第8章光纤及研磨工艺

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,*,*,*,第,8,章光纤及研磨工艺,8.1,光纤的结构与基本分类,8.2,光纤的优缺点,8.3,光纤通信系统,8.4,光纤研磨工艺,8.5,光纤研磨工艺的安全问题,8.6,光纤跳线的测试方法和相关工具,8.7,光纤相关知识扩展,8.1,光纤的结构与基本分类,光纤的结构,光纤的基本分类,光纤的结构,光纤是光导纤维的简称，是由一组光导纤维组成的用于传播光束的、细小而柔韧的传输介质，它由石英玻璃或者特制塑料拉成的柔软细丝。通常由涂覆层、包层、纤芯组成。,光纤的基本分类,单模光纤,多模光纤,单模光纤,单模光纤主要用于长距离通信，纤芯直径很小，其纤芯直径为,8-10m,，而包层直径为,125m,。由于单模光纤的纤芯直径接近一个光波的波长，因此光波在光纤中进行传输时，不再进行反射，而是沿着一条直线传输。正由于这种特性使单模光纤具有传输损耗小、传输频带宽、传输容量大的特点。在没有进行信号增强的情况下，单模光纤的最大传输距离可达,3000,米，而不需要进行信号中继放大。,多模光纤,多模光纤的纤芯直径较大，不同入射角的光线在光纤介质内部以不同的反射角传播，这时每一束光线有一个不同的模式，具有这种特性的光纤称为多模光纤。多模光纤在光传输过程中比单模光纤损耗大，因此传输距离没有单模光纤远，可用带宽也相对较小些。,单模,/,多模光纤区别,目前单模光纤与多模光纤的价格差价不大，但单模光纤的连接器件比多模光纤的昂贵得多，因此整个单模光纤的通讯系统造价相比多模光纤的也要贵得多。,单模光纤和多模光纤比较,特性,单模光纤,多模光纤,纤芯大小,8,m-10,m,50,m-62.5,m,模间色散,没有有可能,有可能,距离特性,远,近,光源,激光,发光二极管,8.2,光纤的优点,传输频带宽，通信容量大,电磁绝缘性能好，不受电磁干扰影响,信号衰减小，传输距离大,保密性好,中继器间隔较大，可以降低成本,线径细、重量轻,抗腐蚀,制造原料丰富,光纤的缺点,纤芯质地较脆，强度低，容易折断,光缆的安装和连接相对困难，需专业人员,与铜缆的连接需专用的信号转换设备,光缆的价格还是比较高,光纤使用,光纤只能单向传输信号，因此要双向传输信号必须使用两根光纤，为了扩大传输容量，光缆一般含多根光纤且多为偶数，例如,6,芯光缆、,8,芯光缆、,12,芯、,24,芯、,48,芯光缆等，一根光缆甚至可容纳上千根光纤。,在综合布线系统中，一般采用纤芯为,62.5m/125m,规格的多模光缆，有时也用,50m/125m,和,100m/140m,的多模光缆。户外布线大于,2km,时可选用单模光缆。,8.3,光纤通信系统,光纤通信系统由光源、光纤、光发光机、光接收机组成。,不同光源特性比较,项目,LED,二极管,ILD,激光,数据速率,低,高,模式,多模,多模,/,单模,距离,短,远,生命期,长,短,温度敏感度,较低,较敏感,造价,便宜,昂贵,光纤通信系统优点,传输频带宽，通信容量大,信号衰减小，传输距离大,抗干扰能力强，应用范围广,线径细、重量轻,抗腐蚀,光纤制造原料丰富,8.4,光纤研磨工艺,看书,P60-70,8.5,光纤研磨工艺的安全问题,安全工作服,安全眼镜,手套,安全工作区,8.6,光纤跳线的测试方法和相关工具,使用研磨工具中的专用显微镜,高档的视频显微镜,专用电缆认证测试仪,将光纤跳线投入使用,看是否连通,8.7,光纤相关知识扩展,光纤是一种能传导光波的介质，可以使用玻璃和塑料制造光纤，超高纯度石英玻璃纤维制作的光纤可以得到最低的传输损耗。光纤质地脆，易断裂，因此纤芯需要外加一层保护层。,光纤结构,皮套,缓冲层,纤芯,折射率,折射率,IR=,光在真空中的速率,/,光在介质中的速率,（折射率：空气,水,玻璃）,折射率越大,光的传播速率越小,光纤传输特性,光导纤维通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号。由于,光纤的折射系数高于外部包层的折射系数,，因此可以使入射的光波在外部包层的界面上形成,全反射现象,光纤内部结构详解,看书,P74-75,光纤分类,按光纤横截面折射率分布分类,按工作波分类,按套塑类型分类,按光纤横截面折射率分布分类,突变型（,SI,阶跃型）,渐变型（,GI,梯度型）,突变型（,SI,阶跃型）,纤芯部分折射率不变,而在芯,-,包界面折射率突变。纤芯中光线轨迹呈锯齿形折线。这种光纤模间色散大，带宽只有几十兆赫,公里。常做成大芯径，大数值孔径（例如芯径为,100,微米，,NA,为,0.30,）光纤,以提高与光源的耦合效率，适用于短距离、小容量的通信系统。,由于模态色散厉害，所以在多模光纤较少用,渐变型（,GI,梯度型）,纤芯中心折射率最高，沿径向渐变小,可以把这种光纤的纤芯分割成多层突变型光纤来分析其传输原理。这种光纤芯径和数值孔径必然很小,一般芯径只有数微米，因此连接耦合难度大。由于是单模传输，消除了模间色散,在波长,1.3,微米附近材料色散又趋近于零，因此带宽极大（可达数百吉赫,公里）。单模光纤被视为今后大容量长途干线通信的主要传输线。,按工作波分类,短波,长波,短波光纤,波长在,0.60.9,微米，典型的在,0.85,微米。,短波属于早期产品，现在很少使用。,长波光纤,波长在,1.31,微米和,1.55,微米,光纤衰减最小，带宽宽，适合长距离、大容量通信。,按套塑类型分类,紧套光纤：通过二次、三次涂覆使光纤的纤芯紧密结合在一起，目前多使用此类光纤。,松套光纤：没有二次、三次涂覆,光纤连接器的固定方式,环氧法：使用胶水连接，固化时间长,空气吹干法,紫外烘干法,烤箱烘干法,厌氧固化法,非环氧法,磨光,非磨光,