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1、2.1 光纤的结构与类型2.2 光纤传输原理2.3 光纤的特性参数 2.4 光 缆 第二章第二章 光纤和光缆光纤和光缆2.1 光纤的结构与类型光纤的结构与类型2.1.1 光纤的结构光纤的结构 光光纤纤(Optical Fiber)，即即光光导导纤纤维维，是是用用来来导导光光的的透透明明介介质质纤纤维维。一一根根实实用用化化的的光光纤纤一一般般可可以以分分为为三三部部分分：折折射射率率较较高高的的纤纤芯芯、折折射射率较低的率较低的包层包层和外面的和外面的涂覆层涂覆层，如图，如图2.1所示。所示。图图2.1 光纤结构示意图光纤结构示意图2.1.2 光纤的类型光纤的类型 光光纤纤的的分分类类方方法法
2、很很多多，既既可可以以按按照照光光纤纤截截面面折折射射率率分分布布来来分分类类，又又可可以以按按照照光光纤纤中中传传输输模模式式数数的的多多少少、光光纤纤使使用用的的材材料料或或传输的工作波长传输的工作波长来分类。来分类。1.按光纤截面上折射率分布分类按光纤截面上折射率分布分类 按照截面上折射率分布的不同可以将按照截面上折射率分布的不同可以将光纤分为光纤分为阶跃型光纤阶跃型光纤(Step-Index Fiber，SIF)和和渐变型光纤渐变型光纤(Graded-Index Fiber，GIF)，其折射率分布如其折射率分布如图图2.2所示。所示。2.按传输模式的数量分类按传输模式的数量分类 按光纤
3、中传输的模式数量，可以将光按光纤中传输的模式数量，可以将光纤分为纤分为多模光纤多模光纤(Multi-Mode Fiber，MMF)和和单模光纤单模光纤(Single Mode Fiber，SMF)。图图2.2 光纤的折射率分布光纤的折射率分布图2.3 光在阶跃折射率多模光纤中的传播图2.4 光在渐变折射率多模光纤中的传播 在在一一定定的的工工作作波波上上，当当有有多多个个模模式式在在光光纤纤中中传传输时，则这种光纤称为输时，则这种光纤称为多模光纤多模光纤。单单模模光光纤纤是是只只能能传传输输一一种种模模式式的的光光纤纤，单单模模光光纤纤只只能能传传输输基基模模(最最低低阶阶模模)，不不存存在在
4、模模间间时时延延差差，具具有有比比多多模模光光纤纤大大得得多多的的带带宽宽，这这对对于于高高码速传输是非常重要的。码速传输是非常重要的。几种典型的特种单模光纤如图几种典型的特种单模光纤如图2.5所示所示 图 2.5典型特种单模光纤 (a)双包层；(b)三角芯；(c)椭圆芯 3.3.按光纤的工作波长分类按光纤的工作波长分类按按光光纤纤的的工工作作波波长长可可以以将将光光纤纤分分为为短短波波长长光光纤纤(850nm)、长长波波长长光光纤纤(1310nm)和和超超长长波波长光纤长光纤(1550nm)。4.4.按按ITU-TITU-T建议分类建议分类 按按照照ITU-TITU-T关关于于光光纤纤类类型
5、型的的建建议议，可可以以将将光光纤纤分分为为G.651G.651光光纤纤(渐渐变变型型多多模模光光纤纤)、G.652G.652光光纤纤(常常规规单单模模光光纤纤)、G.653G.653光光纤纤(色色散散位位移移光光纤纤)、G.654G.654光光纤纤(截截止止波波长长光光纤纤)和和G.655G.655(非非零零色色散散位移光纤位移光纤)光纤。光纤。5.5.按制造材料分按制造材料分 石英光纤、塑料光纤石英光纤、塑料光纤、多成分玻璃光纤等。、多成分玻璃光纤等。2.1.3 光纤的制造工艺光纤的制造工艺 光光纤纤是是由由圆圆柱柱形形预预制制棒棒拉拉制制而而成成的的，因因而而光光纤的生产工艺包括纤的生产
