文档介绍：光纤的通信原理及基础知识
第一章光纤通信的基本原理
第二章光纤的基本结构和分类
第三章光纤的基本参数
第四章光纤的制造方法
光纤的通信原理及基础知识
§ 光纤通信的基本原理
信号
处理
发送端
信号
处理
接收端
光波导
第一章光纤、光缆的基本知识

f
10km
1km
100m
10m
1m
1cm
1dm
105m
100km
107m
0
10Hz
100Hz
1k
10k
100k
1M
10M
100M
1G
10G
1cm
100m
1mm
10m
100nm
1m
10nm
1nm
100pm
10pm
1pm
10G
100G
1T
10T
100T
1015T
1017T
1016T
1019T
1018T
1020T
m
m
m
m
m
m
1m
900nm
800nm
700nm
500nm
600nm
400nm
红外线
紫外线
X射线
伽玛射线
光纤应用范围
无线电
电视
卫星
LW
KW
MW
UKW
dm
cm
高频
微波
低频
交流电
直流电
微波
可见光
电磁波谱
频谱分配
光纤通信的基本原理
光在传输过程中,在两种不同的传输媒质的界面将产生以下行为:
一部分入射光将被反射一部分入射光将进入第二种媒质,并产生折射
媒质1
折射率n1
媒质2
折射率n2
入射光线
反射光线
1
2
1=2
n1·Sin1=n2·Sin2
媒质1
折射率n1
媒质2
折射率n2
入射光线
1
2
折射光线
光的反射和折射定律
光纤通信的基本原理
折射率 n=光在真空中的传播速度/光在该媒质中的传播速度
全反射:
当n1>n2时,随着入射角的不断增加,在入射角达到某一值时,折射角达到90oC,我们把此时的入射角称为临界角0 。当入射角大于临界角时,将发生全反射。
媒质1
媒质2
根据折射定律,我们可以求出临界角,此时2=90o。即
n1·Sin0=n2·Sin90o
所以 Sin0=n2/n1
媒质
折射率
真空
空气
水
多模光纤
单模光纤
玻璃
钻石
光的全反射定律
光纤通信的基本原理
光通信正是利用了全反射原理,当光的注入角满足一定条件时,光便能在光纤(光波导)内形成全反射,从而达到长距离传输的目的。
包层 n2
纤芯 n1
光纤中心轴线
0
90- 0

包层 n2
空气 n0  1
光纤的导光原理
光纤通信的基本原理
n1>n2>n0
n0: 空气中的折射率
n1: 纤芯的折射率
n2: 包层的折射率
> 0
0: 入射角,
和 sin0=n2/n1
条件:
涂层
包层
纤芯
光纤的结构
光纤的基本结构和分类
光纤通信的优点
光通信基本原理
大容量
长中继距离
适应能力强
体积小,重量轻,便于安装和维护
选材丰富,价格低Raw material abundance, low price
保密性强