光纤及光缆基础知识培训.doc

光纤及光缆基础知识培训
目 录
光纤
光缆
光通信史
光纤通信原理
光纤的结构
光 纤
光纤的分类
光纤的基本参数
光纤的制造方法
光纤的演变
光通信史
广义的光通信：存在于我们的日常生活中，无处不在，无时不在。
－旅游、观光
－电影、电视
狭义的光通信：是指人类有意识地利用光作为传递信息的手段。
－古代的烽火台
－现代的交通信号灯、航海灯塔等等
光通信史
法国人Claude Chappe
第一个建立光电报系统。
6>1790
美国人
Alexander
Graham
Bell
发明了光 。
1880
人类发明了新的光源 ：激光。
1958
华裔科学家：高锟博士从理论上预言玻璃纤维是理想的光波导。
1966
康宁公司成功开发出衰减小于20dB/km的商用光纤。
1970
光通信史上的几个里程碑
??
f
10km
1km
100m
10m
1m
1cm
1dm
105m
100km
107m
0
10Hz
100Hz
1k
10k
100k
1M
10M
100M
1G
10G
1cm
100??m
1mm
10??m
100nm
1??m
10nm
1nm
100pm
10pm
1pm
10G
100G
1T
10T
100T
1015T
1017T
1016T
1019T
1018T
1020T
11>.6??m
1.5??m
1.3??m
1.4??m
1.1??m
1.2??m
1??m
900nm
800nm
700nm
500nm
600nm
400nm
红外线
紫外线
X射线
伽玛射线
光纤应用范围
无线电
电视
卫星
LW
KW
MW
UKW
dm
cm
高频
微波
低频
交流电
直流电
微波
可见光
光纤通信原理
光纤通信原理
光
信
号
发 射
接 收
接 收
发 射
通信系统的原理框图
传输线路
光
光
光
光
信号处理
信号处理
光纤通信原理
线路中继
线路中继
传输线路的基本组成
传输介质
传输介质
传输介质
传输介质
线路中继
光纤通信原理
入射光线
反射光线
入射光线
??1
??1=??2
传输介质：光纤
光的反射和折射定律
光在传输过程中，在两种不同的传输介质的界面将产生以下行为：
一部分入射光将被反射 一部分入射光将进入第二种介质，产生折射
介质1
折射率n1
介质2
折射率n2
??2
n1·Sin??1=n2·Sin??2
介质1
折射率n1
介质2
折射率n2
??1
??2
折射光线
光纤通信原理
折射率 n＝光在真空中的传播速度/光在该介质中的传播速度
全反射：
当n1>n2时，随着入射角的不断增加，当入射角达到某一值时，折射角达到90oC，我们把此时的入射角称为临界角??0 。当入射角大于临界角时，将发生全反射。
介质1
介质2
根据折射定律，我们可以求出临界角，此时??2＝90o。即
n1·Sin??0=n2·Sin90o
所以 Sin??0=n2/n1
光纤通信原理
传输介质：光纤
??
包层 n2
纤芯 n1
包层 n2
光纤通信正是利用了全反射原理，当光的注入角满足一定条件时，光便能在光纤(光波导)内形成全反射，从而达到长距离传输的目的。
光纤中心轴线
??0
90- ??0
空气 n0 ?? 1
传输介质：光纤
光纤通信原理
包 层
光纤的结构
纤芯
涂
层
按材料分类：
二氧化硅系光纤
多组份光纤
塑料光纤
光纤的分类
用于通信，如：光缆
用于传感器，如：光纤陀螺
用于传输图像，如：内窥镜
其它用途，如用于传输能量
按用途分类：
光纤的分类