6、工艺包括预制棒的制造预制棒的制造和和拉丝工艺拉丝工艺。化化学学汽汽相相沉沉积积法法（MCVD)是是目目前前使使用用最最广广泛泛的预制棒生产工艺的预制棒生产工艺。2.2 光纤传输原理光纤传输原理2.2.1 基本光学定义和定律基本光学定义和定律光光在在均均匀匀介介质质中中是是沿沿直直线线传传播播的的，其其传传播播速速度为度为v=c/n 式式中中：c2.997105km/s，是是光光在在真真空空中中的的传传播播速速度度；n是是介介质质的的折折射射率率(空空气气的的折折射射率率为为1.00027，近近似似为为1；玻玻璃璃的的折折射射率率为为1.45左右左右)。反反射射定定律律：反反射射光光线线位位于于
7、入入射射光光线线和和法法线线所所决决定定的的平平面面内内，反反射射光光线线和和入入射射光光线线处处于于法法线线的的两侧，并且反射角等于入射角，即：两侧，并且反射角等于入射角，即：=。折折射射定定律律：折折射射光光线线位位于于入入射射光光线线和和法法线线所所决决定定的的平平面面内内，折折射射光光线线和和入入射射光光线线位位于于法法线线的的两侧，且满足：两侧，且满足：n1sin1=n2sin22.2.2 光纤中光的传播光纤中光的传播一一束束光光线线从从光光纤纤的的入入射射端端面面耦耦合合进进光光纤纤时时，光光纤纤中中光光线线的的传传播播分分两两种种情情形形：一一种种情情形形是是光光线线始始终终在在
8、一一个个包包含含光光纤纤中中心心轴轴线线的的平平面面内内传传播播，并并且且一一个个传传播播周周期期与与光光纤纤轴轴线线相相交交两两次次，这这种种光光线线称称为为子子午午射射线线，那那个个包包含含光光纤纤轴轴线线的的固固定定平平面面称称为为子子午午面面；另另一一种种情情形形是是光光线线在在传传播播过过程程中中不不在在一一个个固固定定的的平平面面内内，并并且且不不与与光光纤纤的的轴轴线线相相交交，这这种种光线称为光线称为斜射线斜射线。1.1.子午射线在阶跃型光纤中的传播子午射线在阶跃型光纤中的传播 阶跃型光纤是由半径为阶跃型光纤是由半径为a a、折射率为常数折射率为常数n1n1的纤芯和折射率为常数
9、的纤芯和折射率为常数n2n2的包层组成，并的包层组成，并且且n1n1 n2n2，如图如图2.62.6所示。所示。图图2.6 光线在阶跃型光纤中的传播光线在阶跃型光纤中的传播2.子午射线在渐变型光纤中的传播子午射线在渐变型光纤中的传播 渐变型光纤与阶跃型光纤的区别在于其纤渐变型光纤与阶跃型光纤的区别在于其纤芯的折射率不是常数，而是随半径的增加而递芯的折射率不是常数，而是随半径的增加而递减直到等于包层的折射率。减直到等于包层的折射率。3.斜射线在光纤中的传播斜射线在光纤中的传播 斜射线在光纤中的传播也满足光传播的三斜射线在光纤中的传播也满足光传播的三大定律，只不过不能用二维的平面图直观的表大定律，
10、只不过不能用二维的平面图直观的表示出来。示出来。2.2.3 光纤传输的波动理论光纤传输的波动理论 所所谓谓光光纤纤传传输输的的波波动动理理论论就就是是研研究究光光在在光光纤中传播时的电磁场分布情况。纤中传播时的电磁场分布情况。光光与与无无线线电电波波或或X射射线线一一样样都都是是电电磁磁波波，同同样样满满足足电电磁磁波波方方程程即即麦麦克克斯斯韦韦方方程程。当当电电磁磁波波在在没没有有电电流流和和电电荷荷的的线线性性均均匀匀介介质质上上传传播播时时，麦麦克克斯斯韦韦方方程程可可以以简简化化为为波波动动方方程程，用公式表述为：用公式表述为：电场电场E和磁场和磁场H都有三个分量，它们的解都都有三个
