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1、光纤通信技术与应用1内容光纤光栅技术与应用Part 1 光纤（Optical Fiber）及光通信技术简介Part 2 光纤光栅（Optical Fiber Grating）Part 3 光纤光栅的应用内 容2Part 1 光纤及光通信技术简介3通信波段划分及相应传输媒介 频频率 Hz 10110710210610310510410410510310610210710110810010910-1101010-2101110-3101210-4101310-5101410-61015自由空间间波长长（m）电电力、电话电话无线电线电 、电视电视微波红红外可见见光双铰线铰线同轴电缆轴电缆光纤纤卫卫星
2、/微波AM无线电线电FM无线电线电频段 划分传 输 介 质电磁波谱的划分光纤通信技术与应用4光纤及光通信技术简介光纤通信技术与应用n光通信 用光波载运信息，实现通信n光纤通信 以光波载运信息，用光纤作传输媒体，实现通信n光纤通信的优点 J频带宽、信息容量大 J传输损耗低、无中继距离远 J材料丰富 J抗电磁干扰 J光纤间串话小，保密性好 J耐腐蚀、耐高压 J体积小、质量轻5光通信的发展光纤通信技术与应用光通信的发展过程雏形：古代烽火、手旗、灯光潜望镜原理光波导之雏形6光纤基本理论光纤通信技术与应用菲涅耳定律：n1sin1=n2sin2n1n2n1n221结论：若要实现全反射，则必须有n1n27光
3、纤基本理论光纤通信技术与应用max=arcsin(NA)n1n28可见，光纤的数值孔径（NA）仅取决于 纤芯的折射率的大小及包层相对折射率差， 而于光纤的直径无关。标准多模光纤的NA公称值一般为0.2，对 应的孔径角约为11.5。标准单模光纤的NA公称值一般为0.1 0.15，对应的孔径角约为5.78.6。光纤基本理论光纤通信技术与应用9光纤结构纤 芯包 层涂敷层护 套光纤结构光纤通信技术与应用单模光纤内径：9m多模光纤内径：50m外径：125m尺寸规格：10光纤结构光纤通信技术与应用两种常用光纤的结构及其折射率分布11机械手 Mechanical handleCapstan对中卡头Three
4、-jaw chuckModified Chemical Vapor Deposition高温炉Graphite furnace 测温仪 Pyro meter 分离及沉积处理Separate deposition 测径仪 Fiber diameter Gauge 空气净化系统 Clear Air System 机械手 Mechanical handle 涂杯 Coat cup 对中 ition center control 光固化 vioiet Curing System涂杯 Coat cup 对中 ition center control 光固化Ultravioiet Curing Syste
5、m对中 ition center control 热固化Ultravioiet Curing System 涂杯 Coat cup 对中 ition center control 热固化Ultravioiet Curing System气相色谱 VaporPhase chromatogrameter基 座高温 炉配重排除尾气12光缆构成光纤通信技术与应用常用光缆的典型构成13国外光纤技术发展情况光纤技术发展概况光纤通信技术与应用 20世纪60年代中期，所研制的最好的光纤损耗在400dB以上 1966年英国标准电信研究所高锟及Hockham从理论上预言光纤 损耗可降至20dB/km以下 日本于1
6、969年研制出第一根通信用光纤损耗为100dB/km 1970年康宁公司（Corning）采用“粉末法”先后获得了损耗低于 20dB/km和4dB/km的低损耗石英光纤 1974年贝尔实验室（Bell）采用改进的化学汽相沉积法制出性能 优于康宁公司的光纤产品。 到1979年，掺锗石英光纤在1.55m处处的损损耗已经经降到0.2dB/km ，这这一数值值已经经十分接近由Rayleigh散射所决定的石英光纤纤理论论 损损耗极限 14光纤技术发展概况光纤通信技术与应用 19631963年年 开始光通信的研究开始光通信的研究 1977年，第一根短波长(0.85mm)阶跃型石英光纤问世，损耗为300dB
7、/km 1978年，阶跃光纤的衰减降至5dB/km。研制出短波长多模梯度光纤，即G.651光纤 1979年，研制出多模长波长光纤，衰减为1dB/km。建成5.7 km、8Mb/s光通信系统试验段 1980年 1300nm窗口衰减降至0.48dB/km，1550nm窗口衰减为0.29dB/km。 1981年多模光纤活动连接器进入实用 1984年 武汉、天津34Mb/s市话中继光传输系统工程建成(多模) 1990年，研制出G.652标准单模光纤，最小衰减达0.35dB/km1992年降至0.26dB/km国内现状151991年，研制出G.653色散位移光纤。最小衰减达0.22dB/km 1997年
8、，研制出G.655非零色散位移光纤 “六五”、“七五”、“八五”铺设“八纵八横”光纤线路总长约七万 公里光纤技术发展概况光纤通信技术与应用虽然光纤光缆的研制仅短短的虽然光纤光缆的研制仅短短的2020多年，其应用却多年，其应用却 已相当普遍。迄今，已敷设光缆长度超过已相当普遍。迄今，已敷设光缆长度超过100100万万kmkm， 光缆已敷设到世界屋脊西藏。生产光缆的厂家有光缆已敷设到世界屋脊西藏。生产光缆的厂家有200200多多 家，每年所用光纤的数量超过家，每年所用光纤的数量超过400400万万kmkm。在实际网络。在实际网络 中，无论是核心网还是接入网，目前主要应用的还是中，无论是核心网还是接入网，目前主要应用的还是 G.652G.652光纤。在核心网中新建线路已开始采用光纤。在核心网中新建线路已开始采用G.655G.655光光 纤，在接入网中已开始应用光纤带光缆。我国光通信纤，在接入网中已开始应用光纤带光缆。我国光通信 领域已掌握了光纤、器件、系统等各方面的关键技术领域已掌握了光纤、器件、系统等各方面的关键技术 ，逐渐走进了国际光通信的先进行列。尤其在主要技，逐渐走进了国际光通信的先进行列。尤其在主要技 术上，都有了自己的特色和创新。术上，都有了自己的特色和创新。16
