光纖技術(shù)及工程應(yīng)用

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1.光纖的演進(jìn)

1966-美籍華人高錕及Georgo.A.Hockham根據(jù)介質(zhì)波導(dǎo)理論共同提出光纖通訊的概念.

1970-美國康寧公司首次研發(fā)出級射率光纖,同年貝爾實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出發(fā)光器,正式拉開光纖通訊的序幕.

1972-原材質(zhì),制棒,抽絲的技術(shù)不斷提升,衰減系數(shù)由原有的20dB/km降至4dB/km.

1976-美國西屋電氣公司在亞特蘭大成功進(jìn)行世界第一個以45Mbit/s傳輸110km的光纖通訊網(wǎng)絡(luò)的實(shí)驗(yàn).

Today-光纖通訊由原有的45Mbit/s提升至目前的40Gbit/s.

2.光纖通訊的特點(diǎn)(與電纜及微波比較)

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

高帶寬,通訊量大

衰減小,傳輸距離遠(yuǎn)

信號串音小,傳輸質(zhì)量高

抗電磁干擾,保密性高

光纖尺寸小,重量輕,

便于敷設(shè)及搬運(yùn)原料

信息充裕

光纖彎曲半徑不宜過小

光纖終端處理不易

分路及藕合操作繁瑣

3.光纖基本結(jié)構(gòu)

4.光纖的尺寸

5.光纖的材質(zhì)

玻璃光纖——玻璃核心及玻璃纖衣(光纖的玻璃是非常純的二氧化硅或溶解石英，再參雜其他化學(xué)原料，以達(dá)到所須的折射率，如鍺或磷增加折射率，硼減少折射率)

膠套硅光纖——玻璃核心及塑料纖衣

塑料光纖——塑料核心及塑料纖衣

6.光纖的分類(以光纖的傳播模態(tài))

級射率多模(Step-Index multimode，階躍型多模)

漸變折射率多模(graded Index multimode)

單模(Singlemode)

6.1.級射率多模光纖(Step-Index multimode，階躍型多模光纖)

級射率多模光纖是最簡單的型式,核心直徑由10~970μm都有,包含玻璃,膠套硅光纖,塑料光纖結(jié)構(gòu),雖然級射率光纖在高帶寬及低損耗上不是最有效,但是最廣范被使用的光纖.

級射率多模光纖最大的缺點(diǎn)是因光纖不同模態(tài)的路徑長度變化造成的模間色散.

級射率多模光纖的模間色散為15~30ns/km

6.2.漸變折射率多模光纖

漸變折射率多模光纖是減少模間色散的另一種方式,核心有無數(shù)中心層玻璃,類似樹木的年輪,由中心軸核心向外每一連續(xù)層有較低的折射率.

漸變折射率多模光纖的模間色散為1ns/km或更少

6.3.單模光纖

另一種減少模間色散的方式是減少核心的直徑,直到光纖僅能有效地傳送一個模態(tài),單模光纖有一個非常小的核心直徑僅5~10μm,標(biāo)準(zhǔn)的纖衣直徑為125 μ m.

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