無(wú)源光通訊基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)課件

無(wú)源光通訊基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)2013-5-16目錄定義：需要外加能源驅(qū)動(dòng)工作的光電子器件分類：

半導(dǎo)體激光器LD（VCSEL,FP,DFB）半導(dǎo)體光探測(cè)器PT（PDPINAPD)光纖激光器光放大器光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器光調(diào)制器光開關(guān)/路由器

這些器件是光發(fā)射、光接收機(jī)和光中繼器的關(guān)鍵器件，和光纖一起決定著基本光纖傳輸系統(tǒng)的水平。電子發(fā)射器光發(fā)射器光接收器電子接收器信息信息語(yǔ)音視頻數(shù)據(jù)調(diào)制復(fù)用電信號(hào)光信號(hào)電信號(hào)解調(diào)解復(fù)用語(yǔ)音視頻數(shù)據(jù)光纖傳輸幅度時(shí)間幅度時(shí)間光發(fā)射器+傳輸光纖+光接收器=基本的光纖通信系統(tǒng)光纖是一種導(dǎo)光的石英玻璃纖維，光在纖芯內(nèi)由于全反射作用而向前傳播。當(dāng)光沿纖芯向前傳播時(shí)，同時(shí)存在反射和折射現(xiàn)象。

反射：當(dāng)纖芯中的光傳到芯/包界面時(shí)，被反射回纖芯內(nèi)。

折射：當(dāng)纖芯中的光傳到芯/包界面時(shí)，透過(guò)界面進(jìn)入包層。光纖的導(dǎo)光原理：纖芯core：高折射率玻璃芯，用來(lái)傳送光；包層coating：低折射率硅玻璃包層，與纖芯一起形成全反射條件；涂敷層：樹脂涂層，用于加強(qiáng)用。保護(hù)套jacket：強(qiáng)度大，能承受較大沖擊，保護(hù)光纖。按照光纖的模式分類

單模（Single-Mode）：中心玻璃芯較細(xì)(芯徑一般為9或10μm)，只能傳一種模式的光。模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊。要求光源譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。

多模（Multi-Mode）：中心玻璃芯較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光。模間色散較大，限制了傳輸數(shù)字信號(hào)的頻率和距離，一般幾公里。

按折射率分類

階越(突變)光纖：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。成本低，模間色散高。適用于短途低速通訊，如：工控。單模光纖都采用突變型。

漸變折射率光纖：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，成本較高，現(xiàn)在的多模光纖多為漸變型光纖。多模光纖中傳輸光有很多傳播路徑(“模式”)單模光纖只允許光有一個(gè)傳播路徑多模光纖優(yōu)點(diǎn)：纖芯大，易熔接，傳輸系統(tǒng)投資小缺點(diǎn)：色散太大，衰減大。只適用于短距離，小容量的傳輸應(yīng)用單模光纖

優(yōu)點(diǎn)：色散小，衰減小。適用于長(zhǎng)距離、大容量的傳輸應(yīng)用缺點(diǎn)：纖芯小，熔接衰減大。傳輸系統(tǒng)投資大定義：

光纖與光纖之間進(jìn)行可拆卸鏈接的器件（它把光纖的兩個(gè)端面精密對(duì)接起來(lái)，以使發(fā)光光纖輸出的光能量最大限度地耦合到接收光纖中去，并使由于其介入光鏈路而對(duì)系統(tǒng)造成的影響減小到最小。）分類：（1）連接器插頭。材料有不銹鋼、全陶瓷、玻璃和塑料（2）跳線。將一根光纖的兩頭都裝上插頭，稱為跳線。（3）轉(zhuǎn)換器。把光纖接頭連接在一起的器件稱為轉(zhuǎn)換器，俗稱法蘭盤。（4）變換器。將某一種型號(hào)的插頭變換成另一型號(hào)插頭的器件。光纖連接器用氧化鋯陶瓷插芯光纖跳線3D端面幾何尺寸示圖曲率半徑：10~25mm(PC),7~12mm(APC)光纖高度：-100~100nm頂點(diǎn)偏移：0~50um光學(xué)指標(biāo)插入損耗指光纖中的光信號(hào)通過(guò)連接器后，其輸出光功率相對(duì)輸入光功率的比率的分貝數(shù)，其表達(dá)式為：IL=-10Log

其中—輸出端光功率

—輸入端光功率插入損耗越小越好，一般要求應(yīng)不大于0.3dB。對(duì)于多模光纖連接器來(lái)講，注入的光功率應(yīng)經(jīng)過(guò)穩(wěn)模器，濾去高次模，使光纖中的模式為穩(wěn)態(tài)分布，測(cè)試的損耗比較準(zhǔn)確。光學(xué)指標(biāo)回波損耗回波損耗又稱為后向反射損耗。它是指在光纖連接處，后向反射光相對(duì)輸入光的比率的分貝數(shù)，其表達(dá)式為

