缸出電勸磁場近的場謀分布刊,具色有理上論上冷的嚴熟謹性期;2.未作百任何范前提前近似裂,因習此適煩用于桌各種素折射置率分遠布的多單?;饫w肅和多另模光膠纖。復習最簡楚單的毒行波霧是正仙弦波蔑,盒沿z方向飄傳輸盯的數(shù)輕學表共達式羽為時變鑄電磁孩場以爸相同手角頻擦率和她傳輸露常數(shù)盤同時巡壽相互袋正交死存在令。也可變用指斷數(shù)形凝式描鹽述行紅波波的覽相速略度(肢波速山)波相賢位平面理波的城波前茂是追與傳店播方糕向正含交的輩平面電磁渣波種精類、柜波前殊、波叫矢量波矢喊量k是波香前表請面P點的婚法線送,它參代表箏波從P點傳陳播的致方向餓。圖1.椅2.沾7沿z軸傳崖播的項高斯騙光束(如激煎光器佛輸出)從麥沃克斯丈韋方傭程出備發(fā),尊結合枕具體鐘的邊玻界條蛾件及夠初始掉條件翁,可由定量霉地研揀究光針的各彼種傳并播特江性。麥克殲斯韋筆方程婆組及微物質挽方程無源使無損趕耗介逮質直角縫坐標幸系下嗎的哈穴密頓既算符波動岡方程設光膨波具坊有簡淺諧振產蕩形冶式,坊即與飾時間t的函安數(shù)關姓系有保,用K0是自糠由空填間中銜光傳臟播的思相位睬常數(shù)帶。光波糊電磁攪場各鑰分量壁之間荷的關竭系以直添角坐取標系亭討論圓柱臂坐標微與直零角坐孔標的邀關系復習卻結束式中咱,E和H分別哭為電場和磁場在直薯角坐解標中晚的任浩一分屆量。選用枝圓柱咱坐標(r,φ,z),使z軸與椒光纖卸中心衡軸線櫻一致紛,如圖駝所示田。將式(1悉)在圓售柱坐獻標中戶展開腸,得欲到電胡場的z分量Ez的波動鞭方程為(1)(2)(3)1.波動禽方程秧和電霧磁場陣表達最式如何黨求Ez和Hz?(分離按變量甩法)把Ez(r淚,甲φ,丟z瘋)分解劉為Ez(r飾)、Ez(φ撒)和Ez(z敢)。設光奇沿光弓纖軸著向(z軸)傳輸咱,其腥傳輸割常數(shù)可為β,則Ez(z說)應為ex惰p(裁-jβz)。由于慶光纖廣的圓對嚷稱性,Ez(φ慈)應為方位銜角φ的周汁期函雕數(shù),運設跨為ex鄙p(員jvφ),v為整溜數(shù)?,F(xiàn)在Ez(r墨)為未精知函咐數(shù),使利用免這些慕表達午式,鼠電嗚場z分量藏可以鬧寫成迫Ez(r,φ,z)=晃Ez(r)ej(vφ-滴βz)(4犁)隔把式(4乒)代入災式(3維)得到(5)為求姥解方減程(5稻),引素入無盾量綱稈參數(shù)u,w和V。u叫導波陪徑向該歸一化化相拴位常補數(shù),它北描述蹦了導澆波電鋸場和城磁場兄在纖羨芯橫堂截面派上的劉分布據:β為導波籠沿光膽纖軸役向傳錢輸時鄭的相呼位常丹數(shù)。w叫導波驕徑向賞歸一遭化衰追減常判數(shù),它旦描述花了導菠波電唐場和糖磁場剛在包蠶層橫膛截面費上的撿分布投;V叫歸一蠻化頻稈率,它冤是表示腸光波嚴頻率霜大小狼的無筋量綱駱的量;(0≤r≤a)(r≥a)(6a)(6b)利用殖這些炸參數(shù)套,新把式(5希)分解倚為兩妖個貝塞碧爾微眼分方附程:因為光能蹄量要罰在纖擋芯(0快≤r≤a)中傳朽輸,袍在r=0處,叢電磁凍場應燥為有幣限實睜數(shù);在包謀層(r≥a),光能費量沿客徑向r迅速睛衰減訴,當r→∞時,情電核磁場田應消債逝為序零。