光纤通信教案
光纤通信技术电子教案

光纤通信技术电子教案一、教学目标1. 让学生了解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 使学生掌握光纤通信系统的组成及其关键部件。
3. 培养学生了解光纤通信的应用领域和未来发展趋势。
二、教学内容1. 光纤通信概述光纤通信的定义光纤通信的发展历程光纤通信的优势与不足2. 光纤的工作原理光波的产生与传输光纤的导光原理光纤的衰减与色散3. 光纤通信系统组成光源光发送器光纤光接收器光放大器4. 光纤通信技术的关键技术光波的分波和解波光信号的调制与解调光信号的放大与传输5. 光纤通信的应用领域通信网络数据传输有线电视医疗、工业与科研领域三、教学方法1. 采用讲授法,讲解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 利用多媒体演示,展示光纤通信系统的组成及其工作原理。
3. 案例分析,让学生了解光纤通信在实际应用中的具体实例。
4. 开展小组讨论,探讨光纤通信技术的未来发展。
四、教学评价1. 课堂问答,评估学生对光纤通信基本概念的理解。
2. 课后作业,检验学生对光纤通信系统组成的掌握。
3. 小组报告,评估学生对光纤通信应用领域的了解。
4. 课程论文,让学生深入研究光纤通信技术的某一方向。
五、教学资源1. 教案、课件和讲义。
2. 多媒体演示素材。
3. 光纤通信相关案例资料。
4. 光纤通信技术发展论文集。
六、教学活动1. 导入新课:通过展示光纤通信在现代社会中的重要作用,引发学生对光纤通信技术的好奇心和兴趣。
2. 理论讲解:详细讲解光纤通信的基本概念、原理和特点,引导学生理解光纤通信的基本知识。
3. 演示实验:进行光纤通信原理的演示实验,让学生直观地了解光波在光纤中的传输过程。
4. 案例分析:分析光纤通信在实际应用中的具体实例,让学生了解光纤通信技术的实际应用价值。
5. 小组讨论:组织学生进行小组讨论,探讨光纤通信技术的未来发展及其对社会的潜在影响。
七、教学安排1. 第1-2课时:讲解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 第3-4课时:讲解光纤的工作原理及其光纤的导光原理。
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历

《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历一、教学大纲1.1 课程简介《光纤通信技术》是一门介绍光纤通信的基本原理、技术及其应用的课程。
通过本课程的学习,使学生掌握光纤通信的基本概念、光纤的传输特性、光纤通信系统的组成及其关键技术,了解光纤通信的发展趋势和应用领域。
1.2 教学目标(1)了解光纤通信的基本概念及其发展历程。
(2)掌握光纤的传输特性,包括损耗、色散、非线性效应等。
(3)熟悉光纤通信系统的组成,包括发射、传输、接收等部分。
(4)掌握光纤通信的关键技术,如波分复用、光放大器、光纤传感器等。
(5)了解光纤通信的应用领域及发展趋势。
1.3 教学内容(1)光纤通信的基本概念及发展历程(2)光纤的传输特性(3)光纤通信系统的组成(4)光纤通信的关键技术(5)光纤通信的应用领域及发展趋势二、教案2.1 教案设计本课程采用讲授、实验、讨论等多种教学方法,结合教材、PPT、网络资源等教学资源,以提高学生的学习兴趣和参与度。
