光纤技术及工程应用

1.光纤的演进

1966-美籍华人高锟及Georgo.A.Hockham根据介质波导理论共同提出光纤通讯的概念.

1970-美国康宁公司首次研发出级射率光纤,同年贝尔实验室研发出发光器,正式拉开光纤通讯的序幕.

1972-原材质,制棒,抽丝的技术不断提升,衰减系数由原有的20dB/km降至4dB/km.

1976-美国西屋电气公司在亚特兰大成功进行世界第一个以45Mbit/s传输110km的光纤通讯网络的实验.

Today-光纤通讯由原有的45Mbit/s提升至目前的40Gbit/s.

2.光纤通讯的特点(与电缆及微波比较)

3.光纤基本结构

4.光纤的尺寸

5.光纤的材质

玻璃光纤——玻璃核心及玻璃纤衣(光纤的玻璃是非常纯的二氧化硅或溶解石英，再参杂其他化学原料，以达到所须的折射率，如锗或磷增加折射率，硼减少折射率)

胶套硅光纤——玻璃核心及塑料纤衣

塑料光纤——塑料核心及塑料纤衣

6.光纤的分类(以光纤的传播模态)

级射率多模(Step-Index multimode，阶跃型多模)

渐变折射率多模(graded Index multimode)

单模(Singlemode)

6.1.级射率多模光纤(Step-Index multimode，阶跃型多模光纤)

级射率多模光纤是最简单的型式,核心直径由10~970μm都有,包含玻璃,胶套硅光纤,塑料光纤结构,虽然级射率光纤在高带宽及低损耗上不是最有效,但是最广范被使用的光纤.

级射率多模光纤最大的缺点是因光纤不同模态的路径长度变化造成的模间色散.

级射率多模光纤的模间色散为15~30ns/km

6.2.渐变折射率多模光纤

渐变折射率多模光纤是减少模间色散的另一种方式,核心有无数中心层玻璃,类似树木的年轮,由中心轴核心向外每一连续层有较低的折射率.

渐变折射率多模光纤的模间色散为1ns/km或更少

6.3.单模光纤

另一种减少模间色散的方式是减少核心的直径,直到光纤仅能有效地传送一个模态,单模光纤有一个非常小的核心直径仅5~10μm,标准的纤衣直径为125 μ m.

7.典型光纤物理特性

8.发光器的种类

9.光缆基本结构

10.光缆缓冲层

11.加强工件

加强工件是加机械强度至光纤,在施工期间及之后,支使张力及压力应用到光缆,使光纤不受到伤害,主要的加强工件如下:

Kevlar芳族聚硫安氨纤维

钢铁

玻璃纤维环氧树脂棒(FRP)

12.光缆披覆

披覆类似电线隔离,提供保护免于磨损,油气,酸,碱,溶剂等等影响选择披覆的材料,依据不同环境影响所要求的抵抗程度及价格而定.

室内光缆 　　　　　 室外光缆

13.ISO/EN OPTICAL LINK PARAMETERS

OPTICAL POWER BUDGET CAMPUS BACKBONE

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