2.1光纖的結構和分類光纖通信
(1)纖芯:纖芯位於光纖的中心部位。
單模光纖的纖芯為8um~10um,多模光纖的纖芯為50,62.5um。
纖芯的成分是高純度SiO2,摻有極少量的摻雜劑(如GeO2,P2O5),其用是適當提高纖芯對光的折射率(nl),用於傳輸光信號。
(2)包層:包層位於纖芯的周圍。
直徑d=125um,其成分也是含有極少量摻雜劑的高純度SiO2。而摻雜劑(如B2O3)的作用則是適當降低包層對光的折射率(n),使之略低於纖芯的折射率,即n>2,它使得光信號封閉在纖芯中傳輸。
1.折射和折射率
光線在不同的介質中以不同的速度傳播,描述介質的這一特征的參數就是折射率,或稱折射指數。如果是光在某種介質中的速度,c是光在真空中的速度,那么折射率可由下式確定:n=dv
(3)塗覆層:光纖的最外層為塗覆層,包括一次塗覆層,緩沖層和二次塗覆層。
一次塗覆層一般使用內烯酸酯、有機硅或硅橡膠材料:
緩沖層一般為性能良好的填充油膏;二次塗覆層般多用聚丙烯或尼龍等高聚物。
塗覆的作用是保護光纖不受水汽侵蝕和機械擦傷,同時又增加了光纖的機械強度與可彎曲性,起着延長光纖壽命的作用。塗覆后的光纖其外徑約1.5mm。由纖芯和包層組成的光纖稱之為裸纖,它的強度、柔韌性較差,在裸纖從高溫爐拉出后2秒內進行塗覆,經過塗覆后的光纖才能制成光纜,滿足通信傳輸的要求。
2.1.2光纖的分類
1.按傳輸波長分類
短波長光纖的波長為0.85um(0.8~0.9um)。長波長光纖的波長為1.3~1.6um,
主要有1.31um和1.55um兩個窗口。
波長為0.85um的多模光纖主要用於短距離市話中繼線路或專用通信網等線路。
長波長光纖主要用於干線傳輸。
階躍型=突變型
3.按套塑結構分類
緊套光纖就是在一次塗覆的光纖上再緊緊地會上一層尼龍或聚乙烯等塑料套管,光纖在套管內不能自由活動。
松套光纖,就是在光纖塗覆層外面再套上一層塑料套管,光纖可以在套管中自由活動。
4.按傳輸模式分類
(1)多模光纖
光纖中傳輸多種模式時,這種光纖被稱為多模光纖。由於多模光纖的纖芯直徑較粗,既可以采用階躍折射率分布,也可以采用漸變折射率分布,目前多采用后者。
(2)單模光纖
光纖中只傳輸一種模式(基模),其余的高次模全部截止,這種光纖被稱為單模光纖。
5.按光纖的材料分類
(1)石英玻璃光纖:以氧化硅為主要材料,適當添加改變折射率的材料制成。這種類型的光纖耐火性能高,損耗低,是目前應用最廣泛的光纖。
(2)多組分玻璃光纖:由二氧化硅、氧化鈉、氧化鈣等多組分玻璃材料組成。這種類型的光纖損耗較低,但可靠性較差。
(3)石英芯塑料包層光纖:纖芯材料是石英,包層用硅樹脂。
(4)塑料光纖:纖芯和包層均由塑料制成。這種類型的光纖價格便宜,但損耗較大,可靠性不高。
sinθc=n2/n1
全反射的條件是什么
兩個條件都滿足就組成了發生全反射的充要條件.
數值孔徑描述了光纖收光的能力的大小
討論標題: 角度大小滿足什么條件的子午光線才能進入階躍型多模光纖進行傳輸?
答:0<入射角<arcsin√n1²-n2²
單模光纖的傳輸條件
·除了主模以外,其它所有模式稱為高次模。
·第二個模式的歸一化截止頻率值是2.40483,它所對應的模式是LP11模,為第一高次模。
·因此,單模光纖的單模傳輸條件為:0<V<2.40483
4.光纖翹曲度
光纖翹曲度指在特定長度光纖上測量到的彎曲度,可用曲率半徑來表示彎曲度。
可以設想將光纖放在一個大平面上並伸出平面一些,伸出部分因光纖屬性(非重力)所自然形成的彎就是光纖翹曲,光纖翹曲度就是此彎曲的曲率半徑。翹曲度(即曲率半徑)數值越大,意味着光纖越直。
5.帶狀光纖的幾何特性
光纜網絡的迅速發展,使得大芯數光纜被更多地采用,對於大芯數光纜建設,采用帶狀光纜可以提高施工速度。
帶狀光纖通常由4、6、8、12、24芯塗覆光纖,采取紫外線固化粘結材料粘結成帶狀,通過粘結材料把帶狀光纖組合成陣列排列(如圖2-14所示)。接續時一般可以同時次性完成一個帶狀光纖的接續。