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一级建造师考点:1L411081 掌握单模和多模光纤的

浏览次数: 日期:2018-06-21 17:03

  对于渐变折射率光纤,由于在其界面上折射率是连续变化的,轴中心的折射率最大,沿纤芯半径方向折射率按抛物线规律减小,在纤芯边缘的折射率最小,因此光波在纤芯中产生连续折射,形成穿过光纤轴线的类似于正弦波的光折射线,引导光波沿纤芯向前传播。

  它由单根玻璃纤芯、紧靠纤芯的包层、一次涂覆层以及套塑保护层组成。(光纤呈圆柱形,由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。)

  当然,在光纤通信系统中还存在非光纤自身原因的一些损耗,包括连接损耗、弯曲损耗和微弯损耗等。这些损耗的大小将直接影响光纤传输距离的长短和中继距离的选择。

  ①非零色散光纤实质上是一种改进的色散位移光纤,其零色散波长不在1. 55m,而是在1. 525m或1. 585m处。

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  ①零色散波长在1310nm附近。既可以使用在1310nm波长区域,也可以使用在1550nm波长区域。最佳工作波长在1310nm区域。

  产生的原因是光脉冲信号的不同频率成分、不同模式,在传输时因速度不同,到达终点所用的时间不同而引起的波形畸变。

  当光纤的几何尺寸较小,与光波长在同一数量级,如芯径在4~10m范围,光纤只允许一种模式(基模)在其中传播,其余的高次模全部截止,这样的光纤称为单模光纤。单模光纤避免了模式色散,适用于大容量长距离传输。

  光纤损耗系数随着波长而变化,为获得低损耗特性,光纤通信选用波长范围在800 ~1800nm,并称850nm(800~900nm)为短波长波段;1300~1600nm为长波长波段,主要有1310nm和1550nm两个窗口。实用的低损耗波长是:第一代系统,波长850nm,最低损耗2. 5dB/km,分贝(dB)采用石英多模光纤;第二代系统,波长1310nm,最低损耗0. 27dB/km,采用石英单模最低色散光纤;第三代系统,波长1550nm,最低损耗0.16dB/km,金世豪娱乐反水多采用石英单模最低损耗与适应色散光纤。上述三个波长称为三个工作窗口。

  当光纤的几何尺寸远大于光波波长时(约lm),光纤传输的过程中会存在一着几十种乃至上百种传输模式,这样的光纤称为多模光纤。

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  色散位移光纤在1.55m色散为零,不利于多信道的WDM传输,用的信道数较多时,信道间距较小,这时就会发生四波混频(FWM)导致信道间发生串扰。如果光纤线路的色散为零,FWM(四波混频)的干扰就会十分严重;如有微量色散,FWN干扰反而还会减少。

  涂覆层的作用:是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤,同时增加光纤的机械强度与可弯曲性,起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤外径约2. 5 mm 。

  掺杂剂(如三氧化二硼)的作用:适当降低包层对光的折射率,使之略低于纤芯的折射率,即纤芯的折射率大于包层的折射率(这是光纤结构的关键),它使得光信号封闭在纤芯中传输。

  对于阶跃折射率光纤,由于纤芯和包层的折射率分布有明显的分界,光波在纤芯和包层界面的交界面形成全反射,并且形成锯齿形传输途径,引导光纤芯向前传播。

  直径:在4~50m,单模光纤的纤芯直径为4~10m ,多模光纤的纤芯直径为50m。纤芯的成分:含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅(如二氧化锗,五氧化二磷)作用是适当提高纤芯对光的折射率,用于传输光信号。

  由于不同的传播模式具有不同的传播速度与相位,因此,经过长距离传输会产生模式色散(经过长距离传输后,会产生时延差,导致光脉冲变宽)。模式色散会使多模光纤的带宽边窄,降低传输容量,因此,多模光纤只适用于低速率、短距离的光纤通信,目前数据通信局域网大量采用多模光纤。

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