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光通信之光纤

发布日期:2018-06-06  

现代通信技术的快速发展跟光纤直接相关,在光纤没发明之前,人们传递信息主要靠电缆,电缆损耗大,传输距离短,传输速率低、材料造价高的特点使得通信只能局限到小范围、小容量、短距离的范畴,不能实现高速率的传输,光纤发明后,随着造价越来越低,已经在通信网中实现了基础网的重要作用,下面给大家介绍一下光纤。

光纤结构

光纤(Optical Fiber)是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝

纤芯折射率包层稍高,损耗包层更低,光能量主要在纤芯内传输。

包层为光的传输提供反射面光隔离,并起一定的机械保护作用。

纤芯包层折射率分别为n1和n2,光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。

光通信之光纤

光纤类型

光纤种类很多,这里只讨论作为信息传输波导用的由高纯度石英(SiO2)制成的光纤。

实用光纤主要有三种基本类型,

突变型多模光纤(Step-Index Fiber, SIF)

渐变型多模光纤(Graded-Index Fiber, GIF)

单模光纤(Single-Mode Fiber, SMF)

相对于单模光纤而言,突变型光纤渐变型光纤的纤芯直径都很大,可以容纳数百个模式,所以称为多模光纤


特种单模光纤 最有用的若干典型特种单模光纤的横截面结构和折射率分布如图,这些光纤的特征如下。 

双包层光纤

色散平坦光纤(DispersionFlattened Fiber, DFF)

色散移位光纤(DispersionShifted Fiber, DSF)

三角芯光纤 

椭圆芯光纤 双折射光纤偏振保持光纤


主要用途:

突变型多模光纤只能用于小容量短距离系统。

渐变型多模光纤适用于中等容量中等距离系统。

单模光纤用在大容量长距离的系统。

特种单模光纤大幅度提高光纤通信系统的水平

1.55μm色散移位光纤实现了10 Gb/s容量的100 km的超大容量超长距离系统。

色散平坦光纤适用于波分复用系统,这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。

三角芯光纤有效面积较大,有利于提高输入光纤的光功率,增加传输距离。

偏振保持光纤用在外差接收方式的相干光系统, 这种系统最大优点是提高接收灵敏度,增加传输距离。

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