【文章內(nèi)容簡介】 Bkm1非零色散區(qū)色散系數(shù) / psnm1km1要求值1550nm： 8～11177。λcc≤1480λc≤1470λcj≤14801530～15651530～15651550nm:1625nm:應用場合這 種光 纖 的 優(yōu) 點是在 1550nm處 有一低的色散，保 證 抑制 FWM等非 線 性效 應 ，使得其能用在 EDFA和波分復用 結 合的 傳輸 速率在 10Gbit/s以上的 WDM和 DWDM的高速 傳輸 系 統(tǒng) 中。光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材 色散平坦單模光纖的性能和應用場合見表 28。表 28 色散平坦單模光纖的性能和應用場合 性能 模 場 直徑/μm截止波長/nm零色散波 長/nm 工作波 長 /nm最大衰減系數(shù) / dBkm1最大色散系數(shù) / psnm1km1要求值1310nm:81550nm:11 ≤ 1270 1310和 1550 1310～ 15501310nm:≤1550nm:≤1310nm:01550nm:0應 用場合這 種光 纖 的 優(yōu) 點是在 1310～ 1550nm工作波 長 范 圍 內(nèi)低色散。光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材 色散補償單模光纖是一種在 1550nm波長處有很大的負色散的單模光纖，當前實驗色散補償單模光纖的色散系數(shù)為 50～ 548ps/（ nmkm），衰減一般為 ～。色散補償單模光纖的性能及應用場合見表 29。 表 29 色散補償單模光纖的性能及應用場合 性能 模 場 直徑/μm 截止波 長/nm零色散波長 /nm工作波 長/nm衰減系數(shù) / dBkm1色散系數(shù) / psnm1km1要求值 1550nm:6 ≤ 1260 ＞ 1550 15501550nm:≤01550nm:80～ 150應用場合這 種光 纖 的 優(yōu) 點是在 1550nm工作波 長 范 圍 內(nèi)有很大的 負 色散，其主要用作 纖 工作波 長 由 1310nm擴 容升 級 至 1550nm的 進 行色散 補償 。光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材 多模光纖 多模光纖就是允許多個模式在其中傳輸?shù)墓饫w，或者說在多模光纖中允許存在多個分離的傳導模式。梯度型多模光纖結構和階躍型多模光纖結構如圖 21圖 216 所示。通常，光纖的纖芯用來導光，包層保證光全反射只發(fā)生在芯內(nèi)，涂覆層則為保護光纖不受外界作用和吸收誘發(fā)微變的剪切應力。當今常用的 AI類多模光纖的結構尺寸參數(shù)見表 210。 光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材圖 215 梯度型多模光纖結構 圖 216 階躍型多模光纖結構光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材表 210 Al類多模光纖的結構尺寸參數(shù) 光 纖 結 構 Ala Alb Alc Ald纖 芯直徑 /μm包 層 直徑 /μm芯 /包同心度 /μm芯不圓度 /％包層不圓度 /％包層直徑（未著色） /μm包層直徑（著色） /μm50177。3125177。2≤3≤6≤2245177。10250177。15177。3125177。3≤3≤6≤2245177。10250177。1585177。3125177。3≤6≤6≤2245177。10250177。15100177。5140177。4≤6≤6≤4250177。25—光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材 多模光纖的標準與應用 四種梯度型多模光纖的傳輸性能及應用場合見表 211。 表 211 四種梯度型多模光纖的傳輸性能及應用場合 光 纖類 型芯 /包直徑/μm工作波 長/μm 帶寬 /MHz 數(shù) 值 孔徑衰減系數(shù) / dBkm1應 用 場 合AlaAlbAlcAld50/12585/125100/125， ， ， ， 200～ 1500300～ 1000100～ 1000100～ 500～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 數(shù)據(jù) 鏈 路、局域網(wǎng)數(shù)據(jù) 鏈 路、局域網(wǎng)局域網(wǎng)、傳感等局域網(wǎng)、傳感等光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材 A A3和 A4三類階躍型多模光纖的傳輸性能和應用場合見表 212。