光纤结构和类型.ppt

2、长度为 L 渐变型多模光纤的色散为 n(0)：纤芯轴线的折射率 三、单模光纤的色散 1、色散系数 理想单模光纤没有模式色散，只有材料色散和波导色散。材料色散和波导色散总称为波长色散，它是时间延迟随波长变化产生的结果。 单模光纤的波长色散用D(λ) 度量，其单位是，即单位波长间隔（1nm）的两个频率成分在光纤中传播1km时 所产生的群时延差。在工程中将称为色散系数。即定义为： 经过复杂推导，合理简化，得到单位长度的单模光纤色散系数为 色散系数 D 单位是 2、单模光纤色散系数 上式右边第一项 Dm 为材料色散; 上式右边第二项 DW 为波导色散。 （1）、材料色散 Dm 其值由实验确定, SiO2材料的近似经验公式为 计算和实验发现： 石英光纤在波长λ=1273nm处，Dm=0， λ1273nm，Dm为负值； λ1273nm， Dm为正值。 （2）、波导色散DW 计算和实验得出, 普通单模光纤的波导色散系数 DW 在波长 0~1.8 μm 范围都是负值。 其绝对值则 由 纤芯半径、相对折射率差及折射率的分布规律确定。 一般讲，纤芯半径越小，折射率差越大，波导色散也越负。但与波长的变化不大。 3、单模光纤色散特性 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。波导色散使零色散波长λ0 从 1273 nm向右移动了37nm 左右，总色散在λ=1310nm 附近为零，即零色散波长λ0=1310 nm 。 G.652 常规单模光纤 零色散波长λ0=1310 nm的石英光纤是一种常规单模光纤，国际电信联盟电信标准化机构 ITU – T 将其命名为G.652 光纤。这种光纤既可用于 1.31 μm 波长区，也可用于1.55 μm 波长区，是一种可供双窗口应用的单模光纤。 G.652光纤性能特点是： 1) 在 1.31μm波长处的色散为零，衰减系数约为0.35dB/km，。 2）在波长为1.55 μm附近衰减系数最小，约为 0.22dB/km，但在1.55 μm 附近其具有最大色散系数，为17 ps/(nm·km)。 3）它的最佳工作波长在1.31μm 区域。 G.653色散位移单模光纤 通过改变光纤的结构参数、折射率分布形状，力求加大波导色散，从而将零色散波长λ0从 1.310μm 位移到1.550μm，实现1.550μm处最低衰减和零色散波长一致。这种光纤称为色散位移单模光纤, ITU – T 将其命名为G.653光纤。 G.653光纤性能特点是： G.653光纤工作波长在1.550μm区域，它非常适合于长距离单信道光纤通信系统。 由于G.653光纤在1.550μm处色散为零，所以在掺铒光纤放大器（大光功率影响）通道进行波分复用信号传输时，存在的严重问题是：在1.550μm波长区的零色散产生了四波混频非线性效应。因此，G.653光纤不能应用于密集波分复用传输系统。 G.655 非零色散位移单模光纤 为了解决G.652 光纤在1.550μm处的色散限制问题和G.653光纤在1.550μm处零色散产生了四波混频非线性效应的影响。 在G.653光纤的基础上通过过改变光纤的结构参数、折射率分布形状的方法，使得这种光纤在1.550μm波长处的色散不为零，零色散波长不在1.55μm，而在1.525μm或1.585 μm。故其被称为非零色散位移单模光纤，ITU – T 将其命名为G.655光纤。 G.655 光纤性能特点是： G.655光纤在1.55μm 有适中的微量色散，其值大到足以抑制密集波分复用系统的四波混频效应，小到允许信道传输速率达到10 Gb/s以上。 G.655 光纤性能特点是： 非零色散光纤具有常规单模光纤和色散移位光纤的优点，是必威体育精装版一代的单模光纤。这种光纤在密集波分复用和孤子传输系统中使用，实现了超大容量超长距离的通信。 G.652、 G.653、 G.655 的色散参数 4、单模光纤的色散(脉冲展宽 ) Δλ-光源均方根谱宽 由单模光纤色散系数定义： 得单模光纤的色散为： 5、单模光纤的最大比特率距离积 ：为单模光纤色散系数  ：为光源均方根谱宽 2.3.2 光纤损耗 光波在光纤中传输，随着距离的增加光功率逐渐下降，这种现象称为光纤的损耗。  由于损耗的存在，在光纤中传输的光信号，不管是模拟信号还是数字脉冲，其幅度都要减小。光纤