§4.3光纤通信 §4.3光纤通 §4.31光纤通信原理及构成 §4.32光纤通信系统 第三章光电信 §4.3.3光纤网络系统 转换
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第 三 章 光 电 信 息 转 换 §4.3光纤通信 1 §4.3光纤通信 §4.3.1光纤通信原理及构成 §4.3.2光纤通信系统 §4.3.3光纤网络系统
§4.31光纤通信原理及构成 s4.3.1光纤通信原理及构成 光纤通信系统的基本组成如图43.1-1所示,主 要由3部分构成:光发送机,光纤传输线及光接收机。 光发送机 中继器 光接收机 第三章光电信 电发送机 电接收机 转换 图4.31-1光纤通信系统的基本组成
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第 三 章 光 电 信 息 转 换 §4.3.1光纤通信原理及构成 2 §4.3.1 光纤通信原理及构成 光纤通信系统的基本组成如图4.3.1-1所示，主 要由3部分构成：光发送机，光纤传输线及光接收机。 图4.3.1-1光纤通信系统的基本组成 光发送机 电发送机 电接收机 中继器 光接收机
§4.31光纤通信原理及构成 目录首节上秀采参来 其一、光纤 光纤( Optical fiber)是由纯石英拉制而成 的高度透明的玻璃丝。 图4.3.1-2为光纤 涂层 b 的横截面示意图,光纤 包层 第三章光电信 基本由3部分组成:1、 纤芯 折射率略高的纤芯;2 折射率略低的包层;3、 转换 图431-2光纤的横截面示意图 表面涂层
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第 三 章 光 电 信 息 转 换 3 一、光纤 光纤（Optical fiber）是由纯石英拉制而成 的高度透明的玻璃丝。 图4.3.1-2为光纤 的横截面示意图，光纤 基本由3部分组成：1、 折射率略高的纤芯；2、 折射率略低的包层；3、 表面涂层。 a b 纤芯 包层 涂层 图4.3.1-2光纤的横截面示意图 §4.3.1光纤通信原理及构成
§4.31光纤通信原理及构成 目录首节上秀采参来 根据纤芯折射率径向分布的不同,光纤可分为阶跃 折射率分布光纤和渐变折射率分布光纤,如图431 3所示。 第三章光电信 (a)阶跃折射率分布光纤 (b)渐变折射率分布光纤 转换 图4.3.1-3纤芯折射率径向分布
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第 三 章 光 电 信 息 转 换 4 根据纤芯折射率径向分布的不同，光纤可分为阶跃 折射率分布光纤和渐变折射率分布光纤，如图4.3.1- 3所示。 (a) 阶跃折射率分布光纤 (b) 渐变折射率分布光纤 图4.3.1-3纤芯折射率径向分布 2a 2b n1 n2 n0 r 2a 2b n1 n2 n0 r §4.3.1光纤通信原理及构成
§4.31光纤通信原理及构成 其光纤的导光原理可用射线理论与导波理论两种方 法进行分析。这里,仅对阶跃折射率分布光纤的射线 理论分析方法进行介绍。 其图4.3.14表示光波在阶跃折射率分布光纤中的 传播路径。 第三章光电信 转换 图4.3.1-4光波在阶跃折射率分布光纤中的传播路径
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第 三 章 光 电 信 息 转 换 5 光纤的导光原理可用射线理论与导波理论两种方 法进行分析。这里，仅对阶跃折射率分布光纤的射线 理论分析方法进行介绍。 图4.3.1-4表示光波在阶跃折射率分布光纤中的 传播路径。 图4.3.1-4光波在阶跃折射率分布光纤中的传播路径 n2 n1 n0 θi θr φ §4.3.1光纤通信原理及构成
§4.3.1光纤通信原理及构成 6 束光线以与光纤轴线成的角度入射到芯区中心, 在光纤空气界面发生折射,折射光与光纤轴线的 夹角由斯涅耳定律决定 no sin 8=n, sin 6 4.3.1-1 式中,和分别为空气和纤芯的折射率 第三章光电信 折射光到达纤芯—包层界面时,若入射角大于 临界角时,将发生全反射,若包层折射率为,则定义 为 转换 sin =n2/n, 4.3.1-2
