通信线路PPT课件(共27单元)光纤的分类

01光纤的分类402各类光纤的主要特点及用途P1703光纤符号P181.2 光纤的分类1.2 光纤的分类重点、难点123按光纤折射率分布分类按ITU-T建议分类各类光纤的主要特点及用途4光纤的符号知 识 导 入1977 世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用，速率为45Mb/s。1979赵梓森拉制出我国自主研发的第一根实用光纤，被誉为“中国光纤之父”。1980 多模光纤通信系统商用化（140Mb/s）。1990 单模光纤通信系统进入商用化阶段（565Mb/s）。光纤的发展.2005 FTTH（Fiber To The Home）光纤直接到家庭。.第 4 页光纤的分类光纤折射率分布光纤折射率分布光纤的分类方法光纤中传输模式数量光纤中传输模式数量光纤的工作波长光纤的工作波长制造光纤的材料制造光纤的材料套塑结构套塑结构ITU-TITU-T建议建议第 5 页光纤的分类按光纤中传输模式数量分类按光纤中传输模式数量分类按光纤中传输模式数量分类按光纤中传输模式数量分类1 1、多模、多模光纤光纤 多模光纤就是可以传输多个模式的光纤。多模光纤就是可以传输多个模式的光纤。多模光纤的折射率分布可采用阶跃型和多模光纤的折射率分布可采用阶跃型和渐变型，前者称为阶跃型渐变型，前者称为阶跃型（突变型）（突变型）多模光纤，后者称为渐变型多模光纤。多模光纤，后者称为渐变型多模光纤。ITU-T ITU-T建议用建议用G.651G.651表示多模光纤。表示多模光纤。第 6 页光纤的分类按光纤中传输模式数量分类按光纤中传输模式数量分类按光纤中传输模式数量分类按光纤中传输模式数量分类2 2、单模、单模光纤光纤 如图如图1-31-3所示，单模光纤折射率分布和所示，单模光纤折射率分布和阶跃型（阶跃型（突变型突变型）光纤相似，光纤相似，纤芯直径纤芯直径8 810m10m，光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。因为，光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。因为这种光纤只能传输一种模式，这种光纤只能传输一种模式，所以称为单模光纤所以称为单模光纤，其信号畸变小。由于单模光纤只能传输一种模式，不存在模式色，其信号畸变小。由于单模光纤只能传输一种模式，不存在模式色散，具有比多模光纤大得多的带宽，故单模光纤适用于大容量、长距离传输。散，具有比多模光纤大得多的带宽，故单模光纤适用于大容量、长距离传输。图图1-3 1-3 单模光纤单模光纤第 7 页光纤的分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类可分为阶跃型光纤和渐变型光纤可分为阶跃型光纤和渐变型光纤，如图如图1-41-4所示。所示。图图1-4 1-4 光纤截面的结构和折射率分布光纤截面的结构和折射率分布第 8 页光纤的分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类1 1、阶跃型光纤阶跃型光纤 纤芯折射率为纤芯折射率为 n n1 1 保持不变，到包层突然变为保持不变，到包层突然变为n n2 2，这种光纤称为阶跃型光纤。这种光纤称为阶跃型光纤。一般这种光纤纤芯直径一般这种光纤纤芯直径2a=(502a=(5080)m80)m，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大。如图特点是信号畸变大。如图1-51-5所示。所示。图图1-5 1-5 阶跃型光纤阶跃型光纤第 9 页光纤的分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类2 2、渐变型光纤渐变型光纤 如果纤芯折射率不是常数，而是随着半径的增大而逐渐减小，到了纤芯和包层界如果纤芯折射率不是常数，而是随着半径的增大而逐渐减小，到了纤芯和包层界面降至包层的折射率面降至包层的折射率n2n2，则这种光纤称为渐变型光纤。一般这种，则这种光纤称为渐变型光纤。