2.2 课时安排(1)光纤通信的基本概念及发展历程:2课时(2)光纤的传输特性:3课时(3)光纤通信系统的组成:2课时(4)光纤通信的关键技术:4课时(5)光纤通信的应用领域及发展趋势:2课时三、课程日历3.1 第1周:光纤通信的基本概念及发展历程(1)第1课时:介绍光纤通信的定义、分类及其发展历程(2)第2课时:介绍光纤通信的优点及缺点3.2 第2周:光纤的传输特性(1)第1课时:光纤的组成及结构(2)第2课时:光纤的传输原理(3)第3课时:光纤的损耗与色散3.3 第3周:光纤通信系统的组成(1)第1课时:发射器与接收器(2)第2课时:光纤与光缆(3)第3课时:波分复用技术3.4 第4周:光纤通信的关键技术(1)第1课时:光放大器(2)第2课时:光纤传感器(3)第3课时:光开关与光调制器(4)第4课时:光传输网络3.5 第5周:光纤通信的应用领域及发展趋势(1)第1课时:光纤通信在通信领域的应用(2)第2课时:光纤通信在数据通信中的应用(3)第3课时:光纤通信在有线电视中的应用(4)第4课时:光纤通信的发展趋势六、教学资源6.1 教材《光纤通信技术》教材,作者:X,出版社:X。
初中科学光纤原理教案

初中科学光纤原理教案一、教学目标1. 让学生了解光纤通信的基本概念,知道光纤通信的优点。
2. 让学生掌握光纤通信的原理,了解光纤的结构和光信号的传输过程。
3. 培养学生的观察能力、思考能力和动手能力,提高学生对科学知识的兴趣。
二、教学内容1. 光纤通信的基本概念2. 光纤的结构和光信号的传输过程3. 光纤通信的优点4. 光纤通信的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:光纤通信的原理,光纤的结构和光信号的传输过程。
2. 教学难点:光纤通信的原理,光纤的结构和光信号的传输过程。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生思考光纤通信的原理和优点。
2. 使用多媒体教学,展示光纤的结构和光信号的传输过程。
3. 进行实验操作,让学生亲身体验光纤通信的原理。
五、教学步骤1. 引入新课:提问学生对光纤通信的了解,引导学生思考光纤通信的优点。
2. 讲解光纤通信的基本概念,介绍光纤的结构和光信号的传输过程。
3. 讲解光纤通信的优点,让学生了解光纤通信的优势。
4. 进行实验操作,让学生亲身体验光纤通信的原理。
5. 总结本节课的主要内容,布置课后作业。
六、课后作业1. 绘制光纤的结构图。
2. 列举光纤通信的优点。
3. 调查生活中使用光纤通信的实例。
七、教学反思本节课通过问题驱动的教学方法,引导学生思考光纤通信的原理和优点。
通过多媒体教学,展示了光纤的结构和光信号的传输过程。
实验操作让学生亲身体验了光纤通信的原理。
但在教学过程中,要注意引导学生主动参与,提高学生的动手能力。
《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历

《光纤通信技术》课程教学大纲、教案、课程日历第一章:光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与发展历程1.2 光纤通信的优势与局限性1.3 光纤通信的基本原理1.4 光纤通信的应用领域第二章:光纤与光纤器件2.1 光纤的制备与分类2.2 光纤的传输特性2.3 光纤的连接与耦合技术2.4 光纤通信系统中的关键器件第三章:光发送与接收技术3.1 光发送器的工作原理与分类3.2 光发射机的性能指标3.3 光接收器的工作原理与分类3.4 光接收机的性能指标第四章:光纤传输系统设计4.1 光纤传输系统的基本组成4.2 光纤传输损耗与色散4.3 