根據謊這些皮特點余,式(6折a)的解鹿應取v階貝塞會爾函普數(shù)Jv(ur/a),而式(6峰b)的解練則應安取v階修振正的貝塞寨爾函燒數(shù)Kv(wr/a)。圖1(a)貝賽哥爾函明數(shù);臉(b)修正骨的貝卷賽爾述函數(shù)Jv(u)1.刊00.皮80.活60.故40.艱20-0中.2-0劍.4-0榨.6432102淡4移6杠8呆10uv=1v=0v=2(a裳)(b祖)v=11蠅2段3展4嚴5wkv(w)v=0因此,在纖芯和包層的電場Ez(r,φ,z)和磁場Hz(r,φ,z)表達式為Ez1(r,φ,z)(0<r≤a)Hz1(r,φ,z)=Ez2(r,φ,z)Hz2(r,φ,z)(0<r≤a)(r≥a)(r≥a)(7a)(7b)(7c)(7d)式(7歇)表明推,光綠纖傳真輸模爸式的爹電磁數(shù)場分喂布和丟性質撓取決就于特存征參趙數(shù)u、w和β的值皮。u和w決定短纖芯就和包般層橫沈向(r)電磁民場的遙分布繞,稱塵為橫向毅傳輸讀常數(shù);β決定定縱向(z)電磁補場分或布和攤傳輸傳性質么,所蜻以稱嶄為(縱向)傳輸勻常數(shù)。2.特征柄方程慢和傳歷輸模標式由式(7遍)確定末光纖鞭傳輸抓模式頓的電稠磁場邀分布阻和傳姓輸性貼質,必須處求得u,w和β的值養(yǎng)。在光斷纖基首本參理數(shù)n1、n2、a和k已知杏的條肥件下尊,u和w只和β有關華。利練用邊肯界條錄件,釣導出β滿足墓的特肌征方亮程,害就望可以叉求得β和u、w的值厭。醒由式(7充)確定電磁檢場的縱向想分量Ez和Hz后,射就可蔥以通洲過麥鳴克斯逃韋方諒程組哥導出電磁蘋場橫萄向分歲量Er、Hr和Eφ、Hφ的表慣達式驗。因為電磁個場強蚊度的切冊向分百量在纖芯右包層交界輩面連剪續(xù),玻在r=a處應定該有Ez1=Ez2Hz1=Hz2購Eφ1=Eφ2Hφ1=Hφ2努(太8)由式(7耍)可知賊,Ez和Hz已自遲動滿碗足邊界館條件的要儀求。由Eφ和Hφ的邊界縱條件導出β滿足醉的特征董方程為這是辰一個妨超越扒方程梁,由躲這個岸方程跪和定凳義的忠特征物參數(shù)V聯(lián)立悔,就繪可求炎得β值。但數(shù)塊值計喪算十扶分復團雜,竹其結憲果示縫于圖2。(9)圖2若干菠低階幫模式靈歸一下化傳彈輸常領數(shù)隨旺歸一續(xù)化頻怪率變娃化的搞曲線圖中賊每一殊條曲溝線表輸示一歉個傳輸恢模式的β隨V的變幕化01234560b1n1n2b/kHE11TE01HE31TM01HE21EH11EH12HE41EH21TM02TE02HE22V光纖炮中的抖傳輸頭模式所謂納的光纖名模,就墳是滿銷足邊房誠界條濱件的較電磁潛場波廢動方吸程的戀解,浙即電島磁場扁的穩(wěn)港態(tài)分上布。疑這種厚空間鍵分布戶在傳余播過污程中墓只有追相位敬的變皺化,版沒有免形狀羅的變公化,歪且始喊終滿合足邊籍界條避件,愈每一爆種這喂樣的糕分布貼對應錦一種貨模式愛。模式階的基瞞本特絨征有:1.每一扁個模泄式對慕應于院沿光部纖軸琴向傳顧播的猛一種果電磁燦波;2.每一減個模節(jié)式對早應于望某一音本征盲值并砍滿足肅全部蛋邊界怕條件手;3.模式法具有融確定脈的相丘速、情群速翁和橫遮場分創(chuàng)布;4.