2022年常用光纤的种类及规格 2.pdf

光纤的种类很多，分类方法也是各种各样的。从材料角度分按照制造光纤所用的材料分类，有石英系光纤、 多组分玻璃光纤、 塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤等。塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃） 制成的。 它的特点是制造成本低廉，相对来说芯径较大，与光源的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便。 但由于损耗较大，带宽较小， 这种光纤只适用于短距离低速率通信，如短距离计算机网链路、船舶内通信等。目前通信中普遍使用的是石英系光纤。按传输模式分按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤。多模光纤电缆容许不同光束于一条电缆上传输，由于多模光缆的芯径较大，故可使用较为廉宜的偶合器及接线器，多模光缆的光纤直径为50 至 100 米。基本上有两种多模光缆，一种是梯度型（graded）另一种是引导型（stepped） ，对于梯度型（graded）光缆来说，芯的折光系数（refraction index) 于芯的外围最小而逐渐向中心点不断增加，从而减少讯号的振模色散，而对引导型（SteppedInder）光缆来说，折光系数基本上是平均不变，而只有在色层（cladding）表面上才会突然降低引导型（stepped）光缆一般较梯度型（ graded）光缆的频宽为低。在网络应用上，最受欢迎的多模光缆为62.5/125 米，62.5/125 米意指光缆芯径为62.5米而色层（cladding） 直径为 125 米， 其他较为普通的为50/125及 100/140。相对于双绞线，多模光纤能够支持较长的传输距离，在10mbps 及 100mbps 的以太网中，多模光纤最长可支持2000 米的传输距离，而于1GpS 千兆网中，多模光纤最高可支持550 米的传输距离。业界一般认为当传输距离超过295 尺，电磁干扰非常严重，或频宽需要超过350MHz ，那便应考虑采用多模光纤代替双绞线作为传输载体。多模光纤的纤芯直径为5062.5m，包层外直径125m，单模光纤的纤芯直径为8.3m，包层外直径125m。光纤的工作波长有短波长0.85m、长波长1.31 m 和 1.55m。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85m 的损耗为 2.5dB/km,1.31 m 的损耗为0.35dB/km ，1.55m 的损耗为0.20dB/km ，这是光纤的最低损耗，波长1.65m 以上的损耗趋向加大。由于 OH的吸收作用，0.901.30m 和 1.341.52m 范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。80 年代起，倾向于多用单模光纤，而且先用长波长1.31m。多模光纤多模光纤 (Multi Mode Fiber) ：中心玻璃芯较粗(50 或 62.5m)，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，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM 时则只有300MB 的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。单模光纤单模光纤 (Single Mode Fiber) ：中心玻璃芯很细(芯径一般为9 或 10m)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，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，稳定性要好。后来又发现在1.31m 波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在 1.31m 波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31m 处正好名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 3 页 - - - - - - - - - 是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31m 波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1.31m 常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟 ITU T 在 G652 建议中确定的，因此这种光纤又称G652 光纤。最佳传输窗口为依据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1300m。色散位移型： 光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300m 和1550m。我们知道单模光纤没有模式色散所以具有很高的带宽，那么如果让单模光纤工作在1.55m 波长区， 不就可以实现高带宽、低损耗传输了吗？但是实际上并不是这么简单。常规单模光纤在1.31m 处的色散比在1.55m 处色散小得多。这种光纤如工作在1.55m 波长区，虽然损耗较低，但由于色散较大，仍会给高速光通信系统造成严重影响。因此，这种光纤仍然不是理想的传输媒介。为了使光纤较好地工作在1.55m 处，人们设计出一种新的光纤，叫做色散位移光纤（DSF） 。这种光纤可以对色散进行补偿，使光纤的零色散点从1.31m 处移到 1.55m 附近。这种光纤又称为1.55m 零色散单模光纤，代号为G653。G653 光纤是单信道、 超高速传输的极好的传输媒介。现在这种光纤已用于通信干线网，特别是用于海缆通信类的超高速率、长中继距离的光纤通信系统中。色散位移光纤虽然用于单信道、超高速传输是很理想的传输媒介，但当它用于波分复用多信道传输时， 又会由于光纤的非线性效应而对传输的信号产生干扰。特别是在色散为零的波长附近，干扰尤为严重。为此，人们又研制了一种非零色散位移光纤即G655 光纤，将光纤的零色散点移到1.55m 工作区以外的1.60m 以后或在1.53m 以前，但在1.55m波长区内仍保持很低的色散。这种非零色散位移光纤不仅可用于现在的单信道、超高速传输，而且还可适应于将来用波分复用来扩容，是一种既满足当前需要，又兼顾将来发展的理想传输媒介。还有一种单模光纤是色散平坦型单模光纤。这种光纤在1.31m 到 1.55m 整个波段上的色散都很平坦，接近于零。 但是这种光纤的损耗难以降低，体现不出色散降低带来的优点，所以目前尚未进入实用化阶段。按折射率分布分按折射率分布情况分：阶跃型和渐变型光纤。阶跃型： 光纤的纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的，包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的，只有一个台阶， 所以称为阶跃型折射率多模光纤，简称阶跃光纤，也称突变光纤。这种光纤的传输模式很多，各种模式的传输路径不一样，经传输后到达终点的时间也不相同，因而产生时延差，使光脉冲受到展宽。所以这种光纤的模间色散高，传输频带不宽， 传输速率不能太高，用于通信不够理想，只适用于短途低速通讯，比如：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。这是研究开发较早的一种光纤，现在已逐渐被淘汰了。为了解决阶跃光纤存在的弊端，人们又研制、 开发了渐变折射率多模光纤，简称渐变光纤。渐变型光纤： 光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高次模的光按正弦形式传播，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。 渐变光纤的包层折射率分布与阶跃光纤一样，为均匀的。 渐变光纤的纤芯折射率中心最大， 沿纤芯半径方向逐渐减小。由于高次模和低次模的光线分别在不同的折射率名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 3 页 - - - - - - - - - 层界面上按折射定律产生折射，进入低折射率层中去，因此， 光的行进方向与光纤轴方向所形成的角度将逐渐变小。同样的过程不断发生，直至光在某一折射率层产生全反射，使光改变方向，朝中心较高的折射率层行进。这时，光的行进方向与光纤轴方向所构成的角度，在各折射率层中每折射一次，其值就增大一次，最后达到中心折射率最大的地方。在这以后。和上述完全相同的过程不断重复进行，由此实现了光波的传输。可以看出， 光在渐变光纤中会自觉地进行调整，从而最终到达目的地，这叫做自聚焦按工作波长分按光纤的工作波长分类，有短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。常用光纤规格单模：8/125m， 9/125m， 10/125m 多模：50/125m 欧洲标准62.5/125m 美国标准工业，医疗和低速网络：100/140m， 200/230m 塑料光纤：98/1000m 用于汽车控制。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 3 页 - - - - - - - - -