光纖的色散ppt課件(已修改)
2025-01-26 07:58 本頁面
【正文】 八、光纖的色散 (1) ?1. 色散的概述 ?2. 色散的分類 ?3. 單模光纖的色散 ?4. 多模光纖的色散 色散和損耗一樣都是影響光信號在光纖中傳輸?shù)闹饕蛩亍? 損耗主要導(dǎo)致光信號幅度的衰減，是早期限制無中繼傳輸距離的主要因素。隨著光纖制備技術(shù)的進(jìn)步，特別是近年來摻餌光纖放大器的實用化有效的補(bǔ)償光功率的損耗，使損耗已經(jīng)不再是一個主要的限制因素了，所以光纖的色散特性已經(jīng)成為光纖最重要的特性指標(biāo)。 色散主要特點(diǎn)是導(dǎo)致光纖中傳輸?shù)墓饷}沖展寬，引起信號的畸變。 ?1. 光纖色散的概述 色散的定義： 光纖的色散是在光纖中傳輸?shù)墓庑盘?， 隨傳輸距離增加 ， 由于不同成分的光傳輸時延不同引起的脈沖展寬的物理效應(yīng) 。 色散主要影響系統(tǒng)的傳輸容量 ， 也對中繼距離有影響 。 色散的大小常用時延差表示 ， 時延差是光脈沖中不同模式或不同波長成分傳輸同樣距離而產(chǎn)生的時間差 。 ?2. 光纖色散的分類 首先，不同頻率或波長的光顯然是以不同速進(jìn)行傳播的。另外，不同多模光纖中，不同的傳播模式具有不同的相位常數(shù)，因而也具有不同的相速度和群速度。 根據(jù)上述不同機(jī)理引起的色散效應(yīng)，可以把光波在光纖中傳輸?shù)纳F(xiàn)象分成 波長色散 、 模式色散 兩大類。 1) 、波長色散 光纖中傳輸?shù)墓庑盘柺怯眯枰獋鬏數(shù)男盘柸フ{(diào)制光源所發(fā)出的連續(xù)光波產(chǎn)生的，因而這種光信號是由多種頻率成分的光波構(gòu)成的。 光信號的頻譜寬度決定于光源的線寬和調(diào)制信號的 頻譜。在大多數(shù)情況下，光纖通信系統(tǒng)主要采用光源為LED和 LD， 此時光信號的譜寬主要取決于光源的線寬。但對于高速率的傳輸系統(tǒng)，一般采用 DFB激光器作為光源，這時信號譜寬幾乎完全決定了光信號的譜寬。 光信號在光纖中以群速度傳播，群速度定義為光載波的角頻率對相位常數(shù)的微分，即 ? ?81g dv d ???? 于是可以得到光信號在光纖中傳播單位距離的時間，即群時延，為 ? ?1 82gdvd???? ? ? 在自由空間中，光的速度 c是個物理常數(shù)，相位常數(shù)為 ，同時注意到 ，則又可群時延寫成波長的關(guān)系式 0 0 0 /kc? ? ? ??? 0 2/k ???? ?20001 832d k d kddd k d c d c d? ? ??? ? ? ?? ? ? ? ? 可以看到，一般情況下，群時延都是波長的函數(shù)，除非相位常數(shù)正好是波數(shù)的線性關(guān)系。 正因為這種函數(shù)關(guān)系，所以光信號中不同頻率的成分以不同的速度傳播。在輸入端，這些不同頻率的成分同時出發(fā)，將在不同時刻到達(dá)終端，引起信號畸變。對于數(shù)字信號，將導(dǎo)致光脈沖的展寬，展寬的程度用時延差來表示。 所謂時延差，是指光信號中傳播速度最慢的頻率成分的傳輸時延與傳播速度最快的頻率成分的傳輸時延之差，記 Δτ
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