通信光纤与光缆课件详解.ppt

　　在长度为L的光纤上，材料色散为τc (2－17) 式中：Δλ是光源谱线宽度；Dm是由光源谱线宽度的色散系数；l是光纤长度。 　　2）材料色散　　材料色散是由于光纤材料本身的折射率随光波波长变化而引起的。 　　3）波导色散　　光纤中传输的某一模式，它由一定的频带(或波长)范围的光组成，各频率的光传播系数和速度不同而引起的色散称为波导色散(τb)。与模式色散、材料色散相比，波导色散很小。 （2－18） 　　多模光纤——模式色散 单模光纤——只有材料色散和波导色散。波导色散可忽略 总结：光纤的色散可以表示 为： 在一定的波长范围内，波导色散与材料色散具有相反的符号。在λ=1310nm 附近,两者大小相等，正好抵消。对单模光纤来讲λ0=1310 nm 为零色散波长。 　　3.光纤色散对光信号的影响　　光纤的色散导致光信号的波形失真，表现为脉冲宽度展宽，光信号的脉冲展宽是一项重要的指标。脉冲展宽过大就会引起相邻脉冲间隙减小，相邻脉冲将会产生部分重叠而使再生中继器发生判决错误，从而使误码率增加。 图2.16　展宽引起的码间干扰示意图 　　4.光纤色散表示法　　可用不同方法来表示光纤的色散。常用的有最大时延差Δτ，脉冲展宽σ和光纤3dB带宽B。　　最大时延差描述光纤中速度最快和最慢的光波成分的时延之差。脉冲展宽和光纤带宽描述光纤色散对传输信号的影响。将一段光纤看做一个网络，可用时域法和频域法分析其色散特性。当在时域分析时，色散影响用脉冲展宽表示；而在频域分析时，则采用传输带宽表示。 　2.4　单模光纤和多模光纤　　多模光纤G.651光纤 单模光纤G.652光纤、G.653光纤、G.654光纤、G.655光纤和G.656光纤。　　多模光纤芯径粗、数值孔径大，能从光源耦合更多的光功率，在光纤网络中广泛应用。单模光纤是在给定的工作波长上只传输单一基模的光纤，在阶跃光纤中只传输LP01模；在无界平方律折射指数光纤中，只传输LP00模。由于单模光纤只传输基模，没有模式色散，频带特别宽，因此尤其适合远距离、大容量通信。 　　2.4.1　G.651多模光纤a、分类 G.651多模光纤 突变型，工作波长850nm 渐变型，工作波长850和1300nm A2 A3 A4 A1a芯径50.0±3μm A1b芯径62.5±3μm A1c芯径85.0±3μm A1d芯径100.0±3μm d、应用场合——光纤网络 多模光纤带宽特性小和传输损耗大的特点正好适用于网络传输速率低和传输距离短的特点。 c、 光纤网络的特点： 传输速率相对较低；传输距离相对较短；节点多、接头多、弯路多；连接器、耦合器用量大；规模小，单位光纤长度使用光源个数多。 b、多模光纤的特点： 多模光纤比单模光纤芯径粗、数值孔径大，能从光源耦合更多的光功率。 2.4.2　G.652常规单模光纤　　 光纤的六个使用波段。  O波段(原始波段Original)：1326～1360nm； E波段(扩展波段Extended)：1360～1460nm； S 波段(短波段Short)：1460～1530nm； C波段(常规波段Conventional)：1530～1560nm； L波段(长波段Long)：1565～1625nm； U波段(超长波段Ultralong)：1625～1675nm 。 得光纤的数值孔径为： NA= n0 sin in= sin in =n1sin in =n1sin (900-ic) =n1cosic =n1 =n1 光纤的数值孔径NA仅决定于光纤的折射率n1和n2 ，与光纤的直径无关。 光纤的数值孔径NA表示光纤接收和传输光的能力，NA(或in)越大，光纤接收光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高。 对于无损耗光纤，在in内的入射光都能在光纤中传输。 光纤的数值孔径NA越大，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能越好； 但NA 越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容量。 所以要根据实际使用场合，选择适当的NA。 4、相对折射率差Δ n1 和n2 差值的大小直接影响着光纤的性能，为此引入相对折射率差这样一个物理量来表示它们相差的程度，用Δ表示，即 由于实际光纤芯层与包层的折射率相差并不大，因此 有n1 ≈ n2 ，此时 （2－11） 数值孔径与相对折射率差的关系： 图2