模式碼是波顧導結蛙構的耐固有乒電磁枕共振鳳屬性純的表瓜征。脫給定榨的光澇纖中龍能夠卵存在堵的模聯(lián)式及戲其性瞞質是傷已確脆定了萍的,拼外界寄激勵被源只嫌能激商勵起愿光纖啞中允泛許存?zhèn)仍诘慕夷J饺嵌唤洉挠棺兡柺降募脊逃胁嫘再|屈。兩種礙重要辜的模招式特續(xù)性模式天截止:電磁換場介太于傳主輸模睡式和撇輻射嘗模式侍的臨址界狀邀態(tài),專這乓個狀錘態(tài)稱竭為模式嚴截止砌。模式啄遠離芬截止:模式我遠離魚截止黃時其僚電磁詳場能繭很好進地封也閉在甚纖芯蚊中。模式特截止由修決正的貝塞藥爾函天數(shù)的性素質可軋知,攔當→∞時,→螺,要求暢在包鈔層電笛磁場更消逝題為零海,絮即→0,必要純條件叢是w>0。如果w<0,電磁嫁場將在包層振蕩淋,傳輸貪模式將轉厚換為輻射毅模式,使鋒能量虎從包層輻射余出去廢。w=0懇(β=n2k)介于蜜傳輸喚模式悄和輻幕射模統(tǒng)式的姿臨界冶狀態(tài)疏,溪這個卡狀態(tài)暈稱為模式稻截止。其u、w和β值記賓為uc、wc和βc,此時V=Vc=uc。對于怨每個志確定怎的v值,胖可以陡從特例征方菊程(9對)求出塌一系停列uc值,貴每個uc值對應一檢定的銳模式互,決飯定其β值和電磁稍場分布尺。當v=0時,電磁脊場可分贊為兩斃類。一類在只有Ez、Er和Hφ分量扁,Hz=Hr=0,Eφ=0,這類慎在傳絮輸方懼向無憐磁場免的模居式稱洲為橫磁既模(波),記帖為TM0μ。另一唐類只堪有Hz、Hr和Eφ分量鋼,Ez=Er=0,Hφ=0,這類系在傳庫輸方愈向無妥電場何的模葉式稱奧為橫電傾模(波),記里為TE0μ。當v≠0時,電磁辛場六毛個分鉛量都氏存在公,這濾些模終式稱財為混合屬模(波)。混合傷模也技有兩辜類,春一雄類Ez<Hz,記為HEvμ,另一極類Hz<Ez,記為EHvμ。下標v和μ都是套整數(shù)阻。第一銳個下夾標v是貝竿塞爾組函數(shù)跡的階滲數(shù),膊稱為方位愉角模嫂數(shù),它表敢示在唉纖芯鋪沿方裳位角φ繞一斧圈電煤場變搭化的救周期磚數(shù)。第二驕個下報標μ是貝辦塞爾劣函數(shù)黑的根恐按從市小到甘大排甩列的影序數(shù)寨,痕稱為徑向澡模數(shù),它汽表示香從纖物芯中罰心(r=0樣)到纖芯與包層交界會面(r=a)電場邁變化豬的半卸周期止數(shù)。影模式掉遠離舟截止當V→攔∞時,w增加吧很快吧,當w→∞時,u只能翼增加殿到一倉個有襖限值奏,這乖個狀因態(tài)稱昌為模式療遠離園截止,其u值記盆為u∞。逐波動禽方程攝和特針征方酒程的蹈精確尊求解星都非傅常繁圍雜,葵一般店要進笑行簡筒化。標量罩模(奸或叫鏟線性瓦偏振此模)大多承數(shù)通退信光賭纖的漆纖芯潛與包艱層相激對折牛射率丈差Δ都很下小(例如Δ<溉0.啞01妙),因僵此有n1≈n2≈n和β=nk的近岸似條治件,夢這種神光纖尤稱為弱導灘光纖,對剩于弱啟導光磚纖β滿足乳的本砍征方墊程可惜以簡并化為所得券到的叼導波抬模用LPvμ模表秒示。Li女ne螺ar爛lyPo拒lo擴ri粘ze寶dMo姿de虧s由此中得到僑的混大合模HE(v+1徐)孝μ和EH(v株-1毯)略μ傳輸灘常數(shù)奇相近時,電漢磁場淹可線平性疊界加。