1、1 光通信的基本原理光通信的基本原理 光纖的基本結構光纖的基本結構 光纖的基本參數光纖的基本參數 光纖的制造方法光纖的制造方法2f10km1km100m10m1m1cm1dm105m100km107m010Hz100Hz1k10k100k1M10M100M1G10G1cm100m1mm10m100nm1m10nm1nm100pm10pm1pm10G100G1T10T100T1015T1017T1016T1019T1018T1020T1.6m1.5m1.3m1.4m1.1m1.2m1m900nm800nm700nm500nm600nm400nm紅外線紫外線X射線伽瑪射線光纖應用范圍無線電電視衛星

2、LWKWMWUKWdmcm高頻微波低頻交流電直流電微波可見光電磁波譜光通信的基本原理光通信的基本原理3信號處理發送端信號處理接收端光波導光通信的基本原理光通信的基本原理4光的反射和折射定律光的反射和折射定律 光在傳輸過程中，在兩種不同的傳輸媒質的界面將產生光在傳輸過程中，在兩種不同的傳輸媒質的界面將產生以下行為以下行為：一部分入射光將被反射一部分入射光將被反射 一部分入射光將進入第二種媒質，并產生一部分入射光將進入第二種媒質，并產生折射折射媒質媒質1 折射率折射率n1媒質媒質2 折射率折射率n2 入射光線反射光線12 1= 2n1Sin 1=n2Sin 2媒質媒質1 折射率折射率n1媒質媒質2

3、 折射率折射率n2 入射光線12折射光線5折射率折射率 n n光在真空中的傳播速度光在真空中的傳播速度/ /光在該媒質中的傳播速度光在該媒質中的傳播速度1.01.00031.331.4571.4711.51.92.42全反射：全反射： 當當n1n2時，隨著入射角的不斷增加，在入射角達到某一值時，折射時，隨著入射角的不斷增加，在入射角達到某一值時，折射角達到角達到90oC，我們把此時的入射角稱為臨界角，我們把此時的入射角稱為臨界角 0 。當入射角大于臨界角。當入射角大于臨界角時，將發生全反射。時，將發生全反射。媒質媒質1媒質媒質2根據折射定律，我根據折射定律，我們可以求出臨界角，們可以求出臨界角

4、，此時此時 290o。即。即n1Sin 0=n2Sin90o所以所以 Sin 0=n2/n1媒質媒質折射率折射率真空真空空氣空氣水水多模光纖多模光纖單模光單模光纖纖玻璃玻璃鉆石鉆石6光通信正是利用了全反射原理，當光的注入角滿足一光通信正是利用了全反射原理，當光的注入角滿足一定條件時，光便能在光纖定條件時，光便能在光纖(光波導光波導)內形成全反射，從內形成全反射，從而達到長距離傳輸的目的。而達到長距離傳輸的目的。包層包層 n2纖芯纖芯 n1光纖中光纖中心軸線心軸線 090- 0 包層包層 n2空氣 n0 17光纖的基本結構光纖的基本結構 涂層 力學影響的防護涂層 250 m 涂層 250 m 標

5、準單模光纖標準單模光纖標準梯度折射率分布多模光纖標準梯度折射率分布多模光纖 纖芯 (摻鍺二氧化硅)8.6-9.5 m 纖芯(聚甲基丙烯酸甲酯 )980 m 包層純二氧化硅125 m 纖芯(摻鍺二氧化硅)50 m / 62.5 m / 100 m涂層 1000 m 塑料光纖塑料光纖8涂涂 層層包包 層層纖芯纖芯910111213141516dxdy17181920P0PLL21衰減衰減 (dB/km)波長波長(nm)131015500.360.20OH-吸收峰吸收峰(又稱為：水峰又稱為：水峰)222384-401200-818001400150016001700132nm4色散色散D(ps/(nmkm)波長波長(nm)1非色散位移光纖非色散位移光纖2色散位移光纖色散位移光纖3色散平坦光纖色散平坦光纖4 非零色散位移光纖非零色散位移光纖2425262728293031真空泵真空泵O2SiCl4GeCl4BBr3空腔諧振器空腔諧振器排氣排氣噴燈噴燈管子管子O2SiCl4GeCl432噴燈噴燈O2SiCl4GeCl4O2+H2多孔預制棒多孔預制棒噴燈噴燈O2SiCl4GeCl4O2+H2O2+H2多孔預