11、分量，它们的解都具有下列形式（以具有下列形式（以Ez为例）：为例）：其其中中A是是场场的的幅幅度度，是是角角频频率率，为传播常数。为传播常数。所所谓谓光光在在光光纤纤中中的的传传输输模模式式就就是是波波动动方方程程的的一一个个个个稳稳态态解解。只只要要求求解解出出麦麦克克斯斯韦韦方方程程的的稳稳态态解解就就可可以以知知道道光光在在光光纤纤中中传传输输时时的的电电磁磁场场分分布布，也也就就得到了光线的传输模。得到了光线的传输模。光纤的主要特性参数包括：数值孔径、光纤的主要特性参数包括：数值孔径、归一化频率、截止波长、模场直径、色归一化频率、截止波长、模场直径、色散特性、损耗特性及传输带宽。散特性
12、、损耗特性及传输带宽。2.3 光纤的特性参数光纤的特性参数一、数值孔径（1）阶跃型光纤的数值孔径）阶跃型光纤的数值孔径 其中=(n1-n2)/n1为纤芯与包层相对折为纤芯与包层相对折射率差射率差 （2）渐变型光纤的数值孔径）渐变型光纤的数值孔径(本地数值孔径）本地数值孔径）二、归一化频率二、归一化频率 归一化频率又称归一化波导宽度，它决归一化频率又称归一化波导宽度，它决定光纤中传输模式的数量。定光纤中传输模式的数量。归一化频率定义为：归一化频率定义为：在阶跃型光纤中，传输模式的数量为：在阶跃型光纤中，传输模式的数量为：在渐变型光纤中，传输模式的数量为在渐变型光纤中，传输模式的数量为三、截止波长
13、 在光纤中传播的各个模式都有其自身在光纤中传播的各个模式都有其自身的归一化截止频率的归一化截止频率Vc，当光纤的实际归一，当光纤的实际归一化频率大于某一模式的截止频率时，该模化频率大于某一模式的截止频率时，该模式可以在光纤中导行，否则该模式截止。式可以在光纤中导行，否则该模式截止。对应于截止频率的波长就叫做截止波长。对应于截止频率的波长就叫做截止波长。当光纤的归一化频率满足当光纤的归一化频率满足时，光纤中只能传播一种模式，即光时，光纤中只能传播一种模式，即光纤的单模传输。纤的单模传输。即保证光纤单模传输的条件是：即保证光纤单模传输的条件是：或或 四、四、模场直径模场直径 模场直径就是单模光纤中
14、基模光斑的大小。一模场直径就是单模光纤中基模光斑的大小。一般用下式估计：般用下式估计：模场直径一般越小越好，模场直径一般越小越好，有利于增加光纤的抗弯有利于增加光纤的抗弯性能，但减小模场直径必然要增加相对折射率差性能，但减小模场直径必然要增加相对折射率差,从从而会导致光纤色散的增加而会导致光纤色散的增加。五、光纤的色散特性 光纤的色散是指由于光纤中传输的信光纤的色散是指由于光纤中传输的信号是由不同成分的光携带的，它们在传号是由不同成分的光携带的，它们在传输过程中速度不同，从而产生时间延迟输过程中速度不同，从而产生时间延迟引起波形失真的一种物理现象。引起波形失真的一种物理现象。光纤的色散通常用时
15、延差来表示，色散越光纤的色散通常用时延差来表示，色散越严重，时延差就越大。其单位一般为严重，时延差就越大。其单位一般为ns/km,ps/km。光纤的色散一般包括光纤的色散一般包括模式色散、材料模式色散、材料色散色散和和波导色散波导色散。（1）模式色散：）模式色散：指在光纤中由于各模式的轴向速度不同，指在光纤中由于各模式的轴向速度不同，使得到达终点的时间不同而引起的脉冲展使得到达终点的时间不同而引起的脉冲展宽宽。阶跃型光纤的模式色散阶跃型光纤的模式色散 设光纤长度为设光纤长度为L，纤芯折射率为，纤芯折射率为n1，空气中的光速为空气中的光速为c，则纤芯中的光速为，则纤芯中的光速为 最低次模沿光纤轴