遠離些截止獵時標蔽量模崇的特騾性u∞=uvμ根uvμ代表v階貝縣塞爾袖函數(shù)留的第μ個根談。v=0著,1與,2只,3徑……腔;μ=1妙,2團,3盡……擇.對于秋一對v、μ值,潑就有赤一確乎定的u值,徹從而吹就有璃確定浴的w和β值。壯對應洪著一潮確定綿的場嫌分布平和傳譽輸特皇性。皺這個府獨立繞的場慘分布熟就叫傘做光潑纖中刃的一屯個模哨式。勺稱這繪種模絡為標網量模興,記蜂作LPvμ模。當v=0時,LP0μ模的教特征踢方程答:可解束出u∞=2身.4允05,5.縮慧52蹦0,8.者65逐4,11黨.7儉92萄……圖1(a)貝賽驅爾函綱數(shù);旦(b)修正工的貝耗賽爾幣函數(shù)Jv(u)1.的00.晃80.宏60.送40.跪20-0責.2-0栽.4-0沾.6432102爹4且6嗎8曲10uv=1v=0v=2(a還)(b嶺)v=11望2探3肉4落5wkv(w)v=0模式騰截止川時標漏量模延的特昂性uc=uvμ當v=0時,LP0μ模的大特征悟方程釀:可解南出uc=0,3.射83彼2,7.索01貍6,10盟.1類73撈……對于黨一階覽貝塞窩爾函戲數(shù)的侵第一僚個零播點uc=0,意藏味著LP01模式跳無截霉止波刃長,葵無截猜止情呈況。LP01模是兔光纖巧中的腐最低漲模,壁也稱安基模軋。ucJ0(
uc)=0v=1
uc0J1(
uc)=0v=0遠離截止值截止值uc本征方程
本征方程方位角模數(shù)表1模截止值和遠離截止值LP01HE11LP11HE21TM01TE01
LP02HE12LP12HE22TM02TE02LP03HE13LP13HE23TM03TE030~2.4052.405~3.8323.832~5.5205.520~7.0167.016~8.6548.654~10.173低階模式V值范圍表2低階(v=0和v=1)模式和相應的V值范圍圖2.倉2.廁4幾種LP模的帝歸一明化傳玩輸常充數(shù)與倉歸一抵化頻摘率V的關續(xù)系,畢隨著V的增辯加,菠光纖屋傳輸權的模踩式也椅增加與光嫁纖軸饒垂直諒的橫使截面諒的電兄場分善布和火強度醒分布階躍聾多模戰(zhàn)光纖循中導悟模數(shù)稅量的盜估算零改變沈光纖痕各種脹物理煤參數(shù)盞對傳修輸模史數(shù)量喇的影勤響?例:a=2憤5μ陸m,Δ=搬5×暫10-3的多糾模光臣纖,λ=和1.渠3μ壺m若V=1晨8時,N=1完62若V=5時,N=7當V小于輝一定譜數(shù)值旅時,才除LP01模外碑,其甘他模頁式均怕截止卵,即飯單模討光纖單模稍光纖罪的基束本特欺性單模丹傳輸多條件堡和截般止波墳長V=2.405或λc=對于碎給定柴的光面纖(n1、n2和a確定),存目在一貞個臨界槽波長λc,當λ<λc時,周是多仰模傳金輸,叔當λ>λc時,票是單煩模傳毯輸,點這個燦臨界蜓波長λc稱為截止樣波長。由泊此得廳到例:寺假來設有唯一光踩纖的勞折射窯率n1課=1源.4構5,相概對折駛射率挺差Δ=位0.嫩00姻2,試馬問:披纖芯惡半徑a=駛3μ聰m或5μ瘡m時,返此光姨纖在82別0n仍m波長翅上是僑單模浪光纖侵還是沒多模破光纖梢?解:當a=綿3μ坐m時,V=撫2.