光纤传输系统的性能评估4.4 光纤传输系统的设计步骤与方法第五章:光纤通信网络与技术5.2 光纤传输网(OTN)5.3 光纤接入网(FTTx)5.4 光纤交换技术与光互联网第六章:光纤通信系统的测试与维护6.1 光纤通信系统性能测试指标6.2 光纤通信系统测试设备与方法6.3 光纤通信系统维护与管理6.4 故障诊断与处理方法第七章:光纤通信技术在特定领域的应用7.1 光纤通信在数据通信中的应用7.2 光纤通信在电信网络中的应用7.3 光纤通信在有线电视网络中的应用7.4 光纤通信在其他领域的应用案例第八章:光纤通信技术的未来发展8.1 新型光纤材料与技术8.2 光子集成电路与光电子技术8.3 光纤通信网络的智能化与自动化8.4 量子光纤通信技术的发展第九章:光纤通信技术的工程实践9.1 光纤通信系统的设计与实施9.2 光纤通信设备的安装与调试9.4 工程案例分析与实践第十章:课程总结与复习10.1 光纤通信技术的关键概念与技术10.2 光纤通信系统的性能评估与优化10.3 光纤通信技术在现代通信网络中的应用10.4 课程复习与考试要点重点和难点解析一、光纤通信的定义与发展历程重点:光纤通信的基本原理、优势与局限性难点:光纤通信技术的发展历程及其对现代通信的影响二、光纤与光纤器件重点:光纤的制备与分类、光纤的传输特性难点:光纤的连接与耦合技术、光纤通信系统中的关键器件的工作原理与性能三、光发送与接收技术重点:光发送器的工作原理与分类、光接收器的工作原理与分类难点:光发射机的性能指标、光接收机的性能指标四、光纤传输系统设计重点:光纤传输系统的基本组成、光纤传输损耗与色散难点:光纤传输系统的性能评估方法、光纤传输系统的设计步骤与方法五、光纤通信网络与技术重点:光纤通信网络的分类与结构、光纤传输网(OTN)、光纤接入网(FTTx)、光纤交换技术与光互联网难点:光纤通信网络的设计与实施、光纤通信设备的安装与调试、光纤通信网络的运营与管理六、光纤通信系统的测试与维护重点:光纤通信系统性能测试指标、光纤通信系统测试设备与方法难点:光纤通信系统维护与管理、故障诊断与处理方法七、光纤通信技术在特定领域的应用重点:光纤通信在数据通信、电信网络、有线电视网络等领域的应用难点:光纤通信在其他领域的应用案例分析八、光纤通信技术的未来发展重点:新型光纤材料与技术、光子集成电路与光电子技术难点:光纤通信网络的智能化与自动化、量子光纤通信技术的发展九、光纤通信技术的工程实践重点:光纤通信系统的设计与实施、光纤通信设备的安装与调试难点:光纤通信网络的运营与管理、工程案例分析与实践十、课程总结与复习重点:光纤通信技术的关键概念与技术、光纤通信系统的性能评估与优化难点:光纤通信技术在现代通信网络中的应用、课程复习与考试要点全文总结和概括:本课程《光纤通信技术》涵盖了光纤通信的基本概念、技术原理、系统设计、网络应用以及未来发展等多个方面。
光纤通信技术电子教案

光纤通信技术电子教案一、教学目标1. 让学生了解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 使学生掌握光纤通信系统的组成及其工作原理。
3. 培养学生对光纤通信技术的应用和发展趋势的认识。
二、教学内容1. 光纤通信的基本概念1.1 光与光纤1.2 光纤通信的优点与局限2. 光纤通信系统的基本组成2.1 光源2.2 光发送器2.3 光纤2.4 光接收器2.5 光放大器3. 光纤通信的工作原理3.1 模拟光纤通信系统3.2 数字光纤通信系统4. 光纤通信技术的应用4.1 通信网络4.2 数据传输与存储4.3 医疗、工业及其他领域的应用5. 光纤通信技术的发展趋势5.1 高速光纤通信5.2 光纤到户(FTTH)5.3 光载无线通信(OWC)三、教学方法1. 采用多媒体教学,结合图片、动画和视频,直观地展示光纤通信的原理和应用。