16、线前进，所走长度为最低次模沿光纤轴线前进，所走长度为L，其传输所用，其传输所用的时间最短的时间最短，为，为最高次模走的路径最长，为最高次模走的路径最长，为L/sin ，（，（为产生全反为产生全反射的临界角）其传输所用的时间最长，为射的临界角）其传输所用的时间最长，为图图2.7 阶跃型多模光纤中最高模和最低模的传输示意图阶跃型多模光纤中最高模和最低模的传输示意图最高次模和最低次模之间的传输时间差为：最高次模和最低次模之间的传输时间差为：由于由于所以所以 最高次模和最低次模的单位长度时延差称为最高次模和最低次模的单位长度时延差称为最大时延差最大时延差，即模式色散，即模式色散 为最大最大值 由此可见
17、，光纤的模式色散时延差与相对折射由此可见，光纤的模式色散时延差与相对折射率差成正比，相对折射率差越大时延差越大，故率差成正比，相对折射率差越大时延差越大，故希望相对折射率差越小越好。希望相对折射率差越小越好。渐变型光纤的模式色散渐变型光纤的模式色散 渐变型光纤的子午线轨迹近似为正弦波，由于渐变型光纤的子午线轨迹近似为正弦波，由于折射率的分布折射率的分布 使得各光线到达终点的时间几乎相同，使得各光线到达终点的时间几乎相同，因此渐变型光纤的模式色散很小几乎为零。因此渐变型光纤的模式色散很小几乎为零。渐变型光纤模式色散的计算公式为：渐变型光纤模式色散的计算公式为：（2）材料色散）材料色散 材料色散是
18、指由于构成光纤的材料的折材料色散是指由于构成光纤的材料的折射率随传输光波的频率而变化，导致模内射率随传输光波的频率而变化，导致模内不同频率信号的传输速度不同而引起的色不同频率信号的传输速度不同而引起的色散。散。材料色散的计算公式为：材料色散的计算公式为：（3）波导色散）波导色散 波导色散是由光纤的几何结构所引起的色散。其波导色散是由光纤的几何结构所引起的色散。其产生原因是由于光纤的包层和纤芯折射率相差很小，产生原因是由于光纤的包层和纤芯折射率相差很小，光线在其交界面上产生全反射时，有可能有一部分光线在其交界面上产生全反射时，有可能有一部分光进入包层中传输。在传输一定距离后，这部分光光进入包层中
19、传输。在传输一定距离后，这部分光又有可能回到纤芯进行传输，这样传输将导致模内又有可能回到纤芯进行传输，这样传输将导致模内各信号的速度不同，从而引起色散。各信号的速度不同，从而引起色散。一般来说，入射光的波长越长，进入包层的一般来说，入射光的波长越长，进入包层的光强比例就越大，波导色散就越大。光强比例就越大，波导色散就越大。波导色散和材料色散都和入射光的波长有关，波导色散和材料色散都和入射光的波长有关，故又统称为故又统称为波长色散波长色散。（5）三种色散的比较）三种色散的比较模式色散模式色散 材料色散材料色散 波导色散波导色散 对于阶跃型光纤对于阶跃型光纤,模式色散占主要地位模式色散占主要地位,
20、其次是其次是材料色散和波导色散。材料色散和波导色散。对于渐变型光纤，模式色散和波导色散可以对于渐变型光纤，模式色散和波导色散可以忽略，主要考虑材料色散。忽略，主要考虑材料色散。对于理想单模光纤，无模式色散，只有材料对于理想单模光纤，无模式色散，只有材料色散和波导色散。色散和波导色散。光纤总色散等于一般可用公式光纤总色散等于一般可用公式计算计算 从多模阶跃型光纤到多模渐变型光纤到单模从多模阶跃型光纤到多模渐变型光纤到单模光纤，色散依次减小。光纤，色散依次减小。六、光纤的损耗特性六、光纤的损耗特性 光纤的损耗系数定义为单位长度光纤光功率衰减的光纤的损耗系数定义为单位长度光纤光功率衰减的分贝数分贝数