給10針81面<2志.4兼04某8,故摔此光炒纖在82竟0n癥m波長哀上是機單模米光纖雜。當a=保5μ六m時,V=帝3.添51彎35欣>2匆.4孝04沙8,故從此光臟纖在82刑0n載m波長常上是窯多模謊光纖污。場結柱構和兔模式巷簡并當Δ<藍<1時,專場的辮軸向址分量Ez和Hz很小敬,因而沿弱導清光纖緞中LP01(HE11)模近格似為線偏偵振模。它有湊兩個把沿x方向陳和y方向返的偏過振模(LPx01和LPy01),具記有相同故的傳品輸常她數(shù)(βx=βy)和相同阻的截燃止頻系率V=桂2.兔40拐5。在理傷想光升纖的頌情況幼下,蔑它們相互磁簡并在一偏起。圖1.傍3.透20線性倒偏振結光xyzE偏振平面xyE45oxyEyEy?-xEx?(b)(c)線性偏振光波它的電場振蕩方向限定在沿垂直于傳輸方向z的線上E由和z確定的場振蕩包含在偏振平面內在任一瞬間的線性偏振光可用包含幅度和相位的合成xEyE和(a)電磁悅波的翁偏振員(也咽稱極羅化)描述俗當它稈通過房誠介質干傳輸蔑時其足電場岔的特瞞性。場矢駕量E的幅棒度保皮持恒洋定不狐變,陵但是潤在z軸給卸定位生置上濱,電弄場幅谷度最狗大點民隨時施間順找時針到旋轉勺的軌撥跡,收如波隊的觀俊察者泰所見府到的半那樣運,它喬是一缺個圓默,此摩時的蘿電磁舟波稱吊為右吩圓偏虎振光端。圖1.銀3.春21右圓皺偏振蓋光傳抄播距獸離ΔZ時的蘆瞬間昆圖像圖1.使3.兵22線性皇偏振擠光與幅圓偏絨振光梁比較圖1.滿3.款23無偏窩振光仆、線咽偏振墾光和悶橢圓濱偏振悶光的答區(qū)別矢量E在z軸給打定空未間位僻置上僚隨時離間傳幟播時屯,其熊幅度暖最大政點的再軌跡溉是橢妻圓,碎所以息稱這磁種光搜是橢貼圓偏合振光恭,或練橢圓戰(zhàn)光,罰它也滅有右醬橢圓鋤偏振苦光和說左橢嘗圓偏腐振光盟之分凡。雙折逝射效貴應和捎偏振惕特性實際釋光纖嘩是一制種各向們異性辰介質把波導,存評在雙折杏射,使報正交衡偏振杜簡并嚷特性鉗受到大破壞竊。定義倍歸一溫化的漂雙折鎖射程濟度光場俘沿光售纖傳矛輸時備,偏坊振態(tài)烤不斷尺變化魔。各向注同性挎材料納:如玻敘璃、拾液體袋和所件有立蟻方晶拆體,辭在各腰個方劃向具齒有相甚同的乖折射往率。各向償異性聰材料手:除立膀方晶卡體外從,所片有其傍它晶婆體的塌折射磁率都自與傳梳輸方頑向和殿偏振蔬態(tài)有猜關的絕材料老。圖1.生3.遺25非極刪化光衛(wèi)進入狠各向蜓異性贊晶體它方解多石后煎將發(fā)椒生雙心折射塌,產戶生相筐互正嘉交偏跟振的爐尋常系光和見非尋行常光璃,以踐不同蘭的速遞度傳金播模場壓直徑峰(MF誓D)2w=錯2a+捐2例:2a=7焰μm,n1=1煉.4浸58,n2=1居.4坑52,當堪光源塞波長不為1.江3μ芬m時,芳計算婆光纖節(jié)單模糕工作國的截岔止波精長,V數(shù)和消模場纏直徑導?纖芯揪和包獎層中字的光時功率燦分配LP01模(HE11模)輝和LP11模的搞歸一沾化光佩功率穿分布光纖視傳輸之特性衰減色散光纖饅比特抗率光纖昂帶寬非線著性效壺應衰減更機理吸收哨損耗散射準損耗輻射棍損耗衰減擾系數(shù)瑞利凱(18話77碧~1瓣91議9)--座-瑞利甜散射刊發(fā)明懷家19耗04年獲謹?shù)弥Z評貝爾留獎光纖膏的損鐵耗與剩波長亭的關鋤系圖2.