《光纤基本知识》PPT课件.ppt

光纤基本知识,光通信发展简史,2000多年前烽火台灯光、旗语1880年光电话无线光通信1970年光纤通信,光纤通信发展史,1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续工作的半导体激光器。1970年康宁公司的卡普隆(Kapron)之作出损耗为20dB/km光纤。1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。,为什么要使用光缆？,传输安全,不会产生：电磁脉冲辐射或任何可以探测到的能量,抑制噪声,光纤是绝缘体不受下列因素影响：电磁波闪电辐射噪声相邻电缆,体积小,光缆与铜导线相比光缆：0.9厘米(12芯光纤)铜导线：2.5厘米(900芯双绞线),重量轻,光缆比铜缆12芯光缆60公斤/公里900芯双绞线铜缆726公斤/公里,高带宽,光纤带宽：无限理论传输率：50,000,000,000 bps（500亿位/秒）,长距离传输,很少或不需要中继器传输性能好长距离传输,不会报废,扩充能力 无需更换光缆系统可以升级光学性能或电性能,故障检测容易,光缆很容易检测光缆很容易隔离故障源电光缆,安全,光缆属于玻璃不携带电流不产生热火花在爆炸危险场合十分理想,缺点,人们认为光缆太新人们对不知道的东西总有些担心人们不熟悉技术成本问题,光,光是一种电磁能量光以每秒30万公里的速度穿行光在光缆中额定穿行速度为每秒20万公里人们以波长来描述光 可见光350nm750nm光纤通信所用的波长 8001600nm,光的基本知识,n1,n2,n1n2,1,2,3,入射,折射,反射,视觉位置,实际位置,空气,水,光的基本知识,产生全反射的两个条件：一、光必须从折射率大的介质射入折射率小的介质；二、入射角必须大于临界角。,光纤的结构,多模光缆,62.5微米最为常用典型距离为8公里用于:闭路电视广播数据传输带宽为50-500 MHz-km,单模光缆,无限带宽8 至 10 微米典型距离超过8公里用于:长途通讯长途电视信号传输长途多路广播长途数据传输比电传输更便宜,外径一般为125um(一根头发平均100um)内径：单模9um 多模50/62.5um,光纤的尺寸,光纤通信中常用单位的定义：dB=10 log10(Pout/Pin)Pout:输出功率;Pin:输入功率,光纤的分类,按材料分类：玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输距离长，成本高；胶套硅光纤：纤芯是玻璃，包层为塑料，特性同玻璃光纤差不多，成本较低；塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输距离很短，价格很低。多用于家电、音响，以及短距的图像传输。,典型的光缆,常见规格：玻璃内芯50um缓变型MMF 62.5um缓变/增强型MMF 8.3um突变型SMF 玻璃包层125um,常用连接器类型,常用连接器类型,FC Type,SC Type,SC2 Type,FDD Type,散射损耗,由于下列原因，光信号会损耗:光缆中的分子不均匀光缆的光学纯度不高,吸收损耗,光缆中的杂质会吸收光的能量,弯曲损耗,光缆内核与覆层之间的不均匀会引起如图所示的损耗,弯曲损耗,光纤的弯曲会造成损耗光穿越叠层,接合类型,耦合接合 2个连接器配对溶化接合以溶化处理方式接合机械接合使用机械工具接合,施工要求,建筑与建筑群综合布线系统工程设计与验收规范（GB/T50311,GB/T50312）要求：“光缆的弯曲半径应至少为光缆外径的15倍”,光纤分布式数字接口环形网特例（FDDIFiber Distributed Data Interface）类似802.5，一种典型的高速环行网络。1982年10月，美国国家标准化协会（ANSI）成立X397.5委员会制定标准，93年为ISO采纳（ISO 9314系列）为获得方便、高速、可靠的效果，FDDI借鉴802.5标准，采用双环光纤构建。,FDDI具有高速的特征：传输媒体：多模光纤或单模光纤（数字信道）；传输编码：4b/5b+NRZI（交替不归0）编码中携带同步信号；降低组建网络的成本；传输速率：100Mbps传输距离：单段小于2km（多模）或100km（单模）环路长度：小于200km；附接站点数：小于1000个,用5位(5b)的符号表示4位(4b)的信息(数据)采用不归0交替编码(NRZI)表示这5位符号。要求每个符号中至少应有2个以上的“1”比特（跃变）出现，例：0010-01001，0110-01110，1100-11010 1000-10010,0000-11110,4b/5b编码光纤应用，降低成本,