一般这种光纤纤芯直光纤纤芯直2a=50m2a=50m，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小，如图，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小，如图1-61-6所示。所示。图图1-6 1-6 渐变型光纤渐变型光纤第 10 页光纤的分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类按光纤折射率分布分类按折射率分布情况分类，也可将光纤分为三种基本类型：按折射率分布情况分类，也可将光纤分为三种基本类型：（1 1）突变型）突变型多模光多模光纤纤 （多模阶跃折射率光纤多模阶跃折射率光纤）（2 2）渐变型多模光纤）渐变型多模光纤 （多模渐变折射率光纤）（多模渐变折射率光纤）（3 3）单模光纤）单模光纤 （阶跃（阶跃/突变型）突变型）单模光纤单模光纤渐变型多模光纤渐变型多模光纤突变型多模光纤突变型多模光纤第 11 页光纤的分类按光纤的工作波长分类按光纤的工作波长分类按光纤的工作波长分类按光纤的工作波长分类1 1、短波长短波长 短波长光纤的工作波长在短波长光纤的工作波长在0.80.80.9m0.9m范围，具体工作窗口范围，具体工作窗口0.85m0.85m，只用于多模传，只用于多模传输，主要用于短距离、小容量的光纤通信系统中。输，主要用于短距离、小容量的光纤通信系统中。2 2、长、长波长波长 长波长光纤的工作波长在长波长光纤的工作波长在1.11.11.8m1.8m范围内，有范围内，有1.31m1.31m和和1.55m1.55m两个工作窗口，两个工作窗口，用于单模传输，主要用于长距离、大容量的光纤通信系统中。用于单模传输，主要用于长距离、大容量的光纤通信系统中。第 12 页光纤的分类按制造光纤的材料分类按制造光纤的材料分类按制造光纤的材料分类按制造光纤的材料分类石英光纤石英光纤全塑光纤全塑光纤硅酸盐光纤硅酸盐光纤卤化物光纤卤化物光纤硫属化合物玻璃纤维硫属化合物玻璃纤维液芯光纤液芯光纤第 13 页光纤的分类按套塑结构分类按套塑结构分类按套塑结构分类按套塑结构分类1 1、紧套光纤紧套光纤2 2、松套光纤松套光纤（a a）紧套光纤）紧套光纤（b b）松套松套光纤光纤图图1-7 1-7 套塑光纤结构套塑光纤结构第 14 页光纤的分类按按按按ITU-TITU-TITU-TITU-T建议分类建议分类建议分类建议分类 为了使光纤具有统一的国际标准，为了使光纤具有统一的国际标准，ITU-TITU-T制定了统一的光纤标准。单模光纤一般主制定了统一的光纤标准。单模光纤一般主要分为下列形式：要分为下列形式：1 1、G.652G.652光纤光纤(常规单模光纤常规单模光纤)分为分为G.652AG.652A、G.652BG.652B、G.652CG.652C和和G.652DG.652D四个子类。四个子类。IECIEC和和GB/TGB/T把把G.652CG.652C命名为命名为B1.3B1.3外，其余的则命名为外，其余的则命名为B1.1B1.1。2 2、G.653G.653光纤光纤(色散位移单模光纤色散位移单模光纤)IEC IEC和和GB/TGB/T把把G.653G.653光纤分类命名为光纤分类命名为B2B2型光纤。型光纤。第 15 页光纤的分类按按按按ITU-TITU-TITU-TITU-T建议分类建议分类建议分类建议分类3 3、G.654G.654光纤光纤(截止波长位移单模光纤截止波长位移单模光纤)IEC IEC和和GB/TGB/T把把G.654G.654光纤分类命名为光纤分类命名为B1.2B1.2型光纤型光纤4 4、G.655G.655光纤光纤(非零色散位移单模光纤非零色散位移单模光纤)目前分为目前分为G.655AG.655A、G.655BG.655B和和G.655CG.655C三个子类。三个子类。IECIEC和和GB/TGB/T把把G.655G.655类光纤分类命名类光纤分类命名为为B4B4类光纤。类光纤。第 16 页光纤的分类按按按按ITU-TITU-TITU-TITU-T建议分类建议分类建议分类建议分类几种类型光纤性能的比较如下：几种类型光纤性能的比较如下：G.652G.652G.652G.652光纤：光纤：光纤：光纤：在在1310 nm1310 nm波长，窗口色散性能最佳，是目前应用最广泛的光纤。