光纖通信基礎知識資料摘抄，牽扯版權內部資料禁止傳播

南京吉隆光纖通信公司光纖通信的優點通信容量大中繼距離長不受電磁干擾資源豐富光纖重量輕、體積小光通信發展簡史2000多年前烽火臺——燈光、旗語1880年光電話——無線光通信1970年光纖通信光纖通信發展史1966年“光纖之父”高錕博士首次提出光纖通信的想法。1970年貝爾研究所林嚴雄在室溫下可連續工作的半導體激光器。1970年康寧公司的卡普隆(Kapron)之作出損耗為20dB/km光纖。1977年芝加哥第一條45Mb/s的商用線路。電磁波譜1cm1mm100um10um1um100nm10nm1nmλ波長10G100G1T10T100T10^1510^1610^17f(Hz)1.6um1.51.41.31.21.11.0um900800700600nm光通信使用范圍紅外線紫外線光的基本知識光是一種電磁波可見光350nm—750nm光纖通信所用的波長

800——1600nm光的反射、折射全反射光的基本知識n1n2n1<n2θ1θ2θ3入射折射反射視覺位置實際位置空氣水光的基本知識n1n2n1>n2n1n2臨界角900臨界角n1n2全反射入射角=反射角θ1θ2光纖的結構纖芯包層保護套光纖的結構纖芯core：折射率較高，用來傳送光；包層coating：折射率較低，與纖芯一起形成全反射條件；保護套jacket：強度大，能承受較大沖擊，保護光纖。3mm光纜橘色MM黃色SM常見光纖名詞數值孔徑（NumericAperture）

NA=SINθ

θ接收錐常見光纖名詞輸入輸入輸出輸出低數值孔徑NA高數值孔徑NANANA

外徑一般為125um(一根頭發平均100um)內徑：單模9um

多模um12595012562.5125光纖的尺寸光纖的分類按材料分類：玻璃光纖：纖芯與包層都是玻璃，損耗小，傳輸距離長，成本高；膠套硅光纖：纖芯是玻璃，包層為塑料，特性同玻璃光纖差不多，成本較低；塑料光纖：纖芯與包層都是塑料，損耗大，傳輸距離很短，價格很低。多用于家電、音響，以及短距的圖像傳輸。按照光纖的模式分類單模（Single-Mode）多模（Multi-Mode）按折射率分類階越光纖漸變折射率光纖

光纖的分類光纖的損耗1310nm:0.35~0.5dB/Km850nm:2.3~3.4dB/Km光纖熔接點損耗：0.2dB/點光纖熔接點1點/2km常見光纖名詞衰減：光在光纖中傳輸時的能量損耗

單模光纖

1310nm0.4~0.6dB/km

1550nm0.2~0.3dB/km

塑料多模光纖

300dB/km光纖的衰減光纖的衰減圖0.70.80.91.01.11.21.31.41.51.6λnm

OH-OH-OH-第一窗口第二窗口第三窗口衰減(dB/km)水峰值654321色散(Dispersion)：光脈沖沿著光纖行進一段距離后造成的頻寬變粗。它是限制傳輸速率的主要因素。模間色散：只發生在多模光纖，因為不同模式的光沿著不同的路徑傳輸。材料色散：不同波長的光行進速度不同。波導色散：發生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時，會以稍有不同的速度行進。在單模光纖中，通過改變光纖內部結構來改變光纖的色散非常重要。常見光纖名詞光纖類型零色散點在1300nm左右零色散點在1550nm左右負色散光纖色散位移光纖全波光纖常見光纖名詞散射

由于光線的基本結構不完美，引起的光能量損失，此時光的傳輸不再具有很好的方向性。光線缺陷光纖系統基礎知識一、基本光纖系統的構架及其功能介紹：1.發送單元：把電信號轉換成光信號；2.傳輸單元：載送光信號的介質；3.接收單元：接收光信號并轉換成電信號；4.連接器件：連接光纖到光源、光檢測以及其它光纖。光纖系統基礎知識二、基本光纖系統方框圖：

信號光發射機光源中繼器檢測器光接收機信號電E/光O轉換光纖光O/電E轉換發送單元傳輸單元接收單元連接器件常用連接器類型SCLCMT-RJDSCVF-45Opti-Jack常用連接器類型FCTypeSCTypeSC2TypeFDDType常用連接器類型BICONICTypeD4TypeSMA905TypeSMA906TypeMINIBNCType連接頭端面類型Ferrule+FlangeInsertionLoss(插入損耗)<0.3dBReturnLoss(回波損耗)PC>40dBSPC>45dBUPC>50dBAPC>60dB無源器件耦合器（coupler）主要功能再分配光信號重要應用在光纖網絡尤其是應用在局域網在波分復用器件上應用無源器件耦合器（coupler）基本結構

耦合器是雙向無源器件

基本形式有樹型、星型

——與耦合器對應的有分路器（splitter）無源器件耦合器

以圖形表示1423無源器件波分復用器

WDM—WavelengthDivisionMultiplexer

在一條光纖中傳輸多個光信號，這些光信號頻率不同，顏色不同。波分復用器就是要把多個光信號耦合進同一根光纖中；解波分復用器就是從一根光纖中把多個光信號區分出來。無源器件波分復用器（圖例）

λ1傳送器

λ2傳送器

λ1+

λ2

λ1+

λ2

λ1接收器

λ2接收器發送單元驅動器光源接收單元檢測器放大器

輸出電路光放大器

λ0

λ1輸入（信號弱）

λ1輸出（信號強）光放大器波分復用器耦合器

λ1光源監測光纖數字通信數字系統中脈沖的定義：10%90%50%脈沖寬度上升時間下降時間周期振幅1.振幅：脈沖的高度在光纖系統中表示光功率能量。2.上升時間：脈沖從最大振幅的10%上升到90%所需要的時間。3.下降時間：脈沖從振幅的90%下降到10%所需要的時間。4.脈沖寬度：脈沖在50%振幅位置的寬度，用時間表示。5.周期：脈沖特定的時間，就是完成一個循環所需要的工作時間。6.消光比：1信號光功率于0信號光功率的比值。光纖數字通信光纖通信中常用單位的定義：1.dB=10log10(Pout/Pin)Pout:輸出功率;Pin:輸入功率

2.dBm=10log10(P/1mw)是通信工程中廣泛使用的單位；通常表示以1毫瓦為參考的光功率；example:–10dBm表示光功率等于100uw。3.dBu=10log10(P/1uw)

光纖數字通信光纖的種類：A.按光在光纖中的傳輸模式可分為：單摸光纖和多模光纖。μm），可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸的距離就比較近，一般只有幾公里。單模光纖：中心玻璃芯較細（芯徑一般為9或10μm），只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠程通訊，但其色度色散起主要作用，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩定性要好。

光纖的種類B.按最佳傳輸頻率窗口分：常規型單模光纖和色散位移型單模光纖。常規型：光纖生產廠家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長的光上，如1300nm。色散位移型：光纖生產長家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個波長的光上，如：1300nm和1550nm。光纖的種類C.按折射率分布情況分：突變型和漸變型光纖。突變型：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低，模間色散高。適用于短途低速通訊，如：工控。但單模光纖由于模間色散很小，所以單模光纖都采用突變型。漸變型光纖：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高模光按正弦形式傳播，這能減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，但成本較高，現在的多模光纖多為漸變型光纖。光纖的種類4.常用光纖規格：單模：8/125μm，9/125μm，10/125μm多模：50/125μm