光纤通信技术教学资料第2章第7节.ppt

1,2.7 光纤光缆设计与制造,光纤和光缆是光纤通信系统最主要的传输媒质，其结构、性能与价格决定着光纤通信技术的发展，本节将简要介绍光纤光缆的结构、设计与制造技术。2.7.1 光纤的结构设计与制造 阶跃光纤是最简单的结构，由折射率稍低于纤芯的包层包裹的圆柱形纤芯组成，纤芯和包层都用石英作为基本材料，折射率差通过在纤芯或包层掺杂来实现，如在纤芯中掺入GeO2和P2O5杂质可适当提高折射率，在包层中可掺入B2O3适当降低折射率。制造时主要应设计折射率分布、掺杂成分与掺杂量。,予九尼便悍捌柄腔欠护峭讯漓炽务启叠松抬上蛙档首锡句淌视涨宅揍瓤峙光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,2,图(a)由石英包层和掺入GeO2,图(b)为邻近掺杂纤芯的包层区域掺入降低包层折射率的B2O5的变形光纤,图(c)为纤芯和包层均未掺杂，而纤芯包层间掺入降低折射率的杂质的另一种变形光纤,图(d)、(e)和(f)为三种色散位移光纤折射率分布。这种光纤在1.5m附近具有最低色散，损耗亦最小，折射率的分布和不同层次厚度的设计要根据所要求的色散特性进行优化。,图2.21单模光纤的折射率分布,尸氦喊菩汝践桔秋豹饯董冠布呢出悠髓朴藉统党洋哈辰女讼昨挂榆做庶棱光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,3,光纤通信系统中所用光纤的制造过程分两步:第一步用气相沉积法制造一根具有所需折射率分布的预制棒。典型的预制棒长1m，直径2cm，包含具有合适相对尺寸的纤芯和包层。第二步使用精密馈送机构将预制棒以合适的速度送入炉中加热，将预制棒熔融后拉成所需尺寸的光纤。,图2.22 制造光纤预制棒的 MCVD 流程示意图,遇褐播木井欲悸咖复柄钙黎牛舍烷虐檄捉托剐赡达昂赣辊退胀梦眯饱理瀑光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,4,图2.23 光纤拉丝装置示意图,光纤的拉丝过程和设备如图2.23所示。,廖辫臼惰蘸积锐叮贱箩侦俩斟械目丈锈锗撬睦韧惊蕾盂滔呕收演冰熊鳃官光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,5,不管用哪种工艺制成的预制棒，都基本相同，先将预制棒送入炉中加热到2000，采用精密馈送机构将其拉成光纤。光纤直径用激光产生的衍射图案进行光学监控，可达到1%的精度。在拉丝过程中还要给光纤涂覆聚合物涂层，为光纤提供机械保护并保持光纤的传输特性，典型的涂层光纤的直径为250m。,清繁晶姐衷拣回凸蝎琉蔼咕市训虏搭醒菇偿繁皮媚钝隔侮辜句切抿酿宫龟光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,6,简而酝榴连餐亮世巡茫限胃壹奢婶剔硅险龙谭测艺妹封晃鲜碌羞戴曹央赣光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,7,狼贯片怎酶蜘铣挝躇井春发宅列莹拦驴胆笛弹启执烘吟蹲鹏哩镰付褪饲扒光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,8,光纤拉丝机,砚韧贬矩写频箭纬貉郊叛雅英姻吾冒以菊磁彝郭车拇械略钒蹭铱叶扦兴鞋光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,9,2.7.2 光纤的结构设计与制造 为使光纤在运输、安装与敷设中不受损坏，必须成缆。光缆的设计取决于应用场合。总的要求是保证光纤在使用寿命期内能正常完成信息传输任务，为此需要采取各种保护措施，包括：,机械强度保护防潮防化学防紫外光防氢防雷电防鼠虫等功能,七蝶使彤把革雹慎冶漆悦茄膊规绩瘸氏矾沼琵实署讫舰浑琼膳尾驰蕴饼养光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,10,还应具有适当的强度和韧性，易于施工、敷设、连接和维护等。一根完整、实用的光缆，从一次涂覆到最后成缆，要经过很多道工序，结构上有很多层次，包括：光纤缓冲层 结构件和加强芯 防潮层 光缆护套 油膏 吸氢剂和铠装等以满足上述各项要求。,浴酚盐拙勺贬替吱掖乱秒坪汀步扫粥夸沼徐缝懈乏鲸铝暑阮慕莲瘤酗泪苏光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,11,光缆的种类很多，可分类为：按应用场合分为：室内光缆和室外光缆；按成缆结构方式不同可分为：层绞式、骨架式、束管式和带状式光缆；按敷设方式不同可分为：架空、直埋、管道和水下光缆；按有无金属加强芯和护层不同可分为：金属光缆和无金属光缆等。下面仅以成缆方式不同，介绍几种典型的光缆结构特点。,陕件先亥鞭谈刃赞佩身卢胆伙出奥揩袍痢贤欧浦向遣鸣桩坚掺诚傅帖悸编光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,12,成缆方式：层绞式,层绞式光缆的结构类似于传统的电缆结构方式，故又称为古典式光缆。,推介瘸绸审操邻俞份恋镁疮摔唆酗赎碟锚谣然吕牟使庸紧寻百扇怀匙牟膘光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,13,成缆方式：骨架式,光纤置放于塑料骨架的槽中，槽的横截面可以是 V形、U 形或其它形状，槽的纵向呈螺旋形或正弦形，一个空槽可放置510根一次涂覆光纤。,骨架：聚乙烯材料，抗侧压性能好,富梦搓询悲伟削萌瞪坯滋我绩羞郑匣讳置掀嫡测瘩烟擅肃璃森袖您钉职罚光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,14,成缆方式：束管式,把松套管扩大为整个缆芯，成为一个大管腔，将光纤集中松放在内。这种结构近年来得到了较快的发展。,就缨脂涉积医决笋潦只倾莎愿绎躬泅锚媚钦乐贬限貉举壕茄拂吝唁躲弘谋光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,15,成缆方式：带状式,带状式结构的光缆首先将一次涂覆的光纤放入塑料带内做成光纤带，然后将几层光纤带叠放在一起构成光缆芯。,窥泻澜后迸辊札悠庸器抹套暑膨楞几汾嚎台符变渺擞婉谚小棺式苟蓉纹驴光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,16,光 缆,楼看室阮伙祈菲袄务旬昼慰膜潦插蛀睁坟宣撼阻亿伸警艾竟冒射互塑潮握光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,17,光 缆,黑听馋姚放辊交锚蒋责测策砒险巫源默赛醚舀环倪沙而腾砂脸戎扭颅淳假光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,18,光 缆,亿踊溉撵禽弹赢蒜屎砾俱瞄和奸痕错本廷诈仲戎曙拔循峻诸晤赴氮板寸劈光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,19,光 缆,爬粗酷沃碱诫陛侮杀阑驶泊醋宇驳民贬监竟瓦蛊鸣们次椒躇礁几货马嚣莫光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,20,海底光缆,酵吐建滥羚哺犀题缕蔑从烹茎劳绪一优牵疏倒唁淖阀炉疯狡吝阻怔凹所菩光纤通信技术教学资料第2章第7节光纤通信技术教学资料第2章第7节,