光纤结构和基本原理.pdf
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光纤基本结构及原理
2011-08-16 12:04
2.6.1 光纤通信的概念与基本原理
多种多样的通信业务迫切需要建立高速率的信息传输网。在传
输网，特别是骨干网中，高速数字通信的速率已迈向每秒 G（109）比特级，正在向 T（1012）
比特级迈进。要实现这样高速的数字通信，依靠无线媒质或是以传统电缆为代表的有线媒质
均是不可想象的。这一难题直到光纤作为一种传输媒质被人们发现之后才得以破解。光纤的
潜在容量可达数百 T，要比传统电缆的容量至少高出 5 个数量级。
纵观通信发展史，不难发现，人们一直在不断开拓电磁波的各
个频段，把如何利用电磁波作为通信技术的重要研究方向。在大学物理课程中我们已经学到，
光可以看作是可见光波段的电磁波。因此，开发光波作为通信的载体与介质是很自然的。在
光通信的发展历史中，两大主要的技术难点是光源和传输介质。在上世纪60 年代，美国开
发了第一台激光器，相对于其他普通光源，激光器具有亮度高、谱线窄、方向性好的特点，
可以产生理想的光载波。另一方面，激光如果在大气中传播，会受到变幻无常的气候条件的
影响。因此人们设想利用可以导光的玻璃纤维——光纤进行长距离的光波传输。1970 年，
美国康宁公司首次研制成功损耗为 20dB/1km 的石英玻璃光纤，达到了实用水平。目前实用
的光纤直径很小，既柔软又具有相当的强度，是一种理想的传输媒质。目前，在朗迅（Lucent）、
北电（Nortel）、阿尔卡特（Alcatel ）、西门子（Siemens）等公司的实验室中，光纤传
输技术已经达到数千公里无中继的先进水平。
光纤通信的定义：光纤通信是以光波为载频，光导纤维为传输媒介的一种通信方
式。光纤通信一般在发送方对信息的数字编码进行强度调制，在接收端以直接检波的方式来
完成光/电变换。
2.6.2 光纤的工作窗口
1．工作窗口的定义
光波可以看作是电磁波，不同的光波就会有不同的波长与频率。我们知道，透明的
彩色玻璃之所以有颜色，是因为它只允许一种颜色的光波通过，而其他颜色的光波通过较少。
石英光纤也具有类似的选择特性，对特定波长的光波的传输损耗要明显小于其它波长的光
波，这些特定的波长就是光纤的工作窗口。工作窗口是随着原材料工艺的不断发展和对光纤
传输特性研究的不断深入而一个接一个被打开的。
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