G.657设计.docx

G．657.A光纤的设计 摘要 G.657光纤具有优异的弯曲损耗不敏感性能,被认为是诸如光纤到户(FTTH)等局域网和接人网系统的首选产品,因此,该光纤的研究倍受重视。本文根据ITU-T G.657.A的结构特点和性能参数的规定运用OptiFiber对其进行设计。 关键词 光纤 弯曲损耗 ITU-T G.657.A 引言 光纤品种和性能的研究和发展是与传输系统和通信网络的研究和发展同步进行的。随着传输距离延长、传输速率提高和传输容量增大,新的光纤品种不断产生,以满足各种通信系统和网络发展的需要。因此,在光纤通信技术发展的30多年中,已经先后诞生了6个光纤品种。国际电信联盟将它们分别命名为ITU-G.651(多模光纤)、ITU-G.652(非色散位移单模光纤)ITU-G.653(色散位移单模光纤)、ITU-G.654(截止波长位移单模光纤)、ITU-G.655(非零色散位移单模光纤)和ITU-G.656(宽带光传输用非零色散位移单模光纤)光纤。这些光纤的本质区别体现在它们各自所具有的衰减、色散、非线性效应和工作波长等传输性能上。不同性能的光纤品种不断产生,恰好反映了传输系统和通信网络从短距离、低速率和小容量向长距离、高速率和大容量的发展历程。同时,这个发展历程又告诉我们传输技术和通信网络的发展一定会推动光纤性能研究和新的光纤品种诞生。 近年来光纤通信技术的快速发展促使光纤不断地向最终用户端延伸，促使 FTTx（包括 FTTH）技术得到飞速发展。 与此同时也带来了对新型光纤的大量需求。 “接入网损耗不敏感光纤”就是在这种需求下应运而生的。 2006 年 12 月 ITU-T 首次发布了关于 G.657光纤的标准建议，随着这 2 年技术的发展，ITU-T 又及时对该建议进行了修订，并于 2009 年 11 月发布了必威体育精装版的 G.657 建议修订版， 该版本与之前发布的文件相比有了较大的变化。 尽管新的建议已经发布，但关于G.657 光纤的研究和争论并没有停止， 特别是光纤弯曲到很小的半径时所带来的可靠性及寿命影响是很多专家关注的问题。 本文首先从理论上分析G.657光纤的结构特点，然后根据ITU-T G.657.A的标准进行对其的简单设计。 一 G.657光纤特点分析 与其他单模光纤相比,G.657光纤最显著的特点是弯曲不敏感。这就意味着G.657光纤的弯曲损耗比较小。为此,G.657光纤??研究思路是,首先探明产生弯曲损耗的机理,其次设计合理的光纤折射率剖面结构,最后通过弯曲试验方法来验证光纤弯曲性能的优劣。在对光纤衰减的长期研究中,人们早已发现,造成光纤衰减的机理是:吸收衰减、散射衰减和附加衰减。吸收衰减主要来自于光纤材料的本征吸收和光纤材料中的杂质吸收。光纤的吸收衰减主要指的是由石英玻璃中的OH离子吸收和过渡金属离子吸收所造成的衰减。吸收衰减使光纤中传导的光功率中的一部分通过吸收转变为热能损失掉,从而使在光纤中传导的总光功率产生衰减。现在,由于原料提纯和去除OH离子工艺已经相当成熟,所以光纤的吸收衰减基本上可以忽略不计。散射衰减主要取决于瑞利散射和波导散射。瑞利散射属于固有散射,是由于光纤材料中折射率不均匀造成的。波导散射是与光纤波导结构缺陷有关的散射。散射衰减是由于光纤本身和制造缺陷引起光纤中传导的光功率中的一部分通过散射形式辐射出光纤之外的一种 衰减。附加衰减是光纤成缆之后产生的衰减。在实际使用的光缆线路中,光缆中的光纤不可避免地受到各种弯曲应力作用。这些弯曲应力作用的结果是使光纤中的传导模变换为辐射模而导致光功率损失。研究证明,光纤的弯曲损耗α与光纤的折射率分布结构参数(相对折射率?、纤芯半径a)有关,即 （1） 式中,k是比例常数,它与光纤接触面的粗糙程度和材料特性有关。从式(1)可以得到一个启示:通过增大?就可以提高光纤抗弯曲性能。由此可以推测,抗弯曲光纤应该具有比较大的芯/包折射率差的结构。另外,阶跃折射率单模光纤的弯曲性能也可以用一个著名的无量纲参数MAC,即模场直径(MFD)与截止波长()之间的函数关系来表示 MAC = MFD/ （2） 由式(2)可知,光纤的弯曲敏感性随着MAC值的减小而降低。这就意味着,具有小MFD和和长的光纤比具有大MFD数值和短的光纤所具有更低的弯曲敏感性。因此,我们又可以得知,G.657光纤应该是一种具有小MFD或者长的光纤。 二 G.657光纤抗弯曲特性 2.1 光纤分类 G.657光纤具有的良好的抗弯曲性能,使其适用于光纤接入网,包括位于光接入网终端的建筑物内的各种布线。按照工作波长和使用范围,G.657光纤可以分为两类:G.657A和G.657B。 G.657A光纤可用在D、E、S、C和L