光纤通信原理与系统_《通讯原理》基本内容_通信信号处理技术(4)

（2）加强构件在光缆中心或外护层内加入钢丝或玻璃纤维增强塑料， 用来增强光缆的拉伸强度。（3）光缆护层 光缆从里到外加入一层或多层圆筒状护套，用来防 止外界各种自然外力和人为外力的破坏。护套应具有防 水防潮、抗弯抗扭、抗拉抗压、耐磨耐腐蚀等特点。

光缆护层常用材料有聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯和 聚酰胺。此外，还有铝、钢、铅等密实的金属层用来防 潮。（4）填料在缆芯与护套之间填充防潮油胶，用来阻止外界水 分和潮气侵入缆芯内。（5）铠装用钢丝、钢带等坚硬金属材料做成光缆的外护套， 进一步提高光缆强度，用来防鼠、防虫、防火、防外力 损坏。（6）其他 有些光缆内放入若干根铜导线，用做中继馈电线、 监控信号线等。2．光缆类型（1）按敷设方式分类可分为架空光缆、管道光缆、直埋光缆、水下光缆（海底 光缆）、室内光缆等。（2）按缆芯分类 光纤束光缆：光纤与光纤之间不是固定黏结在一起的，每 根光纤具有一定的位移自由。光纤带光缆：光纤带是利用黏结材料将多根光纤（带有一 次涂覆层）并行黏结在一起构成的一个平面排列。（3）按加强构件材料分类分为金属加强构件光缆和无金属光缆（4）按加强构件位置分类集中型加强构件：又分为层绞式光缆、骨架式光缆分布型加强构件：又称为中心管式光缆。（5）按有无铠装分类 简式光缆：主要用于架空光缆、管道光缆。

铠装光缆：主要用于长途干线直埋光缆。2.1.5 光缆（光纤）型号命名方法光缆（光纤）型号的命名是采用一横列十三项参 数来表示的。其中，第一至第五项是光缆类型参数 ，第六至第十二项是光纤规格参数，第十三项是附 加参数。图2-3 光缆型号命名方法光缆各项参数的具体意义如下：? 第一项光缆分类代号? 第二项加强构件代号? 第三项结构特征代号 ? 第四项护套代号 ? 第五项外护层代号图2-4 多模光纤和单模光纤规格参数的具体表示光缆类型举例：（1）GYFGTY－4D9/125（205）B型骨架式光纤束光缆 （2）GYTS型层绞式光纤束光缆2.2光纤传光原理2.2.1 光的射线理论及光纤传光分析1．光的射线理论（1）直线传播定律光线在均匀介质中总是沿直线传播的，其传播速度为v = c/nc是真空中光速，n是均匀介质折射率 。（2）反射定律和折射定律光线经过两种不同介质的交界面时，会发生偏折。定律（3）全反射光线从光密介质n1射向光疏介质n2时，若入射角θ1满足 以下关系：

θ1 ≥ θc ? arcsin(n2/n1)则只有反射光，而无折射光。θc称为全反射临界角。2．光纤的两类入射光子午光线：若入射光线与光纤轴心线相交，则称 为子午光线。

斜射光线：若入射光线与光纤轴心线无论在光纤 的入射端面上还是在光纤内部都不相交，则称为斜 射光线。

3．子午光线的传播分析（1）在阶跃光纤内图2-13 子午光线在阶跃光纤内的传播（光纤纵剖面图）子午光线在阶跃光纤内传播的基本特点：① 光纤纤芯内传光路线是一系列在纤芯与包层交界面上不 断反射前进的折线，这些折线与光纤轴心线相交，并且与 光纤轴心线共面。

② 若选择光纤内的光线恰好满足全反射定律，于是在光纤 入射端面上的折射律公式为n0sin?0 = n1sin?1= n1cos?c 在光纤内n1, n2交界面上的全反射公式为 n1sin?c = n2联立求解得sin ?0 ? n1 1 ? sin ? c ? n ? n ? n1 2?2 2 1 2 2n ?n 式中 ? ? 2 2n12 12 2，称为相对折射率差结论：当光纤端面入射角?in≤?0时，光纤可以传光；当光 纤端面入射角?in＞?0时，光纤不能传光。?0 称为光纤端面 临界入射角，它与光纤端面上入射点位置无关。（2）在渐变光纤内图2-14 子午光线在渐变光纤内的传播 （光纤纵剖面图）子午光线在渐变光纤内传播的基本特点：① 光纤纤芯内传光路线是周期性连续曲线，与光纤轴心 线相交，并且传光路线与光纤轴心线共面。② 光纤端面临界入射角为?0(r) = arcsin n12 ( r ) ? n22 ，与光纤 端面上入射点位置r有关。其中，?0(r = 0)称为中心临界 入射角，?0(r ? 0)称为非中心临界入射角。可见，?0(r = 0)＞?0(r ? 0)，表明中心入射光线比非中 心入射光线可以有大一些的入射角。③ 光纤端面入射角?in越小，则光纤纤芯内光线越靠近轴 心线传播。? 0?4．斜射光线的传播分析（1）在阶跃光纤内斜射光线在阶跃光纤内传播的基本特点：① 纤芯内传光路线是一系列折线，这些折线与光纤轴 心线不共面，而是围绕光纤轴心线旋转前进的。这些折 线在纤芯横截面上的正投影形成一个内切圆，内切圆的 半径大小与斜射光线的入射角有关。

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