2. 利用实验设备和模型,让学生亲身体验光纤通信的过程,提高学生的实践能力。
3. 开展小组讨论,引导学生思考光纤通信技术在现实生活中的应用和发展前景。
四、教学评价1. 课堂问答:评估学生对光纤通信基本概念的理解。
2. 实验报告:评估学生在光纤通信实验中的操作能力和对原理的掌握。
3. 小组报告:评估学生在小组讨论中的参与程度和思考深度。
五、教学资源1. 多媒体课件:包括图片、动画、视频等教学素材。
2. 实验设备:光纤通信实验仪、光纤等。
3. 参考书籍:光纤通信技术、光电子学等。
4. 网络资源:相关论文、新闻报道、技术动态等。
六、教学安排1. 课时:共计32课时,分别为4个学时/周,共8周。
2. 教学计划:周次内容安排学时第1周光纤通信的基本概念 4第2周光纤通信系统的基本组成 4第3周光纤通信的工作原理 4第4周光纤通信技术的应用 4第5周光纤通信技术的发展趋势 4第6周实验一:光纤通信系统实验 4第7周小组讨论:光纤通信在现实生活中的应用 4第8周总结与复习 4七、教学注意事项1. 确保学生掌握光纤通信的基本概念,以便能够理解后续的教学内容。
光纤通信技术电子教案

光纤通信技术电子教案第一章:光纤通信概述1.1 光纤通信的定义与发展历程1.2 光纤通信的优势与局限1.3 光纤通信在我国的应用与发展前景第二章:光纤与光波导2.1 光纤的制备与种类2.2 光波导的原理与结构2.3 光纤的传输特性与损耗第三章:光纤通信器件3.1 光源与光发射器3.2 光接收器与光检测器3.3 光开关、光调制器与光放大器第四章:光纤通信系统4.1 光纤通信系统的组成与工作原理4.2 光纤通信的传输技术4.3 光纤通信的复用技术第五章:光纤通信网络5.1 光纤通信网络的类型与结构5.2 光纤传输网络的技术与发展5.3 光纤通信网络的应用领域第六章:光纤通信系统的性能评估6.1 系统性能指标6.2 信道容量与误码率6.3 系统性能优化第七章:光纤通信技术的应用7.1 电信领域7.2 数据通信与互联网7.3 光纤在有线电视中的应用第八章:光纤通信技术的挑战与发展8.1 光纤的非线性效应8.2 信号衰减与色散问题8.3 未来光纤通信技术的发展趋势第九章:光纤通信技术的标准化与协议9.1 光纤通信标准概述9.2 主要的通信协议9.3 我国在光纤通信标准制定中的贡献第十章:实验与实践10.1 光纤通信实验设备与实验方法10.2 光纤通信系统性能测试实验10.3 光纤通信技术应用案例分析重点和难点解析一、光纤通信的定义与发展历程重点:光纤通信的基本概念、光纤通信的发展历程及其重要里程碑。
难点:理解光纤通信与传统通信方式的差异以及光纤通信技术的发展趋势。
二、光纤与光波导重点:光纤的制备、种类及其传输特性。
难点:光波导的工作原理以及光纤的传输损耗。
三、光纤通信器件重点:光纤通信系统中使用的关键器件及其功能。
难点:理解不同类型的光源、光接收器、光开关、光调制器以及光放大器的工作原理。
四、光纤通信系统重点:光纤通信系统的组成、工作原理以及传输与复用技术。
难点:掌握光纤通信系统的传输特性、信道容量以及误码率等性能评估指标。
光纤通信技术电子教案

光纤通信技术电子教案一、教学目标1. 了解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 掌握光纤通信系统的基本组成部分及其工作原理。
3. 熟悉光纤通信技术的应用领域和未来发展趋势。