在波长，窗口色散性能最佳，是目前应用最广泛的光纤。在1310 nm1310 nm处，色散小，衰耗大。在处，色散小，衰耗大。在1 550 nm1 550 nm处，色散大，衰耗小。处，色散大，衰耗小。G.654G.654G.654G.654光纤：光纤：光纤：光纤：1550 nm1550 nm损耗最小光纤。其设计重点是降低损耗最小光纤。其设计重点是降低1550nm1550nm的衰减，其零色散点的衰减，其零色散点仍在仍在1310nm1310nm附近，因而附近，因而1550nm1550nm窗口的色散较高。主要用于长再生中继距离的海底光缆。窗口的色散较高。主要用于长再生中继距离的海底光缆。G.653G.653G.653G.653光纤：光纤：光纤：光纤：在在1 550 nm1 550 nm波长，衰耗和色散皆为最小值，可实现大容量长距离传输。波长，衰耗和色散皆为最小值，可实现大容量长距离传输。因出现四波混频效应因出现四波混频效应(FWM)(FWM)，限制了它在，限制了它在WDM(WDM(波分复用波分复用)方面的应用。方面的应用。G.655G.655G.655G.655光纤：光纤：光纤：光纤：克服了克服了G.652G.652光纤在光纤在1550 nm1550 nm处色散受限和处色散受限和G.653G.653光纤在光纤在1550 nm1550 nm处出现四处出现四波混频效应的缺陷，适用于波混频效应的缺陷，适用于WDMWDM系统。系统。第 17 页各类光纤的主要特点及用途各类光纤的主要特点及用途特点特点特点特点单模光纤：纤芯直径小；只能传输一个模式；信号畸变小。单模光纤：纤芯直径小；只能传输一个模式；信号畸变小。多模光纤：相对于单模光纤而言，突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大，多模光纤：相对于单模光纤而言，突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大，可以容纳数百个模式；信号畸变大。可以容纳数百个模式；信号畸变大。用途用途用途用途突变型多模光纤突变型多模光纤 ：只能用于小容量短距离系统。：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。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。单模光纤：用在大容量长距离的系统。第 18 页光纤符号单模、多模光纤符号单模光纤、多模光纤英文缩写单模光纤、多模光纤英文缩写单模光纤、多模光纤英文缩写单模光纤、多模光纤英文缩写单模光纤（单模光纤（Single Mode FiberSingle Mode Fiber）：）：SMFSMF多模光纤（多模光纤（Multi-Mode FiberMulti-Mode Fiber）：）：MMFMMF在设备、仪器中的符号表示在设备、仪器中的符号表示在设备、仪器中的符号表示在设备、仪器中的符号表示单模符号：单模符号：SMSM多模符号：多模符号：MMMM第 19 页小 结小 结按光纤折射率分布分类：按光纤折射率分布分类：按光纤折射率分布分类：按光纤折射率分布分类：阶跃型光纤和渐变型光纤阶跃型光纤和渐变型光纤阶跃型光纤和渐变型光纤阶跃型光纤和渐变型光纤，也可分为三种基本类型：突，也可分为三种基本类型：突，也可分为三种基本类型：突，也可分为三种基本类型：突变型多模光纤、渐变型多模光纤和单模光纤。变型多模光纤、渐变型多模光纤和单模光纤。变型多模光纤、渐变型多模光纤和单模光纤。变型多模光纤、渐变型多模光纤和单模光纤。按按按按ITU-TITU-TITU-TITU-T建议分类建议分类建议分类建议分类：G.652G.652G.652G.652、G.653G.653G.653G.653、G.654G.654G.654G.654、G.655G.655G.655G.655单模和多模光纤的主要特点及用途单模和多模光纤的主要特点及用途单模和多模光纤的主要特点及用途单模和多模光纤的主要特点及用途单模和多模光纤的