第8章光纤及研磨工艺

第8章光纤及研磨工艺8.1光纤的结构与基本分类8.2光纤的优缺点8.3光纤通信系统8.4光纤研磨工艺8.5光纤研磨工艺的安全问题8.6光纤跳线的测试方法和相关工具8.7光纤相关知识扩展8.1光纤的结构与基本分类•光纤的结构•光纤的基本分类光纤的结构•光纤是光导纤维的简称，是由一组光导纤维组成的用于传播光束的、细小而柔韧的传输介质，它由石英玻璃或者特制塑料拉成的柔软细丝。通常由涂覆层、包层、纤芯组成。光纤的基本分类•单模光纤•多模光纤单模光纤•单模光纤主要用于长距离通信，纤芯直径很小，其纤芯直径为8-10μm，而包层直径为•125μm。由于单模光纤的纤芯直径接近一个光波的波长，因此光波在光纤中进行传输时，不再进行反射，而是沿着一条直线传输。正由于这种特性使单模光纤具有传输损耗小、传输频带宽、传输容量大的特点。在没有进行信号增强的情况下，单模光纤的最大传输距离可达3000米，而不需要进行信号中继放大。多模光纤•多模光纤的纤芯直径较大，不同入射角的光线在光纤介质内部以不同的反射角传播，这时每一束光线有一个不同的模式，具有这种特性的光纤称为多模光纤。多模光纤在光传输过程中比单模光纤损耗大，因此传输距离没有单模光纤远，可用带宽也相对较小些。单模/多模光纤区别•目前单模光纤与多模光纤的价格差价不大，但单模光纤的连接器件比多模光纤的昂贵得多，因此整个单模光纤的通讯系统造价相比多模光纤的也要贵得多。单模光纤和多模光纤比较特性单模光纤多模光纤纤芯大小8µm-10µm50µm-62.5µm模间色散没有有可能有可能距离特性远近光源激光发光二极管8.2光纤的优点•传输频带宽，通信容量大•电磁绝缘性能好，不受电磁干扰影响•信号衰减小，传输距离大•保密性好•中继器间隔较大，可以降低成本•线径细、重量轻•抗腐蚀•制造原料丰富光纤的缺点•纤芯质地较脆，强度低，容易折断•光缆的安装和连接相对困难，需专业人员•与铜缆的连接需专用的信号转换设备•光缆的价格还是比较高光纤使用•光纤只能单向传输信号，因此要双向传输信号必须使用两根光纤，为了扩大传输容量，光缆一般含多根光纤且多为偶数，例如6芯光缆、8芯光缆、12芯、24芯、48芯光缆等，一根光缆甚至可容纳上千根光纤。•在综合布线系统中，一般采用纤芯为62.5μm/125μm规格的多模光缆，有时也用50μm/125μm和100μm/140μm的多模光缆。户外布线大于2km时可选用单模光缆。8.3光纤通信系统•光纤通信系统由光源、光纤、光发光机、光接收机组成。不同光源特性比较项目LED二极管ILD激光数据速率低高模式多模多模/单模距离短远生命期长短温度敏感度较低较敏感造价便宜昂贵光纤通信系统优点•传输频带宽，通信容量大•信号衰减小，传输距离大•抗干扰能力强，应用范围广•线径细、重量轻•抗腐蚀•光纤制造原料丰富8.4光纤研磨工艺•看书P60-708.5光纤研磨工艺的安全问题•安全工作服•安全眼镜•手套•安全工作区8.6光纤跳线的测试方法和相关工具•使用研磨工具中的专用显微镜•高档的视频显微镜•专用电缆认证测试仪•将光纤跳线投入使用,看是否连通8.7光纤相关知识扩展•光纤是一种能传导光波的介质，可以使用玻璃和塑料制造光纤，超高纯度石英玻璃纤维制作的光纤可以得到最低的传输损耗。光纤质地脆，易断裂，因此纤芯需要外加一层保护层。光纤结构皮套缓冲层纤芯折射率折射率IR=光在真空中的速率/光在介质中的速率（折射率：空气水玻璃）折射率越大,光的传播速率越小光纤传输特性•光导纤维通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号。由于光纤的折射系数高于外部包层的折射系数，因此可以使入射的光波在外部包层的界面上形成全反射现象光纤内部结构详解•看书P74-75光纤分类•按光纤横截面折射率分布分类•按工作波分类•按套塑类型分类按光纤横截面折射率分布分类•突变型（SI阶跃型）•渐变型（GI梯度型）突变型（SI阶跃型）•纤芯部分折射率不变,而在芯-包界面折射率突变。纤芯中光线轨迹呈锯齿形折线。这种光纤模间色散大，带宽只有几十兆赫·公里。常做成大芯径，大数值孔径（例如芯径为100微米，NA为0.30）光纤,以提高与光源的耦合效率，适用于短距离、小容量的通信系统。•由于模态色散厉害，所以在多模光纤较少用渐变型（GI梯度型）•纤芯中心折射率最高，沿径向渐变小•可以把这种光纤的纤芯分割成多层突变型光纤来分析其传输原理。这种光纤芯径和数值孔径必然很小,一般芯径只有数微米，因此连接耦合难度大。由于是单模传输，消除了模间色散,在波长1.3微米附近材料色散又趋近于零，因此带宽极大（可达数百吉赫·公里）。单模光纤被视为今后大容量长途干线通信的主要传输线。按工作波分类•短波•长波短波光纤•波长在0.6~0.9微米，典型的在0.85微米。•短波属于早期产品，现在很少使用。长波光纤•波长在1.31微米和1.55微米•光纤衰减最小，带宽宽，适合长距离、大容量通信。按套塑类型分类•紧套光纤：通过二次、三次涂覆使光纤的纤芯紧密结合在一起，目前多使用此类光纤。•松套光纤：没有二次、三次涂覆光纤连接器的固定方式•环氧法：使用胶水连接，固化时间长–空气吹干法–紫外烘干法–烤箱烘干法–厌氧固化法•非环氧法–磨光–非磨光