光纤与光纤研磨.ppt
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1、关于光纤和光纤研磨第一张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P1光纤基本知识光纤基本知识1.光纤通信简介光纤通信简介定义:光纤通信是指利用激光作为信息的载波信号并通过光导纤维来传递信息的通信系统。第二张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P2光纤基本知识光纤基本知识2.光纤通信原理光纤通信原理光的反射与折射光的反射与折射123312图图1图图23 1=2空气空气水水第三张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P3光纤基本知识光纤基本知识3.光纤结构及光传输原理空气空气(折射率折射率n1)折射率:折射率:n1n2水水(折射率折射率n2)包层(包层(n1)纤芯(纤芯(n2)被称作被称作临
2、临介角介角n1n2第四张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P4光纤基本知识光纤基本知识 光纤光纤(optic fiber)是由中心的纤是由中心的纤芯和外围的包层及涂敷层同轴组成的芯和外围的包层及涂敷层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量主要在高,损耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离,涂敷层起一定的机械射面和光隔离,涂敷层起一定的机械保护作用。保护作用。第五张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P5光纤基本知识光纤基本知识光纤的结构光纤的结构光纤通常被制造
3、为三层:光纤通常被制造为三层:纤芯(单模纤芯(单模8-10um)(多模)(多模50um,62.5um):通光:通光包层(包层(125um0.5um):反射):反射涂敷层(涂敷层(250um):保护):保护第六张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P6光纤基本知识光纤基本知识光纤的数值孔径-NA在光纤的参数中,通常不会标示出临界传在光纤的参数中,通常不会标示出临界传播角或全反射角,而是标出数值孔径播角或全反射角,而是标出数值孔径NA,它反映了光纤接收光的能力。,它反映了光纤接收光的能力。NA=sin=(n1为纤芯折射率,为纤芯折射率,n2为包层折射率)为包层折射率)为什么为什么APC连接器要
4、抛磨成球面斜连接器要抛磨成球面斜8度角?度角?标准单模光纤的数值孔径通常是标准单模光纤的数值孔径通常是0.13,arcsin0.13=7.5度度.第七张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P7光纤基本知识光纤基本知识光纤的全反射角和临介传播角光纤的全反射角和临介传播角 为了使光保持在光纤中,需要使光以为了使光保持在光纤中,需要使光以大于或等于大于或等于临界入射角临界入射角的的角度入射到纤芯和包层的界面上,实现光的全反射。为了实现全反角度入射到纤芯和包层的界面上,实现光的全反射。为了实现全反射,必须让光以射,必须让光以等于或小于等于或小于临界传播角临界传播角来传播(入射到光纤纤芯)。来传播(
5、入射到光纤纤芯)。为临界全反射角为临界全反射角为临界传播角为临界传播角n1n2第八张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P8光纤基本知识光纤基本知识光纤的种类光纤的种类按材料分:石英光纤、塑料光纤等按材料分:石英光纤、塑料光纤等按模式分:单模光纤按模式分:单模光纤SMF(single mode fiber),多模光纤),多模光纤MMF(Multi-mode fiber),数据光纤),数据光纤DMF(Digital mode fiber).按规格分:按规格分:G651,G652(常用),(常用),G653,G654,G655.第九张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P9光纤基本知识光纤
6、基本知识光的模式可以简单的理解为光束。光的模式可以简单的理解为光束。单模光纤只能传输一束光,多模光纤可以单模光纤只能传输一束光,多模光纤可以传输多束光。传输多束光。光源也分为单模光源和多模光源,分别对光源也分为单模光源和多模光源,分别对应单模光纤和多模光纤。应单模光纤和多模光纤。一般单模用于长距离传输,多模用于短距离传一般单模用于长距离传输,多模用于短距离传输。输。光的模式光的模式第十张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P10光纤基本知识光纤基本知识光纤的损耗光纤的损耗60060010001000120012001400140016001600180018008008000.10.110