21、 光纤的损耗大致可分为光纤本身具有的光纤的损耗大致可分为光纤本身具有的固有损固有损耗耗和由使用条件造成的和由使用条件造成的附加损耗附加损耗两部分。固有损耗两部分。固有损耗包括吸收损耗和散射损耗；附加损耗包括耦合损耗、包括吸收损耗和散射损耗；附加损耗包括耦合损耗、弯曲损耗和接续损耗等。弯曲损耗和接续损耗等。1.吸收损耗吸收损耗 吸收损耗是指由于组成光纤的材料及其中的杂吸收损耗是指由于组成光纤的材料及其中的杂质对光波的吸收，使一部分光能转变为散失的热能，质对光波的吸收，使一部分光能转变为散失的热能，从而造成光功率的损失。从而造成光功率的损失。吸收损耗包括本征吸收损耗、杂质吸收损耗和原吸收损耗包括本
22、征吸收损耗、杂质吸收损耗和原子缺陷吸收损耗。子缺陷吸收损耗。2.散射损耗散射损耗 散射损耗是指由远小于波长的不均匀（如散射损耗是指由远小于波长的不均匀（如折射率的不均匀性、掺杂离子浓度不均匀等）折射率的不均匀性、掺杂离子浓度不均匀等）引起光的散射而造成的损耗。引起光的散射而造成的损耗。散射损耗包括散射损耗包括瑞利散射损耗瑞利散射损耗和和结构不完善结构不完善散射损耗散射损耗。3.附加损耗附加损耗（1）弯曲损耗）弯曲损耗（2）接续损耗）接续损耗（3）耦合损耗）耦合损耗4.实用光纤的损耗实用光纤的损耗光纤的总损耗光纤的总损耗与波长的关系可以用下式表示：与波长的关系可以用下式表示：其中：其中：A为瑞利
23、散射损耗系数，为瑞利散射损耗系数，B为结构缺陷散射为结构缺陷散射损耗系数，损耗系数，CW(),IR(),UV()分别为杂质吸收、红分别为杂质吸收、红外吸收和紫外吸收产生的损耗。外吸收和紫外吸收产生的损耗。从多模阶跃光纤到多模渐变型光纤到单模光纤，从多模阶跃光纤到多模渐变型光纤到单模光纤，损耗依次减小。损耗依次减小。七、传输带宽七、传输带宽 光纤的光纤的色散和带宽色散和带宽描述的是光纤的同一特性。描述的是光纤的同一特性。其中色散特性是在时域中的表现形式，即光脉冲经其中色散特性是在时域中的表现形式，即光脉冲经过光纤传输后脉冲在时间坐标轴上展宽了多少；而过光纤传输后脉冲在时间坐标轴上展宽了多少；而带
24、宽特性是在频域中的表现形式，在频域中对于调带宽特性是在频域中的表现形式，在频域中对于调制信号而言，光纤可以看作是一个低通滤波器，当制信号而言，光纤可以看作是一个低通滤波器，当调制信号的高频分量通过光纤时，就会受到严重衰调制信号的高频分量通过光纤时，就会受到严重衰减，如图减，如图2.8所示。所示。图图2.8 光纤的带宽光纤的带宽(f为调制信号频率为调制信号频率)带宽是光纤的重要参数，它与色散有着直接的关带宽是光纤的重要参数，它与色散有着直接的关系：系：其中：其中：为光脉冲的为光脉冲的3dB带宽，带宽，单位为单位为nsns/km./km.通常把调制信号经过光纤传播后，光功率下降通常把调制信号经过光
25、纤传播后，光功率下降一半一半(即即3dB)时的频率时的频率(fc)的大小，定义为光纤的大小，定义为光纤的的带宽带宽(B)。由于它是光功率下降由于它是光功率下降3dB对应的频对应的频率，故也称为率，故也称为3dB光带宽。光带宽。光纤的总带宽可由经验公式：光纤的总带宽可由经验公式：给出。给出。其中：其中：L为光纤长度，单位为为光纤长度，单位为km，r为带宽距离为带宽距离指数，对于指数，对于多模光纤取值在多模光纤取值在0.5-0.9之间，一般之间，一般取取0.7，对于单模光纤取，对于单模光纤取1。2.4 2.4 光光 缆缆2.4.1 光缆的典型结构光缆的典型结构1.光缆的构造光缆的构造光缆的构造一般