二、教学内容1. 光纤通信的基本概念光纤通信的定义光纤通信的优点2. 光纤通信的原理光波的传播特性光纤的传输特性3. 光纤通信系统的基本组成部分光源光发送器光纤光接收器光放大器4. 光纤通信的工作原理光发送器的工作原理光纤的传输过程光接收器的工作原理5. 光纤通信技术的应用领域长途通信局域网光纤到户特殊应用三、教学方法1. 讲授法:讲解光纤通信的基本概念、原理和特点。
2. 案例分析法:分析光纤通信系统的实际应用案例。
3. 讨论法:引导学生探讨光纤通信技术的未来发展。
四、教学资源1. 教材:光纤通信技术。
2. 多媒体课件:演示光纤通信系统的原理和应用。
3. 网络资源:查找光纤通信技术的最新发展动态。
五、教学评价1. 课堂问答:检查学生对光纤通信基本概念的理解。
2. 课后作业:巩固学生对光纤通信原理和系统的掌握。
3. 小组讨论:评估学生对光纤通信技术应用领域的了解。
4. 课程报告:考察学生对光纤通信技术未来发展的思考。
六、教学重点与难点1. 教学重点:光纤通信的基本概念和原理。
光纤通信系统的基本组成部分及其工作原理。
2. 教学难点:光波的传播特性和光纤的传输特性。
光发送器、光接收器以及光放大器的工作原理。
光纤通信技术的未来发展。
七、教学安排1. 课时:共计4学时。
2. 教学方式:讲授法、案例分析法、讨论法。
3. 教学过程:第一阶段:讲解光纤通信的基本概念和原理(0.5学时)。
第二阶段:分析光纤通信系统的组成部分及其工作原理(1学时)。
第三阶段:介绍光纤通信技术的应用领域和未来发展趋势(0.5学时)。
第四阶段:案例分析与讨论(1学时)。
第五阶段:课堂问答与作业布置(0.5学时)。
八、教学案例1. 案例一:长途通信中的光纤通信系统。
2. 案例二:光纤到户的应用实例。
光纤通信传输技术教案.

知识点光纤通信传输技术一、教学目标:了解各种光纤传输技术。
二、教学重点、难点:SDH的速率、SDH网络结构、WDM的概念。
三、教学过程设计:1.知识点说明光纤传输技术以SDH为基础,先后发展了WDM、OTN、PTN等技术。
2.知识点内容1)SDH的中文含义是同步数字系列,SDH中的帧结构是9×270×N的同步传送模块(STM),N取正整数1、4、16、64、256,STM-1的速率是155.52Mbit/s,其余各级的速率分别是STM-1的N倍。
2)SDH网的网络结构有环形网、线形网、网孔形网等,分别由不同的网元组成。
3)波分复用(WDM )就是让不同波长的光信号同在一根光纤上传输而互不干扰。
波长间隔更紧密的WDM为密集波分复用(DWDM),通常为几个nm。
4)WDM系统主要由光发射机、光中继放大、光接收机、光监控信道和网络管理系统组成。
5)光传送网(OTN)是基于波分复用技术,由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络,能够提供基于光通道的用户信号的传送、复用、路由、管理、监控以及保护。
6)分组传送网(PTN)是以分组传送为基础、以分组交换为核心,支持多业务承载,并具备完善的保护和OAM管理功能的面向连接端到端的传送技术。
PTN网络定位为城域网传输,如用于承载电信运营商的无线回传网络、以太网专线以及IPTV等多媒体数据业务。
3.知识点讲解7)每一部分内容的讲解均要从基本概念入手,简化原理,重视应用。
8)SDH从其传输速率到网络单元类型以及我国SDH网络结构组成几个方面进行讲解。
9)WDM说明其概念和优点,以及系统结构组成。
10)OTN、PTN注重基本概念和网络应用方面。
