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第一部分 光纤理论与光纤结构
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一、光及其特性：
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1.光是一种电磁波
( f- t$ I/ o5 L& Q- c 可见光部分波长范围是：390~760nm(毫微米)。大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是：850，1300，1550三种。
$ e; J1 R1 x3 |- u3 k2.光的折射，反射和全反射。
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因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
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二、光纤结构及种类：
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1.光纤结构：
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光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62.5μm），中 间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm），最外是加强用的树脂涂层。
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2.数值孔径：
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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。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同（AT&T CORNING）。
4 ~7 ?8 k+ `) [3 `7 P3.光纤的种类：
, \ t- K F U% ]A.按光在光纤中的传输模式可分为：单摸光纤和多模光纤。
+ s" |; ~4 C5 U* j' D. E/ ]. u 多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或62.5μm），可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。单模光纤：中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10μm），只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。
/ S- Z8 W7 h! P. EB.按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。
4 @+ ]3 ?( b) L& i 常规型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300nm。
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色散位移型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300nm和1550nm。
* E1 y+ T/ L# m8 m+ o, @C.按折射率分布情况分：突变型和渐变型光纤。
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突变型：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。
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渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。
! a: X0 i4 D- R' D4.常用光纤规格：
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单模：8/125μm，9/125μm，10/125μm
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多模：50/125μm，欧洲标准
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工业，医疗和低速网络：100/140μm，200/230μm
* U7 t# t# I0 s2 r9 H! f 塑料：98/1000μm，用于汽车控制
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三、光纤制造与衰减：
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1.光纤制造：
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现在光纤制造方法主要有：管内CVD（化学汽相沉积）法，棒内CVD法，PCVD（等离子体化学汽相沉积）法和VAD（轴向汽相沉积）法。
( _8 c9 p6 F- r; t5 o H: F2.光纤的衰减：
3 C E( a& B' B( Y 造成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。
) x1 D" S- |! J# | 本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。
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弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。
z7 V; |) r4 Q: g 挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
1 F' S0 ?" J9 K% p8 H 杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。
+ T" g0 z6 N5 f. x: T 不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
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对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴（单模光纤同轴度要求小于0.8μm），端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。
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四、光纤的优点：
1 Z" h3 O5 P8 P7 k2 X4 V' ?1.光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。
3 Z8 Z) w& F! c, w8 G, A2 U2.无中继段长.几十到100多公里，铜线只有几百米。
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3.不受电磁场和电磁辐射的影响。
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4.重量轻，体积小。例如：通2万1千话路的900对双绞线，其直径为3英寸，重量8吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆，直径为0.5英寸，重量450P/KM。
% [$ _! Q( h; r# j' C6 A5.光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所。
, i" l( Y, D% }3 R6.使用环境温度范围宽。
- T! i1 D% m: K& R% ~3 h/ E7.化学腐蚀，使用寿命长。
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第二部分 光缆
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一、光缆的制造：
+ d; J* ?& S: p光缆的制造过程一般分以下几个过程：
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1.光纤的筛选：选择传输特性优良和张力合格的光纤。
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2.光纤的染色：应用标准的全色谱来标识，要求高温不退色不迁移。
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3.二次挤塑：选用高弹性模量，低线胀系数的塑料挤塑成一定尺寸的管子，将光纤纳入并填入防潮防水的凝胶，最后存放几天（不少于两天）。
. g0 i# X/ g q9 ^7 `4.光缆绞合：将数根挤塑好的光纤与加强单元绞合在一起。
- l8 _! `! z' P5.挤光缆外护套：在绞合的光缆外加一层护套。
+ _2 k1 }5 Z+ z1 _8 P二、光缆的种类：
: p' [$ E3 J4 o- a- T5 B1.按敷设方式分有：自承重架空光缆，管道光缆，铠装地埋光缆和海底光 |
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发表于 2007-3-17 21:13:33
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