26、分为缆芯和护层两光缆的构造一般分为缆芯和护层两大部分。大部分。缆芯缆芯 缆芯通常包括芯线和加强件两部分。在光缆缆芯通常包括芯线和加强件两部分。在光缆的构造中，缆芯是主体，其结构是否合理，与光的构造中，缆芯是主体，其结构是否合理，与光纤的安全运行关系很大。纤的安全运行关系很大。一般来说，缆芯结构应使光纤在缆芯内处于一般来说，缆芯结构应使光纤在缆芯内处于最佳位置和状态，保证光纤传输性能稳定，在光最佳位置和状态，保证光纤传输性能稳定，在光缆受到一定的外力时，光纤不应承受外力影响；缆受到一定的外力时，光纤不应承受外力影响；多芯光缆还要对光纤进行着色以便于识别；为防多芯光缆还要对光纤进行着色以便于识别；
27、为防止气体和水分子浸入，缆芯中应具有各种防潮层止气体和水分子浸入，缆芯中应具有各种防潮层并填充油膏；另外缆芯截面应尽可能小，以降低并填充油膏；另外缆芯截面应尽可能小，以降低成本和敷设空间。成本和敷设空间。护层护层光缆护层同电缆护层的情况一样，是光缆护层同电缆护层的情况一样，是由护套和外护层构成的多层组合体。其作用由护套和外护层构成的多层组合体。其作用是进一步保护光纤，使光纤能适应在各种场是进一步保护光纤，使光纤能适应在各种场地敷设，如架空、管道、直埋、室内、过河、地敷设，如架空、管道、直埋、室内、过河、跨海等。对于采用跨海等。对于采用外周加强元件外周加强元件的光缆结构，的光缆结构，护层还需提供
28、足够的抗拉、抗压、抗弯曲等护层还需提供足够的抗拉、抗压、抗弯曲等机械特性方面的能力。机械特性方面的能力。2.光缆的典型结构光缆的典型结构光缆的基本结构按缆芯组件的不同一般光缆的基本结构按缆芯组件的不同一般可以分为可以分为层绞式、骨架式、中心束管式层绞式、骨架式、中心束管式和和带状式带状式四种，如图四种，如图2.21所示。我国及欧所示。我国及欧亚各国用的较多的是传统结构的层绞式亚各国用的较多的是传统结构的层绞式和骨架式两种。和骨架式两种。图图2.21光缆的典型结构示意图光缆的典型结构示意图2.4.2 光缆的种类与型号光缆的种类与型号1.光缆的种类光缆的种类光光缆缆的的种种类类很很多多，其其分分类
29、类方方法法也也很很多多，习习惯惯的的分类有：分类有：根根据据光光缆缆的的传传输输性性能能、距距离离和和用用途途，光光缆缆可可以以分分为为市市话话光光缆缆、长长途途光光缆缆、海海底底光光缆缆和和用用户户光光缆；缆；根据光纤的种类根据光纤的种类，光缆可以分为多模，光缆可以分为多模光缆、单模光缆；光缆、单模光缆；根据光纤套塑的种类根据光纤套塑的种类，光缆可以分为，光缆可以分为紧套光缆、松套光缆；紧套光缆、松套光缆；根据光纤芯数的多少根据光纤芯数的多少，光缆可以分为，光缆可以分为单芯光缆和多芯光缆等等；单芯光缆和多芯光缆等等；根根据据加加强强构构件件的的配配置置方方式式，光光缆缆可可以以分分为为中中心