四、课后作业或思考题:1、SDH的中文含义是。
2、STM-16的传输速率是()A. 155 Mbit/sB. 622 Mbit/sC. 2.5Gbit/sD. 10Gbit/s3、光传送网(OTN)是基于技术,由一组通过光纤链路连接在一起的光网元组成的网络。
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课程教案(2015—2016学年第二学期)课程名称:光纤通信授课学时: 44学时授课班级:电子信息工程13级任课教师:教案(首页)第2章光纤与光缆(一)教学内容:基本光学定律和定义,光纤模式和结构,光纤波导传输的基本原理,圆波导的模式理论,单模光纤的基本原理,光纤材料和制造基本原理。
重点:光纤模式和结构,光纤波导传输的基本原理,单模光纤的基本原理,光纤材料和制造基本原理。
难点:圆波导的模式理论(四)概述对光纤的结构和分类做简单介绍,对光纤的导光原理采用射线法和标量近似解法进行重点分析。
对单模光纤的结构特点、主模及单模传输条件进行讨论。
介绍光纤的传输特性及特殊光纤。
教学环节教学过程引言本章课程的讲授在整个通信技术的发展中传输介质始终是人们需要不断研究和改进的课题,光通信从19世纪前就已得到应用,但由于没有找到合适的传输介质,使得光通信无法充分发挥其优点。
1966年英籍华人科学家C.K.Kao发表论文提出可以利用纯度极高的石英玻璃作为传输煤质来传送光信号,从而拉开了光纤通信技术飞速发展的序幕(C.K.Kao博士也因此成就获得2009年Nobel物理学奖)。
近半个世纪来,人们对光纤的结构、制造工艺不断改善,使得光纤的传输性能越来越优良,光纤已经成为现代长途干线网络信息传输的首选传输介质。
本章将对光纤进行详细的讨论,使学生对光纤通信课程建立较好的基本理解。
在讲授基本内容之前请学生回答自己对实际生活中所接触的光纤光缆的认识和理解,大家在什么地方用过光纤呢?家里或宿舍上网时信息是通过什么进行传输或如何进行传输的呢?通过提问对学生进行较好的引导,让学生上课时很快提高兴趣。
2.1 光纤的结构和分类2.1.1 光纤的结构光纤有不同的结构形式。
目前,通信用的光纤绝大多数是用石英材料做成的横截面很小的双层同心玻璃体,外层玻璃的折射率比内层稍低。
折射率高的中心部分叫做纤芯,其折射率为,直径为2a;折射率低的外围部分称为包层,其折射率为,直径为2b。
让学生自行思考为何要采用这种结构?提问!强调纤芯和包层的折射率很接近、差值不能太大。
采用芯包结构的目的:(1)进行全反射,减小散射损耗。
(2)增加纤芯的机械强度。
(3)保护纤芯不受外界的污染。
1n2n2.1.2 光纤的分类按照折射率分布、传输模式多少、材料成分等的不同,光纤可分为很多种类,下面将有代表性的几种,简单介绍一下1. 按照纤芯折射率分布来分一般可以分为阶跃型光纤和渐变型光纤两种(1)阶跃型光纤(SIOF)如果纤芯折射率(指数)沿半径方向保持一定,包层折射率沿半径方向也保持一定,而且纤芯和包层折射率在边界处呈阶梯型变化的光纤,称为阶跃型光纤,又可称为均匀光纤。
强调在阶跃型光纤中光线是直线传播,该光纤的传播特性可以用射线光学原理较好的解释。
(2)渐变型光纤(GIOF)如果纤芯折射率沿着半径加大而逐渐减小,而包层折射率是均匀的,这种光纤称为渐变型光纤,又称为非均匀光纤。
在渐变型光纤中光纤是曲线传播,必须用模式理论才能较为严格的解释光波在此光纤中的传播特性。
向学生强调实际中的所有光纤均是渐变型的,所以对此光纤纤芯折射率的设计需要人们进行较好的研究。
2. 按照传输模式的多少来分所谓模式,实际上上电磁场的一种场型结构分布形式。
