光纤及相关测试仪表漫谈.pptx

会计学;目录;前言 光纤发展史 为什么要用光纤 光纤通信方式;光纤通信史;为什么要用光纤;为什么要用光纤;光纤通信方式;单信道全光中继数字通信;光纤光学特性 认识光 光学原理 光纤基本结构 光纤分类方法 光纤光学特性技术指标 光纤光学特性测试仪表 ;10;光学原理;12;光纤工作原理（举例：多模）;14;15;光纤基本结构;17;纤芯直径 单模光纤： 8-10（9）um; 多模光纤： 50um/62.5um 包层直径 普通光纤： 125um 涂覆层直径(内外层） 内层 － 170～200um 外层 － 245um;光纤分类方法;; 单模光纤(Single-Mode) 只传输主模，也就是说光线只沿平行于光纤的中心轴进行传输，只有一种传输途径，没有反射和折射现象发生，到达末端时间一致，由于完全避免了模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量，长距离的光纤通讯。 单模光纤使用的光波长为1310nm或1550nm。 ;;;;;光纤剖面折射率示意图;;光纤光学特性技术指标;折射率分布(适用：单模、多模）： 我们知道，由于纤芯中的光折射率不是均匀分布的，它随r（离开芯轴的距离）的变化而变化 不同光纤、不同波长的折射率不一样，变化规律一般分三种，表现在g（折射率分布指数）的不同取定： g=1?三角形分布; g=2?抛物线分布(梯度分布); g→∞?阶跃分布;数值孔径（只适用多模）：远场光分步法 入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。 在光纤中，把受光角的一半（θmax）的正弦定义为光纤的数值孔径，即NA ＝ sinθmax ;截至波长（只适用：单模）：传输功率法 是单模光纤中光信号能以单模方式（仅基模）传播的最小波长，也可以理解为多模传输转变为单模传输时的最小波长点???截止波长条件可以保证在最短光缆长度上单模传输，并且可以抑制高次模的产生或可以将产生的高次模噪声功率代价减小到完全可以忽略的地步 如果用小于截至波长的光来传输，损耗和色散将会很大;模场直径（单模）：远场可变孔径法、直接远场扫描法 单模光纤传输的光能不是完全集中在纤芯中，而是有相当大一部分在包层中传输，所以不用纤芯的几何尺寸作为单模光纤参数，而采用模场直径作为描述光纤传输光能集中程度的参量，当光纤横截面上光强度下降到它的峰值的1/e2横截面积尺寸??? 模场直径越小，通过光纤横截面的能量密度就越大。当通过光纤的能量密度过大时，会引起光纤的非线性效应，造成光纤通信系统的光信噪比降低，影响系统性能。;差分模延迟DMD(多模OM3/OM4）： 区分普通多模和新一代多模光纤技术指标是：带宽和DMD 普通光纤使用低带宽、满注入LED光源（色度色散），光面积大而分散 新一代多模光纤为增加带宽又降低成本启用单模光纤使用的高带宽激光光源（模式色散），注入光面积小能量集中 多模光纤用激光光源时，光脉冲传送过程中会发散展宽，发散状况严重到一定程度后，前后脉冲之间会相互重叠，接收端无法准确分辨每一个光脉冲信号，称之为DMD DMD就是多模光纤使用单模激光源导致出现的模式色散问题，比如可改善光纤工艺（中心洼陷）来减少DMD 激光光源和LED光源不一样，一个光脉冲只激活了几个模态分量，能量全集中在这几个模态上，而每个模态分量走的路径不同，到达接收端只有有一个模态有延迟就会严重影响信号识别，导致DMD现象发生；LED刚好相反，大面积光源激起所有传导模，能量平均在所有模式上，即使模式到达时间有差距，但对整个能量影响很小，又由于低速率发送的是间距大的光脉冲，所以在短距离、低速率情况下收端脉冲判断不会受影响。 所以OM1/OM2不用测试DMD，因为不使用激光光源;差分模延迟DMD(多模OM3/OM4）： ;环形光通量ER（encircled flux): 由于OM3/OM4使用激光光源，不同于LED，光功率集中分布在规定的范围内，保证高带宽传输 IEEE组织FOTP—203规定了用于10G速率以上的VCSEL激光的光功率分布图；要求光源经过一段短的多模光纤耦合之后，其近场强度分布应满足在中心30μm范围内光通量大于75%，在中心9μm范围内光通量大于25%。 测量多模光纤激光器带宽的光源的功率分布，沿光纤传输的近场光强呈现面包圈型的特征，称之为环形光通量。;有效模式带宽EMD(多模OM3/OM4）,也叫激光带宽： 单位MHz.km：每公里光纤所能通过的最大脉冲调制频率 由于不同多模光纤带宽不同，尤其是在数据机房和楼宇布线下对光纤质量有不同的要求，必须保证多模光纤的有效带宽满足需求，否则会出现混乱现象，目前只