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一、光纤结构
光纤裸纤一般分为三层:中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5UM),中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125UM),最外是加强用的树脂涂层。
入射到到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径是不同的。
按光在光纤中的传输模式光可分为:单模光纤和多模光纤。多模光纤中心玻璃芯较粗(50或62.5
UM),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,而且随距率的增长会更加严重。单模光纤中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10UM),只能传一种模式的光。因此其摸间色散很小,适用于远程通信,但其色度色散起主要作用,这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要高。
二、光纤的种类
按最佳传输频率窗口分:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。常规型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上,如1300
μm。色散位移型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上,如:1300μm和1550μm。按折射率分布情况分:突变型和渐变型光纤。突变型:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低,模间色散高。适用于短途低速通讯,如:工控。但单模光纤由于模间色散很小,所以单模光纤都采用突变型。渐变型光纤:光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小,可使高模光按正弦形式传播,这能减少模间色散,提高光纤带宽,增加传输距离,但成本较高,现在的多模光纤多为渐变型光纤。常用光纤规格:单模:
8/125μm, 9/125μm , 10/125μm多模: 50/125μm
欧洲标准62.5/125μm
美国标准工业,医疗和低速网络: 100/140μm,
200/230μm塑料: 98/1000μm 用于汽车控制。
三、光纤制造与衰减
光纤制造:现在光纤制造方法主要有:管内CVD(化学汽相沉积)法,棒内CVD法,PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法.光纤的衰减:造成光纤衰减的主要因素有:
本征,弯曲,挤压,杂质,不均匀和对接等。本征:
是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。弯曲:
光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。挤压:
光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。杂质:
光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。不均匀:
光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。对接:
光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。
四、光纤的优点
光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。
无中继段长.几十到100多公里,铜线只有几百米。
不受电磁场和电磁辐射的影响。
重量轻,体积小。例如:通2万1千话路的900对双绞线,其直径为3英寸,重量8
吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆直径为0.5英寸,重量450P/KM。
光纤通讯不带电,使用安全可用于易燃,易暴场所。
使用环境温度范围宽。
化学腐蚀,使用寿命长。
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