光纤通信系统,就是利用光纤来传输携带信息的光波,以达到通信的目的。
态路小课堂丨光纤基础知识
光纤通信的特点
l 传输频带宽,通信容量大;
l 传输衰减小,传输距离远;
l 抗电磁干扰,保密性能好;
l 适应能力强;
l 耐腐蚀;
l 体积小、重量轻,便于运输和敷设;
l 原材料来源丰富、价格低廉。
缺点
l 光纤弯曲半径不宜过小;
l 光纤的切断和连接操作技术要求较高;
l 分路、耦合操作繁。
光纤通信—光纤
光纤是光导纤维(OPTIC FIBER)的简写,是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具。
目前通信用的光纤,基本上是石英系光纤,其主要成分是高纯度石英玻璃,即二氧化硅(SiO2) 。
光纤结构
光纤裸纤一般分为三层:纤芯、包层、涂覆层。
态路小课堂丨光纤基础知识
态路小课堂丨光纤基础知识
全反射原理:
若使光束从光密媒质射向光疏媒质时,则折射角大于入射角。
态路小课堂丨光纤基础知识
光波在光纤中实现全反射的条件是:
光纤纤芯的折射率大于光纤包层的折射率(n1 >n2);
进入光纤的光线向纤芯-包层界面入射时,入射角应该大于临界角。
态路小课堂丨光纤基础知识
 光纤就是利用这种全反射来传输光信号的。
光纤分类
 按光纤的材料分:石英光纤、复合光纤、塑料光纤等。
按光纤剖面折射率分布分:
阶跃(SI)型光纤:在纤芯与包层区域内,折射率的分布分别是均匀的,分别为n1和n2,在纤芯与包层的边界处,其折射率的变化是阶跃的(n2<n1)。带宽较窄,适用于小容量短距离通信。
态路小课堂丨光纤基础知识
态路小课堂丨光纤基础知识
渐变(GI)型光纤:光纤轴心处的折射率最大(n1),但随横截面径向的增加而逐渐减小,到纤芯与包层的边界处,正好降到与包层区域的折射率n2。带宽较宽,适中距离通信使用。
态路小课堂丨光纤基础知识
 按传输的模式分:
多模光纤(MMF,multimode fiber):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,所以在短距离通信领域中更受重视。
单模光纤(SMF,single-mode fiber):只能传一种模式的光,因此其模间色散很小,目前在有线电视和光通信中应用最为广泛。
态路小课堂丨光纤基础知识
按ITU-T建议分:G.651(渐变型多模块光纤)、G.652(普通单模光纤)、G.653(色散位移光纤)、G.654(1550nm性能最佳光纤)、G.655光纤(非零色散位移光纤)。
态路小课堂丨光纤基础知识
光纤传输特性
产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散,影响光纤传输距离的主要原因是损耗。损耗和色散是光纤最重要的传输特性。
光纤损耗
光纤损耗所谓损耗是指光纤每单位长度上的衰减,单位为dB/km。光纤损耗的高低直接影响传输距离或中继站间隔距离的远近,主要包括以下几种:
态路小课堂丨光纤基础知识
光纤损耗图:
态路小课堂丨光纤基础知识
光纤色散(Dispersion)
信号在光纤中是由不同频率成分和不同模式成分携带的,因而速度不同,经过光纤传输一段距离后,不同成分之间出现时延差,引起传输信号波形失真,脉冲展宽,从而产生码间干扰。主要包括以下几种:
模式色散:在多模光纤中,各个模式走不同的路径,高阶模走的路程长,低阶模走的路程短,因此到达光纤终端的时间先后不同,造成脉冲展宽。限于多模光纤(由于信号不是单一模式)。
态路小课堂丨光纤基础知识
材料色散:(多模和单模光纤均有)因同一模式内不同波长的光波的传播速度不同,从而产生脉冲展宽,引起材料色散。
态路小课堂丨光纤基础知识
波导色散:一般限于单模光纤(由于信号不是单一频率)
如果信号是模拟调制,色散限制带宽(Bandwith);
如果信号是数字脉冲,色散产生脉冲展宽(Pulse Brodaening)。
单模光纤在1310nm附近色散为0,色散位移光纤即是将1色散波长从1310nm移到1550nm。
光波划分

态路小课堂丨光纤基础知识