02光纤通信原理第1章光纤传输概述02光纤通信原理课程目标：掌握光纤的结构和类型掌握光纤传输的原理掌握光纤传输的特性（损耗、色散、非线性）参考资料：《现代通信基础与技术》----PAGEi目录TOC\o"1-3"\h\z\t"标题6,1,标题7,2,标题8,3"HYPERLINK\l"_Toc235438522"第1章光纤传输概述PAGEREF_Toc235438522\h1HYPERLINK\l"_Toc235438523"1.1光纤的基本知识PAGEREF_Toc235438523\h1HYPERLINK\l"_Toc235438524"1.1.1光纤简介PAGEREF_Toc235438524\h1HYPERLINK\l"_Toc235438525"1.1.2光纤应用频率使用概况PAGEREF_Toc235438525\h4HYPERLINK\l"_Toc235438526"1.1.3常用单模光纤类型及特点PAGEREF_Toc235438526\h4HYPERLINK\l"_Toc235438527"1.1.4新的光纤类型PAGEREF_Toc235438527\h5HYPERLINK\l"_Toc235438528"1.2光纤传输特性PAGEREF_Toc235438528\h6HYPERLINK\l"_Toc235438529"1.2.1光纤损耗PAGEREF_Toc235438529\h6HYPERLINK\l"_Toc235438530"1.2.2色散PAGEREF_Toc235438530\h8HYPERLINK\l"_Toc235438531"1.2.3光纤的非线性效应PAGEREF_Toc235438531\h10光纤传输概述知识点光纤传输基本知识常用光纤类型和应用光纤的传输特性光纤的基本知识光纤简介1．光纤的结构光纤是一种导光性能极好、直径很细的圆柱形玻璃纤维，主要由纤芯、包层和涂覆层构成，基本结构如REF_Ref113170041\h\*MERGEFORMAT图1.11所示。n1：纤芯的折射率n2：包层的折射率图STYLEREF2\s1.1SEQ图\*ARABIC\s21光纤结构（1）纤芯主体材料为SiO2（石英），掺杂微量的掺杂剂，如二氧化锗（GeO2），用以提高纤芯的折射率（n1）。纤芯的直径通常在5μm~50μm之间。（2）包层一般采用纯SiO2，外径为125μm。包层的折射率（n2）低于纤芯的折射率（n1）。（3）涂覆涂覆层采用环氧树脂、硅橡胶等高分子材料，外径约250μm。通过增加涂覆，增强光纤的柔韧性、机械强度和耐老化特性。2．光纤的分类（1）按照折射率的分布形状分类光线在光纤中传递时，各条光线分别以一个合适的角度入射到纤芯与包层的交界面上。由于纤芯的折射率（n1）大于包层的折射率（n2），因此，当光线的入射角度满足全反射条件时，即可使光线在分界面上不断反复进行全反射，以“之”字形路径向前行进，使光能限制在纤芯中，形成传输波。根据光纤截面上折射率的径向分布情况，光纤分为阶跃型和渐变型光纤。折射率与光纤结构的关系，以及光线在光纤中的传输如REF_Ref113200735\h图1.12所示。a.阶跃型光纤b.渐变型光纤图STYLEREF2\s1.1SEQ图\*ARABIC\s22阶跃型光纤和渐变型光纤对比（2）按照光纤的材料分类按照光纤的材料分类，除石英系光纤之外，还有多种成分的玻璃光纤、采用石英纤芯和塑料包层的石英塑料光纤、采用塑料纤芯和塑料包层的全塑料光纤等。这些光纤的损耗比石英光纤大，通常只用于楼内、室内等短距离系统。（3）按照传输模式分类光线属于电磁波范畴。因此，光线在光纤中传播时，不仅需要满足纤芯与包层的全反射条件，还需要满足电磁波在传输过程中的相干加强条件。对于具体的光纤结构，只有一系列特定的电磁波才可以在光纤中有效传输。这些特定的电磁波就称为光纤模式。光纤中，可传导的模式数量由光纤的具体结构和折射率径向分布决定。如果光纤中只支持一个传导模式（基模），则称该光纤为单模光纤，纤芯中只有一条光线传输；如果光纤支持多个传导模式，则称该光纤为多模光纤，纤芯中的每个光线均为一个传输模式，如REF_Ref113200735\h图1.12所示的光纤即是两种典型的多模光纤。单模光纤与多模光纤的区别如REF_Ref110742729\h表