《光纤基本知识》PPT课件.ppt

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1、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？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

2、)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

3、8001600nm光的基本知识n1n2n1 n2n1n2临界角临界角900临界角临界角n1n2全反射全反射入射角入射角=反射角反射角12产生全反射的两个条件：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、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。入射角必须大于临界角。光纤的结构纤芯纤芯包层包层保护套保护套多模光缆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 外径一般为外径

4、一般为125um(一根头发平均一根头发平均100um)内径：单模内径：单模9um 多模多模50/62.5um12595012562.5125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。典型的光缆典型的光缆玻璃封套玻璃封套塑料外套塑料外套玻璃内芯玻璃内芯单芯光缆单芯光缆单芯光缆单芯光

5、缆多芯光缆多芯光缆多芯光缆多芯光缆玻璃内芯玻璃内芯塑料外套塑料外套玻璃封套玻璃封套外壳外壳常见规格：玻璃内芯常见规格：玻璃内芯50um缓变型缓变型MMF 62.5um缓变缓变/增强型增强型MMF 8.3um突变型突变型SMF 玻璃包层玻璃包层125um常用连接器类型SC LC MT-RJ DSC VF-45 Opti-Jack常用连接器类型FC TypeSC TypeSC2 TypeFDD 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

6、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”未清洁的连接头用手指“清洁”的连接头用衣服袖子“清洁”的连接头使用IDEAL清洁工具清洁后的连接头光纤分布式数字接口光纤分布式数字接口环形网特例环形网特例（FDDIFiber Distributed Data InterfaceFDDIFiber Distributed Data Interface）类似类似802.5802.5，一种典型的高速环行网络。，一种典型的高速环行

7、网络。19821982年年1010月，美国国家标准化协会（月，美国国家标准化协会（ANSIANSI）成立）成立X397.5X397.5委员会制定委员会制定标准，标准，9393年为年为ISOISO采纳（采纳（ISO 9314ISO 9314系列）系列）为获得方便、高速、可靠的效果，为获得方便、高速、可靠的效果，FDDIFDDI借鉴借鉴802.5802.5标准，采用双环标准，采用双环光纤构建。光纤构建。FDDI外环内环光纤集中器结点FDDIFDDI具有高速的特征：具有高速的特征：传输媒体：传输媒体：多模光纤多模光纤或单模光纤（数字信道）；或单模光纤（数字信道）；传输编码：传输编码：4b/5b+NR

8、ZI4b/5b+NRZI（交替不归（交替不归0 0）编码中携带同步信号；编码中携带同步信号；降低组建网络的成本；降低组建网络的成本；传输速率：传输速率：100Mbps100Mbps传输距离：单段小于传输距离：单段小于2km2km（多模）（多模）或或100km100km（单模）（单模）环路长度：小于环路长度：小于200km200km；附接站点数：小于附接站点数：小于10001000个个用用5 5位位(5b)(5b)的符号表示的符号表示4 4位位(4b)(4b)的信息的信息(数据数据)采用不归采用不归0 0交替编码交替编码(NRZI)(NRZI)表示这表示这5 5位符号。位符号。要求每个符号中至少应有要求每个符号中至少应有2 2个以上的个以上的“1”“1”比特比特 （跃变）出现，（跃变）出现，例：例：0010-010010010-01001，0110-01110 0110-01110，1100-11010 1100-11010 1000-10010,0000-11110 1000-10010,0000-11110 信息输入信息输入 0100 0100 （高位在先）（高位在先）4b/5b4b/5b1001010010NRZINRZI发往信道发往信道 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0码转换码转换通信编码通信编码 4b/5b4b/5b编码编码光纤应用，降低成本光纤应用，降低成本