一级建造师考试《通信与广电》精讲讲义(十)

　　1L411080 光(电)缆特点及应用

　　共三个考点：

　　掌握单模和多模光纤的特点和应用

　　熟光缆的分类、特点

　　熟悉通信电缆的分类、特点

　　1L411081 掌握单模和多模光纤的特点和应用 ( P14：光传输媒质;P58)

　　一、光纤结构和类型

　　二、光纤通信的工作窗口

　　三、光纤分类

　　四、多模光纤

　　五、单模光纤

　　一、光纤结构和类型

　　(一)光纤的结构

　　光纤是光导纤维的简称，是一种新的光波导，是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质。

　　它由单根玻璃纤芯、紧靠纤芯的包层、一次涂覆层以及套塑保护层组成。(光纤呈圆柱形，由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。)

　　纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高。

　　包在外围的覆盖层就像不透明的物质一样，防止了光线在穿插过程中从表面逸出。

　　1. 纤芯

　　位置: 位于光纤的中心部位，

　　直径：在4~50μm，单模光纤的纤芯直径为4~10μm ,多模光纤的纤芯直径为50μm。纤芯的成分：含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅(如二氧化锗，五氧化二磷)作用是适当提高纤芯对光的折射率，用于传输光信号。

　　2. 包层

　　位置: 位于纤芯的周围

　　直径：125μm

　　成分：是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。

　　掺杂剂(如三氧化二硼)的作用：适当降低包层对光的折射率，使之略低于纤芯的折射率，即纤芯的折射率大于包层的折射率(这是光纤结构的关键)，它使得光信号封闭在纤芯中传输。

　　3. 光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。

　　一次涂覆层：一般使用丙烯酸醋、有机硅或硅橡胶材料;

　　缓冲层：一般为性能良好的填充油膏;

　　二次涂覆层：一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。

　　涂覆层的作用：是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤外径约2. 5 mm 。

　　(二)光纤的折射率分布

　　光纤的折射率分布有两种典型的情况：阶跃折射率光纤，渐变折射率光纤。

　　它们的共同特点：纤芯的折射率大于包层的折射率，这也是光信号在光纤中传输的必要条件。

　　(三)光在光纤中的传播

　　对于阶跃折射率光纤，由于纤芯和包层的折射率分布有明显的分界，光波在纤芯和包层界面的交界面形成全反射，并且形成锯齿形传输途径，引导光纤芯向前传播。

　　对于渐变折射率光纤，由于在其界面上折射率是连续变化的，轴中心的折射率最大，沿纤芯半径方向折射率按抛物线规律减小，在纤芯边缘的折射率最小，因此光波在纤芯中产生连续折射，形成穿过光纤轴线的类似于正弦波的光折射线，引导光波沿纤芯向前传播。