表 212 三類階躍型多模光纖的傳輸性能及應用場合 光 纖 類 型 A2a A2b A2c A3a A3b A3c A4a A4b A4c芯 /包直徑 /μm工作波 長 /μm帶寬 /MHz數(shù) 值 孔徑衰減系數(shù) /dB/km典型 選 用 長 度 /m100/140200/240200/280A2a≥10A2b=～ A2c≤10[U1]2023200/300200/380200/230≥5≤101000980/1000730/750480/500≥10≤40dB/100應 用 場 所 短距離信息 傳輸 、樓內(nèi)局部布 線 、 傳 感器等光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材 光纖的特性 光纖的損耗特性光纖的損耗將導致傳輸信號的衰減，所以把光纖的損耗又稱衰減。光信號在光纖中傳輸，隨著距離延長光的強度隨之減弱，其規(guī)律為式中， P（ 0）為輸入光纖的光功率，即 z=0處注入光功率； P（ z）為傳輸距離 z處的光功率； α（ λ）為波長 λ處的光纖衰減系數(shù)，當 z=L時，光纖衰減系數(shù)定義為α（ λ）＝ 10/L[lg（ P（ 0） /P（ L） ]（ dB/km）。當工作波長為 λ時，在光纖上兩個相距 L km的總衰減 A（ λ），用下式表示：A（ λ）＝ α（ λ） L（ dB）光纖通信可以說是伴隨著光纖制造水平的不斷提高，即光纖損耗的不斷降低而發(fā)展起來的。光纖損耗是決定光纖通信系統(tǒng)中繼距離的主要因素之一。造成光纖損耗的原因很多，主要是吸收損耗、散射損耗和附加損耗。其損耗產(chǎn)生機理也非常復雜。以下以石英系光纖為例分別討論各種原因所引起的損耗。 光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材1．吸收損耗吸收損耗主要包括：本征吸收、雜質(zhì)吸收（ OH基）和結構缺陷吸收。本征吸收有紅外和紫外吸收。紅外吸收是光通過由 SiO2構成石英玻璃時分子共振引起的光能吸收現(xiàn)象。例如， SiO的吸收峰分別為 、 。如在 1010dB/km 。紫外吸收是通過光波照射激勵電子躍遷至高能級時吸收的能量。這種吸收發(fā)生在紫外波長區(qū)，故通常為紫外吸收。雜質(zhì)吸收是玻璃材料中含有鐵、銅等過渡金屬離子和 OH離子，在光波激勵下由離子振動產(chǎn)生的電子階躍吸收光能而產(chǎn)生的損耗。例如，在 ， OH離子濃度含量lppm時產(chǎn)生的衰減為 60dB/km。 光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材2．散射損耗散射損耗是以散射的形式將光能輻射出光纖外的損耗。其原因是由于光纖內(nèi)部的密度不均勻引起的。光纖中產(chǎn)生的散射損耗主要有瑞利散射、米氏散射、受激布里淵散射、受激拉曼散射、附加結構缺陷和彎曲散射、泄露散射。光纖制造時，熔融態(tài)玻璃分子的熱運動引起其結構內(nèi)部的密度和折射率起伏致使引起對光的散射。比光波長小得多的粒子引起的散射稱為瑞利散射。與光波同樣大小的粒子引起的散射稱為米氏散射。引起光纖損耗的散射主要是瑞利散射，瑞利散射具有與短波長的 1/λ4成正比的性質(zhì)，即 aR=A/λ4。式中，比例系數(shù) A與玻璃結構、玻璃組成有關。一般，玻璃轉(zhuǎn)變溫度高、組成復雜的，具有瑞利散射損耗大的趨勢。瑞利散射受到照射光強作用。受激布里淵散射和受激拉曼散射，則存在于光能密度超過某一高值，光與媒介相互作用產(chǎn)生的。光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材3．附加損耗 光纖損耗原因歸納如圖 218所示。 圖 218 光纖損耗原因歸納 光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材 光纖的色散特性 對于數(shù)字信號，經(jīng)光纖傳播一段距離后，色散會引起光脈沖展寬，嚴重時，前后脈沖將互相重疊，形成碼間干擾。因此，色散決定了光纖的傳輸帶寬，限制了系統(tǒng)的傳輸速率或中繼距離。色散和帶寬是從不同的領域來描述光纖的同一特性的。 根據(jù)色散產(chǎn)生的原因，光纖的色散主要分為：模式色散、材料色散、波導色散和偏振模色散。 光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)劃教材1．模式色散 模式色散一般存在于多模光纖中。因為，在多模光纖中同時存在多個模式，不同模式沿光纖軸向的群傳播速度是不同的，它們到達終端時，必定會有先有后，出現(xiàn)時延差，形成模間色散，從而引起脈沖寬度展寬，模式色散的脈沖展寬如圖 219所示。圖 219 模式色散的脈沖展寬 光纖通信技術與設備教育部高等職業(yè)教育示范專業(yè)規(guī)