30、心加加强强构构件件光光缆缆(如如层层绞绞式式光光缆缆、骨骨架架式式光光缆缆等等)、分分散散加加强强构构件件光光缆缆(如如束束管管式式光光缆缆)和和护护层层加加强强构构件件光光缆缆(如如带带状状式式光光缆缆)；根根据据敷敷设设方方式式，光光缆缆可可以以分分为为管管道道光光缆缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆；直埋光缆、架空光缆和水底光缆；根根据据护护层层材材料料性性质质，光光缆缆可可以以分分为为普普通通光缆、阻燃光缆和防蚁、防鼠光缆等。光缆、阻燃光缆和防蚁、防鼠光缆等。2.光缆的型号光缆的型号光缆的型号由光缆的型号由光缆形式代号光缆形式代号和和光光纤规格代号纤规格代号两部分组成。两部分组成。（1）
31、光缆的型式代号）光缆的型式代号光缆的型式代号是由分类、加强光缆的型式代号是由分类、加强构件、派生构件、派生(形状、特性等形状、特性等)、护套和、护套和外护层五部分组成，如图外护层五部分组成，如图2.22所示。所示。图图2.22 光缆的型式代号光缆的型式代号 光缆分类代号及其意义光缆分类代号及其意义 GYGY：通信用室通信用室(野野)外光缆；外光缆；GRGR：通信用软光缆；通信用软光缆；GJGJ：通信用室通信用室(局局)内光缆；内光缆；GSGS：通信用设备内光缆；通信用设备内光缆；GHGH：通信用海底光缆；通信用海底光缆；GTGT：通信用特殊光缆；通信用特殊光缆；GWGW：通信用无金属光缆。通信
32、用无金属光缆。加强构件的代号及其意义加强构件的代号及其意义无符号：金属加强构件；无符号：金属加强构件；F F：非金属加强构件；非金属加强构件；G G：金属重型加强构件；金属重型加强构件；H H：非金属重型加强构件。非金属重型加强构件。派生特征的代号及其意义派生特征的代号及其意义B B：扁平式结构；扁平式结构；Z Z：自承式结构；自承式结构；T T：填充式结构；填充式结构；S S：松套结构。松套结构。注：当光缆型式兼有不同派生特注：当光缆型式兼有不同派生特征时，其代号字母顺序征时，其代号字母顺序并列并列。护套的代号及其意义护套的代号及其意义Y Y：聚乙烯护套；聚乙烯护套；V V：聚氯乙烯护套；聚
33、氯乙烯护套；U U：聚氨酯护套；聚氨酯护套；A A：铝、聚乙烯护套；铝、聚乙烯护套；L L：铝护套；铝护套；Q Q：铅护套；铅护套；G G：钢护套；钢护套；S S：钢、铝、聚乙烯综合护套。钢、铝、聚乙烯综合护套。外护层的代号及其意义外护层的代号及其意义外护层是指铠装层及铠装层外护层是指铠装层及铠装层外面的外被层，采用两位数字表外面的外被层，采用两位数字表示，各代号的意义如表示，各代号的意义如表2.42.4所示。所示。(2)(2)光纤的规格代号光纤的规格代号光纤的规格代号由光纤数目、光光纤的规格代号由光纤数目、光纤类别、光纤主要尺寸参数、传输性纤类别、光纤主要尺寸参数、传输性能和适用温度五部分组
34、成，各部分均能和适用温度五部分组成，各部分均用代号或数字表示。用代号或数字表示。光纤数目光纤数目用光缆中同类别光纤的实际有效数目用光缆中同类别光纤的实际有效数目的阿拉伯数字表示。的阿拉伯数字表示。光纤类别的代号光纤类别的代号 J J：二氧化硅系多模渐变型光纤；二氧化硅系多模渐变型光纤；T T：二氧化硅系多模阶跃型光纤；二氧化硅系多模阶跃型光纤；Z Z：二氧化硅系多模准突变型光纤；二氧化硅系多模准突变型光纤；D D：二氧化硅系单模光纤；二氧化硅系单模光纤；X X：二氧化硅纤芯塑料包层光纤；二氧化硅纤芯塑料包层光纤；S S：塑料光纤塑料光纤 光纤的主要尺寸参数代号光纤的主要尺寸参数代号用阿拉伯数字