教3.乖2典型鬼光纖論衰減克譜例:猾注入假單模浮光纖盡的LD功率白為1m溝W,在糧光纖濱輸出詢端光襪電探箭測器終要求少的最遮小光貫功率糟是10厘nW,在1.揚3u敘m波段壞工作離,光獸纖衰紀減系姨數(shù)是0.同4d乏B/足km,請哲問無陶需中怕繼器容的最須大光均纖長宏度是壺多少崗?解:損耗謙測量剪斷予法和矮插入項法測量舍通過膝光纖豬的傳顫輸光字功率后向喊散射累法測量言光纖宿的后槽向散判射光毒功率剪斷鎖法后向扎散射攤法(OT鄭DR)色散梨:由于不同理成分謝的光思信號在光喚纖中計傳輸汗時,符因群旗速度粉不同系產生逼不同笑的時死間延蚊遲而哄引起蹦的一蚊種物菜理效濟應。各模退群速希度不銳等引且起脈例沖展骨寬色散胳種類模式愁色散色度惡色散偏振狡模色遭散電場聾包絡仰以群速弓度向前掌移動雷,而握電場伐中的容相位和變化扁以相速刺度向前異移動灘。群速蘋度和借光纖孤模式洲有關發(fā),模即數(shù)不趙同,興其群褲速度睛也不生同。論次數(shù)陡越高彎的模夫越滯踏后。群速亡度和虎因調互制產傾生的見光頻爺分量歲有關來。分析紹中心卡頻率肆為ω,譜弦寬為Δω的光澆信號恩經長令為L的單純模光昌纖傳雁輸后兄,其駁脈沖萄展寬Δτ?式中β2稱為枯群速椒度色愿散GV宴D,它尿直接右決定欲了脈聞沖在咽光纖生中的伍展寬多程度他。在光待纖通斯信系塊統(tǒng)中職,常摔用譜泰寬Δλ代替Δω。D稱為歡色散啊系數(shù)增,單啟位為ps津/(退nm庸·k豆m)模式治色散由于棍不同副模式顫不同公的vg多模雜光纖胳各模賞傳輸書路徑隸不同股引起木脈沖睡展寬色度勇色散蹤蝶(波休長色謎散)材料級色散Dm(λ)取決擇于材那料折仍射率巷的波閥長特訊性和絹光源藥的譜荒線寬務度波導偷色散Dw(λ)光纖勉波導躲結構構引起餡的色塔散,霸它取圈決于粒波導頑尺寸執(zhí)和光店源的脅譜線棋寬度色度樣色散布引起噸單模工光纖傅輸出按脈沖翁展寬典型麻單模褲光纖搖的色君散系符數(shù)色散擊平坦末光纖清的色欲散系虧數(shù)和譽折射譜率分噸布例:佛計算腰工作許波長1.臂55刑μm,譜開線寬瞇度各傭為10苗0n育m的LE新D和2n耗m的LD的光鎮(zhèn)源通氏過1k立m硅單受模光守纖后癥由材跨料色軌散引務起的旨脈沖前展寬悠(Dm=2演2p嚼s/曾(n態(tài)m.洽km趙),1.狡55祖μm)?解:例:P6資5偏振說模色僵散PM考D色散巷測量相移老法光纖絡比特煮率指光濱纖能冬夠傳初輸?shù)暮茸畲笾菙?shù)字航速率B(b/轉s),直接凈與光贏纖的敞色散為特性押有關壇。光纖煩帶寬時域侵法測鑒量光梢纖帶閘寬非線般性效厲應受激璃光散公射非線扎性折顏射率抗調制睡效應受激旦拉曼頌散射罰(SR著S)受激還布里聲淵散裳射(SB歸S)自相煩位調娘制(SP熊M)交叉猾相位恐調制違(XP線M)四波口混頻籠(FW妖M)FW妻M四波擊混頻姐產生洞了新膀的頻湯率分酷量在光棄纖近仰端四姑波混批頻影關響最旋大,在遠獨端由嬸于衰鼻減和變傳輸珠延遲莫的不桑同影爺響減攪小單模宋光纖躺的進癢展和絡應用G.痕65割2標準襪單模蓮光纖G.敘65屈3色散欲移位獨光纖G.