7、105.05.02.02.01.01.00.50.50.20.250502020第一窗口第一窗口第二窗口第二窗口第三窗口第三窗口三个工作窗口三个工作窗口850nm850nm1310nm1310nm1550nm1550nm1385nm第十一张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P11光纤基本知识光纤基本知识光纤损耗的计算光纤损耗的计算每公里的损耗值:每公里的损耗值:dB/kmA(dB/km)=(-10lgP2/P1)L光纤的规格书中都会给出相对于相应波长的损光纤的规格书中都会给出相对于相应波长的损耗值,一般为耗值,一般为0.2dB。相当于传输一公里后输出。相当于传输一公里后输出的光功率为初始
8、光功率的的光功率为初始光功率的95.5%。所以说光纤通信的一个优点就是损耗小。所以说光纤通信的一个优点就是损耗小。一般传输一百二十公里才需要中继站。一般传输一百二十公里才需要中继站。第十二张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P12光纤基本知识光纤基本知识光功率的单位光功率的单位常用单位:常用单位:W(瓦)(瓦)=103mW(毫瓦)(毫瓦)=106uW(微瓦)(微瓦)对数单位:对数单位:dBm dBm=10lgP(mw)常用功率值与常用功率值与dB值关系:值关系:1mW=0dBm,0.5mW=-3dBm,0.1mW=-10dBm,0.01mW=-20dBmdB:相对值,表示两个功率值的对比
9、。相对值,表示两个功率值的对比。dB=10lgP1/P2(mw)=10lgP1-10lgP2 =p1(dBm)-p2(dBm)例:例:3dBm-1dBm=2dB第十三张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P13光纤基本知识光纤基本知识光缆光缆在光纤外加上尼龙和塑胶层,保护光纤的机在光纤外加上尼龙和塑胶层,保护光纤的机械强度和传输特性,防止施工过程和使用期械强度和传输特性,防止施工过程和使用期间光纤断裂,保持传输特性稳定。间光纤断裂,保持传输特性稳定。光缆一般由缆芯和护套组成。光缆一般由缆芯和护套组成。一般光缆有室内光缆、架空光缆、埋地光缆和一般光缆有室内光缆、架空光缆、埋地光缆和管道光缆等
10、。管道光缆等。特种光缆有水底光缆、阻燃光缆等。特种光缆有水底光缆、阻燃光缆等。第十四张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P14光纤基本知识光纤基本知识光缆的分类光缆的分类按内部光纤芯数分:单芯和多芯。按内部光纤芯数分:单芯和多芯。按光缆外径分:按光缆外径分:0.9mm,2mm、3mm、其、其它它.按颜色分:白色、黄色、蓝色等。其中多模按颜色分:白色、黄色、蓝色等。其中多模光纤用桔红色表示。光纤用桔红色表示。按外部保护层分:按外部保护层分:V-PVC聚氯乙烯;聚氯乙烯;Z-LSZH低烟无卤;低烟无卤;P-PE聚乙烯聚乙烯第十五张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P15光纤基本知识光纤
11、基本知识第十六张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P16光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器光纤活动连接器在光纤通信系统中,为了实现不同模块、设备和系统之间灵活连接的需要,必须有一种能在光纤与光纤之间进行可拆卸(活动)连接的器件,使光路能按所需的通道进行传输,以实现和完成预定或期望的目的和要求,能实现这种功能的器件就叫光纤活动连接器。第十七张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P17光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)光纤的连接光纤的连接固定连接固定连接:熔接、机械拼接(熔接、机械拼接(V型槽连接等)型槽连接等)活动连接:光纤活动连接器。活动连接:光纤活
12、动连接器。光纤活动连接器结构:插芯体、尾座、散光纤活动连接器结构:插芯体、尾座、散件(闭锁装置、弹簧、外壳)、保护套。件(闭锁装置、弹簧、外壳)、保护套。第十八张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P18光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)光纤连接器简图光纤连接器简图光纤连接器简图光纤连接器简图第十九张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P19光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器的分类光纤活动连接器的分类按紧固方式分:按紧固方式分:FC(螺纹)、(螺纹)、SC(插拔)、(插拔)、ST(卡口)、(卡口)、LC(小型化)、(小型化)、MT(双芯)(双芯)按光纤
