光纤通信技术与应用基础课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,光纤通信技术与应用基础课件,*,光纤通信技术与应用,1,光纤通信技术与应用基础课件,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,2,光纤通信技术与应用基础课件,Part 1 光纤及光通信技术简介,3,光纤通信技术与应用基础课件,通信波段划分及相应传输媒介,频率 Hz,10,1,10,7,10,2,10,6,10,3,10,5,10,4,10,4,10,5,10,3,10,6,10,2,10,7,10,1,10,8,10,0,10,9,10,-1,10,10,10,-2,10,11,10,-3,10,12,10,-4,10,13,10,-5,10,14,10,-6,10,15,自由空间波长（m）,电力、电话,无线电、电视,微波,红外,可见光,双铰线,同轴电缆,光纤,卫星/微波,AM,无线电,FM,无线电,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,光纤通信技术与应用基础课件,光纤及光通信技术简介,光纤通信技术与应用,光通信,用光波载运信息，实现通信,光纤通信,以光波载运信息，用光纤作传输媒体，实现通信,光纤通信的优点,频带宽、信息容量大,传输损耗低、无中继距离远,材料丰富,抗电磁干扰,光纤间串话小，保密性好,耐腐蚀、耐高压,体积小、质量轻,5,光纤通信技术与应用基础课件,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,光纤通信技术与应用基础课件,光纤基本理论,光纤通信技术与应用,菲涅耳定律：n,1,sin,1,=n,2,sin,2,n,1,n,2,n,1,n,2,2,1,结论：若要实现全反射，则必须有,n,1,n,2,7,光纤通信技术与应用基础课件,光纤基本理论,光纤通信技术与应用,max=arcsin(NA),n,1,n,2,8,光纤通信技术与应用基础课件,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,0.10.15,，对应的孔径角约为,5.7,8.6。,光纤基本理论,光纤通信技术与应用,9,光纤通信技术与应用基础课件,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：9,m,多模光纤内径：50m,外径：125m,尺寸规格：,10,光纤通信技术与应用基础课件,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,光纤通信技术与应用基础课件,机械手 Mechanical handle,Capstan,对中卡头Three-jaw chuck,Modified 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 System,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,光纤通信技术与应用基础课件,光缆构成,光纤通信技术与应用,常用光缆的典型构成,13,光纤通信技术与应用基础课件,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,1969,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,1.55,m,处的损耗已经降到,0.2dB/km,，这一数值已经十分接近由,Rayleigh,散射所决定的石英光纤理论损耗极限,14,光纤通信技术与应用基础课件,光纤技术发展概况,光纤通信技术与应用,1963,年 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/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/km,1992,年降至,0.26dB/km,国内现状,15,光纤通信技术与应用基础课件,1991,年，研制出,G.653,色散位移光纤。最小衰减达,0.22dB/km,1997,年，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20多年，其应用却已相当普遍。迄今，已敷设光缆长度超过100万km，光缆已敷设到世界屋脊西藏。生产光缆的厂家有200多家，每年所用光纤的数量超过400万km。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G.652光纤。在核心网中新建线路已开始采用G.655光纤，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，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。,16,光纤通信技术与应用基础课件,