RL=-10Log

——后向反射光功率

——輸入光功率回波損耗越大越好，以減少反射光對(duì)光源和系統(tǒng)的影響。實(shí)際應(yīng)用的連接器，插針表面經(jīng)過(guò)了專門的拋光處理，可以使回波損耗更大，一般不低于45dB。光連接器—FC型

這種連接器最早是由日本NTT研制。FC是FerruleConnector的縮寫，表明其外部加強(qiáng)方式是采用金屬套，緊固方式為螺絲扣。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，制作容易。光連接器—SC型

由日本NTT公司開發(fā)。其外殼呈矩形，所采用的插針與耦合套筒的結(jié)構(gòu)尺寸與FC型完全相同，緊固方式是采用插拔銷閂式，不需旋轉(zhuǎn)。優(yōu)點(diǎn)：價(jià)格低廉插拔操作方便，插入損耗波動(dòng)小，抗壓強(qiáng)度較高，安裝密度高。光連接器—LC型

采用操作方便的模塊化插孔(RJ)閂鎖機(jī)理制成。其所采用的插針和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸的一半，為1.25mm。這樣可以提高光配線架中光纖連接器的密度。目前，在單模方面，LC類型的連接器實(shí)際已經(jīng)占據(jù)了主導(dǎo)地位，在多模方面的應(yīng)用也增長(zhǎng)迅速。

清洗的方法是：用裹有醫(yī)用藥棉的牙簽或竹簽蘸酒精，對(duì)適配器的陶瓷套筒進(jìn)行清洗，再用不蘸酒精的裹有醫(yī)用藥棉的牙簽或竹簽送入套筒進(jìn)行清洗，最后用吹氣球清除殘留在套筒內(nèi)壁上的殘留物。在日光燈下觀看陶瓷套筒的清潔度，不允許有任何雜質(zhì)。否則，重新做清潔工作。擦拭柱面擦拭頂端和端面干法或濕法擦拭端面測(cè)試跳線接頭擦拭清潔方法：手握跳線，使跳線陶瓷插芯垂直于光纖擦拭紙上，沿著光纖擦拭紙的紋路。按單一方向輕輕擦拭2-3次，不能來(lái)回擦拭，不能在光纖擦拭紙的同一位置反復(fù)擦拭。注意事項(xiàng)：擦拭紙選擇超低粉塵，質(zhì)地純凈，韌性好，不產(chǎn)生纖維屑等特點(diǎn)的無(wú)塵棉或無(wú)塵紙。擦拭方式：沿一個(gè)方向擦拭端面，可視情況選擇干擦和濕擦方式拭擦端面。耦合器（coupler）主要功能再分配光信號(hào)

重要應(yīng)用在光纖網(wǎng)絡(luò)

尤其是應(yīng)用在局域網(wǎng)

在波分復(fù)用器件上應(yīng)用基本結(jié)構(gòu)耦合器是雙向無(wú)源器件基本形式有樹型、星型——與耦合器對(duì)應(yīng)的有分路器（splitter）光纖分路器：用來(lái)實(shí)現(xiàn)光波能量的分路與合路的器件。它將一根光纖中傳輸?shù)墓饽芰堪凑占榷ǖ谋壤峙浣o兩根或者是多根光纖，或者將多根光纖中傳輸?shù)墓饽芰亢铣傻揭桓饫w中。

光分路器是光纖鏈路中最重要的無(wú)源器件之一，是具有多個(gè)輸入端和多個(gè)輸出端的光纖匯接器件。常用M×N來(lái)表示一個(gè)分路器有M個(gè)輸入端和N個(gè)輸出端。1×2、1×4、2×2等。光纖分路器的類型：光分路器按分光原理可以分為：

熔融拉錐型（光纖型）

平面波導(dǎo)型(PLCSPLITTER)。主要技術(shù)指標(biāo)（1）插入損耗。（2）附加損耗。（3）分光比。（4）隔離度。光纖分路器的優(yōu)點(diǎn)1、附加損耗低2、方向性好3、偏振敏感性低4、高性價(jià)比5、環(huán)境和機(jī)械穩(wěn)定性高光衰減器用途：

主要用于光纖通信系統(tǒng)的特征測(cè)試和其他測(cè)試中，對(duì)光有一定的衰減量的器件，根據(jù)衰減量的變化，可分為固定衰減器和可變衰減器光衰減器基本原理：

在玻璃基片上蒸鍍透射系數(shù)（或反射系數(shù)）變換較小的金屬膜，使通過(guò)鍍膜玻璃片的光功率被膜層材料吸收一部分，光強(qiáng)度受到衰減。光隔離器隔離器由起偏器，旋光器和檢偏器三部分組成。由于光纖活動(dòng)連接器，光纖熔接頭，光學(xué)元件的存在和光纖本身的瑞利散射的作用，總是存在反射光波，采用光隔離器消除反射波的影響，在光反射機(jī)，光放大器中都裝有光隔