模式不同,其场型结构不同。
根据光纤中传输模式的数量,可分为单模光纤和多模光纤。
(1)单模光纤光纤中只传输单一模式时,叫做单模光纤。
单模光纤的纤芯直μ,通常,纤芯中折射率的分布认为是均匀分径较小,约为4 ~10m布的。
由于单模光纤只传输基模,从而完全避免了模式色散,使传输带宽大大加宽。
因此,它适用于大容量、长距离的光纤通信。
(2)多模光纤μ,由于模色散的存在使多模光多模光纤的纤芯直径约为50m纤的带宽变窄,但其制造、耦合、连接都比单模光纤容易。
适合对传输特性要求较低的应用场合。
Array3. 按光纤的材料来分(1)石英系光纤掺有适当的杂质制成。
这种光这种光纤的纤芯和包层是由SiO2纤的损耗低,强度和可靠性较高,目前应用做广泛。
(2)石英芯、塑料包层光纤这种光纤的芯子是用石英制成,包层采用硅树脂。
(3)多成分玻璃纤维(4)塑料光纤结合该损耗曲线对光纤的发展进行说明。
在解释过程中让学生色散的概念要重点强调,建立脉冲展宽的思想1.吸收损耗吸收作用是光波通过光纤材料时,有一部分光能变成热能,从而造成光功率的损失。
造成吸收损耗的原因很多,但都与光纤材料有关。
2.散射损耗由于光纤的材料、形状、折射指数分布等的缺陷或不均匀,使光纤中传导的光散射而产生的损耗称为散射损耗。
散射损耗包括线性散射损耗和非线形散射损耗。
所谓线性和非线性主要是指散射损耗所引起的损耗功率与传播模式的功率是否成线性关系。
线性损耗主要包括:瑞利散射和材料不均匀引起的散射;非线性散射主要包括:受激喇曼散射和受激布理渊散射等 .2.3.2 光纤的色散特性上面介绍了光纤的损耗特性,光纤通信的另一个重要特性。
光纤的色散会使输入脉冲在传输过程中展宽,产生码间干扰,增加误码率,这样就限制了通信容量。
因此制造优质的、色散小的光纤,对增加通信系统容量和加大传输距离是非常重要的1.光纤色散的概念信号在光纤中是由不同的频率成分和不同模式成分携带的,这些不同的频率成分和模式成分有不同的传播速度,从而引起色散。
也可以从波形在时间上展宽的角度去理解,即光脉冲在通过光纤传播期间,其波形在时间上发生了展宽,这种现象就称为色散。
光纤色散包括材料色散、波导色散和模式色散。
前两种色散是由于信号不是单一频率而引起的,后一种色散是由于信号不是单一模式所引起的。
2.光纤中的色散各种色散在不同情况下,有不同的重要性。
对于单模光纤来说,主要是材料色散和波导色散;而对于多模光纤来说,模式色散占主要地位。
材料色散、波导色散核模式色散,在光纤重往往交织在一起,很难截然分开。
为了强每一种色散的概念讨论清楚,把光纤分成三种情况:即材料为无穷大、单模光纤和多模光纤,分别讨论各种色散特征。
色散曲线如下所示:(1)无界材料中的色散在无穷大的材料中,不存在模式的问题,只有材料色散。
材料色散是由于材料本身的折射率随频率变化而变化,使得信号各频率成分的群速不同引起的色散(2)单模光纤的色散由于单模光纤中只有基模传输,因此,不存在模式色散,只有材料色散和波导色散。
(3)多模光纤的色散当光纤的归一化频率V > 2.40483 以后,单模传输条件破坏,将有多个导波模式传输,V值越大,模式越多,这样,出了材料色散和波导色散以外,还有模式色散。
在多模光纤中,一般模式色散占主要地位。
所谓模式色散,是指光纤不同模式在同一频率下的相位常数不同,因此群速不同而引起的色散。
它是光纤中传输的最高模式与最低模式之间的时延差来表示的。
为了提高接收机响应速度,降低噪声,则要求检测器面积小。
(3)连接损耗它包括连接器和接头的损耗。
纤芯直径的公差、不圆度结合纤芯与包层同心度误差要尽可能减小,以得到最小连接损耗。