13、端面分:按光纤端面分:FC(Flat contact)、)、PC(physical contact)、UPC(Ultra PC)、APC(Angle PC)。一般的说法先说紧固方式,再说光纤端面,中间一般的说法先说紧固方式,再说光纤端面,中间用斜杠表示。如:用斜杠表示。如:FC/PC、SC/PC、SC/APC、LC/PC第二十张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P20光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)产品图片产品图片第二十一张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P21光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)光纤光缆活动连接器规格书光纤光缆活动连接器规格书介绍介绍 光纤光
14、缆活动连接器是最基本的光无源器,主要实现光路的跳接式连光纤光缆活动连接器是最基本的光无源器,主要实现光路的跳接式连接。光纤光缆活动连接器按光纤光缆的模式类型可分为:单模、多模接。光纤光缆活动连接器按光纤光缆的模式类型可分为:单模、多模和数据连接器。按连接头类型可分为:和数据连接器。按连接头类型可分为:FC(螺纹式)、(螺纹式)、SC(插拔式)、(插拔式)、ST(螺旋锁卡销式)、(螺旋锁卡销式)、LC(小型化)、(小型化)、MU(SC的小型化结构)、的小型化结构)、MT-RJ(双芯)等。(双芯)等。应用应用 干线网、城域网干线网、城域网 有线电视网、光纤数据网有线电视网、光纤数据网 光模块、光收
15、发器连连接与测试光模块、光收发器连连接与测试性能性能 插入损耗、回波损耗指标优插入损耗、回波损耗指标优 插拔重复性好,互换性好插拔重复性好,互换性好第二十二张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P22光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)参数参数最小最小值值典型典型值值最大最大值值单单位位备备注注插入插入损损耗耗0.10.2dBPC型型0.150.3dBAPC型型回波回波损损耗耗5055dBPC型型5865dBAPC型型重复性重复性0.2dB插拔次数插拔次数0.2 dB1000次次工作温度工作温度-2065C普通光普通光缆缆-4085C耐高温光耐高温光缆缆第二十三张,PPT共六十四页
16、,创作于2022年6月P23光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)第二十四张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P24光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)插入损耗:在光纤通信系统中加入某个元件后引插入损耗:在光纤通信系统中加入某个元件后引起的损耗。起的损耗。定义:定义:ILIL(Insertion lossInsertion loss)=-10lgP=-10lgPoutout/P/Pinin插入损耗为插入损耗为0.20.2时,输出光功率约为输入光功率时,输出光功率约为输入光功率的的95.5%95.5%。第二十五张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P25光纤活动连接器(跳
17、线)光纤活动连接器(跳线)回波损耗:光在传播过程中遇到不同折射率回波损耗:光在传播过程中遇到不同折射率的介质会引起反射。的介质会引起反射。反射光与入射光的比值即为回波损耗,也反射光与入射光的比值即为回波损耗,也称为反射率。称为反射率。可通过减小光纤端面之间的缝隙来提高回可通过减小光纤端面之间的缝隙来提高回波损耗的指标。采用物理接触(波损耗的指标。采用物理接触(P Physical hysical C Contactontact)或斜面接触)或斜面接触(APC)的方法。的方法。第二十六张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P26光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)计算:计算:RL=-
18、10lgPRL=-10lgP反反/P/P入入 50dB的回波损耗相当于反射光功率只有入射光的回波损耗相当于反射光功率只有入射光功率的功率的0.00001。可以通过将光纤端面抛磨成一定角度,使反射可以通过将光纤端面抛磨成一定角度,使反射光的角度大于光纤的接收角,进一步提高回波光的角度大于光纤的接收角,进一步提高回波损耗。使用损耗。使用APC插芯,达到角度物理接触。回插芯,达到角度物理接触。回损值可达损值可达60dB以上。以上。第二十七张,PPT共六十四页,创作于2022年6月P27光纤活动连接器(跳线)光纤活动连接器(跳线)重复性:多次不同的插入,损耗的变化量。重复性:多次不同的插入,损耗的变化
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