35、用阿拉伯数字(含小数点含小数点)以以mm为单位为单位表示多模光纤的芯径表示多模光纤的芯径/包层直径或单模光纤包层直径或单模光纤的模场直径的模场直径/包层直径。包层直径。传输性能代号传输性能代号光纤的传输特性代号是由使用波长、光纤的传输特性代号是由使用波长、损耗系数、模式带宽的代号损耗系数、模式带宽的代号(分别为分别为a a、bbbb、cccc)构成。构成。其中其中a表示使用波长的代号，为一位数，表示使用波长的代号，为一位数，其数字代号规定如下：其数字代号规定如下：1：使用波长在：使用波长在0.85m区域；区域；2：使用波长在：使用波长在1.31m区域；区域；3：使用波长在：使用波长在1.55m
36、区域。区域。bb表示损耗系数的代号，其数字依表示损耗系数的代号，其数字依次为光缆中光纤损耗系数值次为光缆中光纤损耗系数值(dB/km)的个的个位和十分位。位和十分位。cc表示模式带宽的代号，其数字依次表示模式带宽的代号，其数字依次是光缆中光纤模式带宽数值是光缆中光纤模式带宽数值(MHzkm)的千位和百位数字。单模的千位和百位数字。单模光纤无此项。光纤无此项。注意注意：同一光缆适用于两种以上的波：同一光缆适用于两种以上的波长，并具有不同的传输特性时，应同长，并具有不同的传输特性时，应同时列出各波长上的规格代号，并用时列出各波长上的规格代号，并用/划开。划开。适用温度代号适用温度代号A A：适用于
37、适用于-40 +40-40 +40；B B：适用于适用于-30 +50-30 +50；C C：适用于适用于-20 +60-20 +60；D D：适用于适用于-5+60-5+60。光缆中还附加金属导线（对、组）编号，其符合光缆中还附加金属导线（对、组）编号，其符合有关电缆标准中导电线芯规格构成的规定。有关电缆标准中导电线芯规格构成的规定。图2-38 光缆中附加金属导线编号示意图 例如，例如，2个线径为个线径为0.5mm的铜导线单线可写成的铜导线单线可写成210.5；4个线径为个线径为0.9mm的铝导线四线组可写成的铝导线四线组可写成440.9L；4个内导体直径为个内导体直径为2.6mm，外径为，
38、外径为9.5mm的同轴对，可写成的同轴对，可写成42.6/9.5。光缆型号例题光缆型号例题 设有金属重型加强构件、自承式、铝护套和聚设有金属重型加强构件、自承式、铝护套和聚乙烯护层的通信用室外光缆，包括乙烯护层的通信用室外光缆，包括12根芯径根芯径/包层包层直径为直径为50/125m的二氧化硅系列多模突变型光纤的二氧化硅系列多模突变型光纤和和5根用于管理及监测的铜线径为根用于管理及监测的铜线径为0.9mm的四线组，的四线组，且在且在1.31m波长上，光纤的损耗常数不大于波长上，光纤的损耗常数不大于1.0dB/km，模式带宽不小于，模式带宽不小于800MHzkm；光缆的；光缆的适用温度范围为适用
39、温度范围为20+60。该光缆的型号应表示为：该光缆的型号应表示为：GYGZL03-12T50/125（21008）C+540.9。习习 题题1.教材教材P44-1，3，4，5，6，7，10，12，13，172.2.为什么光纤中纤芯折射率必须大于包层折射率为什么光纤中纤芯折射率必须大于包层折射率？3.3.已知单模光纤的材料色散系数为已知单模光纤的材料色散系数为-2ps/km.nm,-2ps/km.nm,光源谱线宽度光源谱线宽度=10nm,=10nm,若光纤长度为若光纤长度为20km,20km,问此光纤的脉冲展宽和带宽各是多少？问此光纤的脉冲展宽和带宽各是多少？648芯松套层绞式水底光缆芯松套层绞式水底光缆 12芯松套芯松套+8芯芯2线对层绞式直埋光缆线对层绞式直埋光缆12芯骨架式光缆芯骨架式光缆架架 空空 光光 缆缆直直 埋埋 光光 缆缆