飽65囑4衰減嶼最小瘋光纖G.張65悠5非零額色散鳥位移私光纖G.柄65響6寬帶惱全波涌光纖G.裝65攤7接入漂網用所光纖色散劑補償腐光纖成纜渴單模黎光纖溫典型乞特性G.厲6置56寬帶京全波城光纖光纜對光崗纜的泉基本航要求悠:保護鞠光纖酷的機密械強列度和摧傳輸幫特性畏,防警止施鎮(zhèn)工過串程中抽和使柄用期譽間光改纖斷濤裂,森保持藏傳輸智特性森的穩(wěn)完定。光纜唇結構纜芯梅(芯拉線+加強扔件)護套溫度月對光煤纖衰意減的旁影響·二次寒被覆侮光纖(芯線)簡圖基本顫光纜引結構廢簡圖光纜斯的種益類根據守光纜償?shù)膫饔斝远拍?、踩距離逢和用嚼途,遼光纜怕可以領分為裁市話檢光纜巧、長德途光命纜、捏海底褲光纜滿和用乞戶光角纜;根據栽光纖紹的種架類,隸光纜滋可以健分為抄多模使光纜撓、單幫模光潑纜;根據及光纖橋套塑蓮的種非類,控光纜將可以坡分為宗緊套相光纜梅、松捷套光碎纜、崇束管京式新但型光英纜和斤帶狀可式多近芯單澇元光忙纜;既根據方光纖衡芯數(shù)研的多坐少,魚光纜介可以蕉分為斗單芯雕光纜倚和多腰芯光叢纜等族等;根據良加強漂構件脾的配饅置方遺式,浮光纜四可以偷分為沸中心疼加強返構件殿光纜(如層嶼絞式憶光纜賣、骨歸架式盲光纜智等)、分便散加亮強構失件光讀纜(如束土管式碎光纜)和護礙層加娛強構綁件光腔纜(如帶拖狀式袋光纜);根據屠敷設疊方式紀,光避纜可遷以分跡為管家道光冰纜、竄直埋擦光纜季、架判空光取纜和雖水底網光纜刪;根據宋護層略材料領性質偵,光性纜可攤以分崗為普晶通光挪纜、遵阻燃結光纜姿和防場蟻、支防鼠示光纜宵等。海底叫光纜料設計構要求必須旬保證光纖不受參外力歸和環(huán)貞境影英響,脆其基牽本要填求是械:能幫適應好海底腎壓力租、磨達損、獸腐蝕晉、生她物等蝴環(huán)境蠻;有忍合適縮慧的鎧縱裝層脅防止筐漁輪排拖網鉆、船馳錨及叮鯊魚醉的傷皺害;迎光纜兇斷裂肉時,屢盡可織能減虎少??疂B與入光棵纜內坑的長炊度;增能防片止從裁外部薄滲透骨到光剃纜內胳的氫原氣與危防止別內部怪產生砌的氫目氣;然具有堤一個仆低電近阻的柱遠供船電回承路;貧能承漠受敷雙設與華回收竹時的張力;使腳用壽數(shù)命一宅般要仰求在25年以返上。典型好海底鐵光纜塔的結具構解域析1聚乙遭烯層2聚酯賺樹酯柿或瀝才青層3鋼絞華線層4鋁制維防水園層5聚碳呈酸酯局層6銅管嫂或鋁綁管7石蠟逢,烷據烴層8光纖驢束海底粉光纜高的鋪僅設海底遮電纜郵工程狡被世償界各傷國公啟認為庸復雜框困難紡的大孩型工程。在固淺海之,如躁水深伸小于20艷0米的罩海域欠纜線月采用倚埋設夢,而碧在深罵海則爺采用珍敷設泉。水怠力噴邊射式籮埋設置是主那要的隨埋設噸方法扁。埋賊設設腎備的笨底部眨有幾厲排噴錫水孔概,平跳行分災布于觀兩側蛾,作靠業(yè)時品,每柄個孔框同時們向海費底噴納射出熟高壓彼水柱耗,將轟海底畢泥沙隔沖開斥,形暈成海秀纜溝晶;設共備上編部有佳一導晨纜孔且,用槳來引陪導電據纜(嫂光纜注)到邀海纜舟溝底寇部,堡由潮倚流將療沖溝宋自動趴填平開。埋閃設設灑備由溉施工茂船拖辭曳前輩進,感并通糕過工作作
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