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第 三 章 光 电 信 息 转 换 6 一束光线以与光纤轴线成的角度入射到芯区中心， 在光纤——空气界面发生折射，折射光与光纤轴线的 夹角由斯涅耳定律决定 4.3.1-1 折射光到达纤芯——包层界面时，若入射角大于 临界角时，将发生全反射，若包层折射率为，则定义 为 4.3.1-2 式中，和分别为空气和纤芯的折射率。 n i n r 0 sin = 1 sin 2 1 sin c = n / n §4.3.1光纤通信原理及构成
§4.3.1光纤通信原理及构成 所有的光线都将被限制在光纤芯中,这就是光纤 导光的基本原理 为实现全反射,对光线的入射角有一个最大值限制, 与有关系式成立,以替代,并利用式4.3.1-1和 4.3.1-2可得 第三章光电信 no sin 0 =n, CoS =(n, -n,) 4.3.1-3 nsmO称为光纤的数值孔径( Numerical 转换 Aperture,NA),代表光纤的集光能力
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第 三 章 光 电 信 息 转 换 7 所有的光线都将被限制在光纤芯中，这就是光纤 导光的基本原理。 为实现全反射，对光线的入射角有一个最大值限制， 与有关系式成立，以替代，并利用式4.3.1-1和 4.3.1-2可得 4.3.1-3 称为光纤的数值孔径（Numerical Aperture，NA），代表光纤的集光能力。 2 1/ 2 2 2 0 1 1 n sin n cos (n n ) i = c = − n i 0 sin §4.3.1光纤通信原理及构成
§4.31光纤通信原理及构成 8 对于n2≈1NA可近似为 NAn(2△)2△=(n1-n2) 4.3.1-4 式中,为光纤的纤芯包层相对折射率差。 利用导波理论可将光纤分为多模光纤与单模光纤。 多模光纤的纤芯直径um,单模光纤的纤芯直径um,包 层直径均为50um。在多模光纤中,可以激励起大量的传 章输模式,不同模式在横向的功率分布是不同的,入射的 光 光功率按一定比例分配给这些模式进行传播,不同模式 最在轴向的传播常数不同。在单模光纤中,通常只能激励 换 起一个模式,称为基模
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第 三 章 光 电 信 息 转 换 8 对于 ，NA可近似为 NA 4.3.1-4 式中，为光纤的纤芯——包层相对折射率差。 利用导波理论可将光纤分为多模光纤与单模光纤。 多模光纤的纤芯直径μm ，单模光纤的纤芯直径μm，包 层直径均为50μm。在多模光纤中，可以激励起大量的传 输模式，不同模式在横向的功率分布是不同的，入射的 光功率按一定比例分配给这些模式进行传播，不同模式 在轴向的传播常数不同。在单模光纤中，通常只能激励 起一个模式，称为基模。 2 1 n n 1/ 2 1 = n (2) 1 2 1 = (n − n )/ n §4.3.1光纤通信原理及构成
§4.31光纤通信原理及构成 其光纤有两个重要的特性,一个是损耗特性,一个 是色散特性,决定了光纤通信系统的容量。 (1)光纤的损耗 用衰减系数表示光纤的衰减特性,定义为 10 第三章光电信 lg( Pout/Pin)dB/km 4.3.1-5 转换
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第 三 章 光 电 信 息 转 换 9 光纤有两个重要的特性，一个是损耗特性，一个 是色散特性，决定了光纤通信系统的容量。 （1）光纤的损耗 用衰减系数表示光纤的衰减特性，定义为 lg( / ) dB/km 4.3.1-5 10 Pout Pi n L = − §4.3.1光纤通信原理及构成
§4.31光纤通信原理及构成 10 实验 红外 吸收 瑞利散射 紫外吸收 01 005 液导缺陷 章 001 光 16 l.8 电 波长/p 信 转 换 图4.3.1-5单模光纤的损耗谱特性
目录 章首 节首 上一张 下一张 结束 第 三 章 光 电 信 息 转 换 10 图4.3.1-5单模光纤的损耗谱特性 §4.3.1光纤通信原理及构成