提高光纤的几何精度,要增加制造成本,增大纤芯尺寸和数值孔径可以减小几何公差对连接损耗的不利影响,但于增大带宽相矛盾。
(4)色散和带宽为使调制信号以最小畸变通过光纤全长,光纤色散要足够小。
为减小光纤色散,要严格控制折射率分布指数(g)和零色散波长。
对具体系统要正确选择光纤类型(SI,GI,SM)和工作波长,例如长距离高速率系统要选择零色散位移到1.55mm的单模光纤。
波分复用系统要选择色散平坦单模光纤和非零色散光纤。
采用发光管(LED)的系统,要考虑材料色散的影响。
2.4.2 命名方法光纤的型号是由一条短横线隔开的两组代号组成。
下面,说明光缆型号的两组代号的规定。
首先,如果将每一个代号的位置用一个小方格来代替(如图2-15所示),则光缆的型号可一般化写为:横线左侧5各小方格为光缆型号的代号;横线右侧5个小方格式光纤的代号。
下面逐格加以说明。
1.横线左侧各小格的含义格I:表示光缆分类的代号,在这一格的位置上由两个英文字母构成,它们的含义分别为:GY----通信用室外光缆 GR----通信用软光缆GJ----通信用室(局)内光缆 GS----通信通设备内光缆GH----通信用海底光缆 GT----通信用特殊光缆格II:表示光缆分类的代号,在这一格的位置上由两个英文字母构成,它们的含义分别为:无符号----金属加强构件 F----非金属加强构件C----金属重型加强构件 H----非金属重型加强构件格III.表示派生(形状、特性)的代号,在一位置上,由一个英文字母构成,它们的含义分别为:B----扁平形状 E----自成式构件T----填充式构件格IV:表示护套的代号,在这一位置上,由一个英文字母构成,它们的含义分别是:Y----聚乙烯护套 V----聚氯乙稀护套U----聚氨酯护套 A----聚氯乙稀粘结护套L----铝护套 G----钢护套Q----铅护套 S----钢-铝-聚乙烯综合护套2.横线右侧各小格的含义如前所述,横线右侧五个格式说明光缆中光纤的代号。
格1:表示这种光缆中,同类型光缆的根数,它用阿拉伯数字表示。
格2:表示光纤类别的代号,在这一格的位置上,由一个英文字母构成,它们的含义分别为:J----二氧化硅系多模渐变型光纤 T----二氧化硅系多模阶跃型光纤Z----二氧化硅系多模准阶跃型光纤 D----二氧化硅系多单模光纤X----塑料光纤格3:表示光缆中光纤主要尺寸德参数。
用阿拉伯数字,以mm为单位表示。
多模光纤:纤芯/包层直径,例如50/125;单模光纤:模场直径/包层直径。
格4:表示这种光缆中光纤传输特性的代号。
这一大格中分三小格,用a,bb,cc分别描述光纤的使用波长、衰减系数和模式带宽。
下面分别具体说明:a----使用波长的代号,用一位阿拉伯数字表示,它们的含义分别为:1----使用波长在0.85mm区域;2----使用波长在1.31mm区域;3----使用波长在1.55mm区域;bb——光纤衰减系数的代号,用两位阿拉伯数字表示。
其数字依次为光缆中光纤衰减常数的个位值及十分位值(第一位小数)。
例如=4(dB/km),则在bb这个位置上用40来表示。
如=0.2(dB/km),则在bb这个位置上用02表示。
cc——光纤模式带宽B· L(带宽距离积)的代号,用阿拉伯数字表示。
其数字一次表示B· L(MHz·km)的千位值和百位值。
例如B·L=400(MHz·km),由于千位是零,百位是4 ,cc这个位置上应标为04。
说明:如果这条光纤有来年改革的损耗窗口,则应同时列出每个窗口波长的及B·L值,并用斜短线“/”分开。
格5:表示这种光缆中光纤允许使用的温度,用代号来表示。