單模和多模光纖的特點(diǎn)和應(yīng)用

1、單模和多模光纖的特點(diǎn)和應(yīng)用一、光纖結(jié)構(gòu) 光纖是光導(dǎo)纖維的簡(jiǎn)稱，是一種新的光波導(dǎo)，是光通信系統(tǒng)最普遍和最重要的傳輸媒質(zhì)。它由單根玻璃纖芯、緊靠纖芯的包層、一次涂覆層以及套塑保護(hù)層組成。（光纖呈圓柱形，由纖芯、包層和涂覆層三部分組成。）纖芯和包層由兩種光學(xué)性能不同的介質(zhì)構(gòu)成，內(nèi)部的介質(zhì)對(duì)光的折射率比環(huán)繞它的介質(zhì)的折射率高。包在外圍的覆蓋層就像不透明的物質(zhì)一樣，防止了光線在穿插過程中從表面逸出。1. 纖芯 位置: 位于光纖的中心部位， 直徑：在4-50m，單模光纖的纖芯直徑為4-10m ,多模光纖的纖芯直徑為50m。纖芯的成分：含有極少量摻雜劑的高純度二氧化硅（如二氧化鍺，五氧化二磷）作用是適當(dāng)提高

2、纖芯對(duì)光的折射率，用于傳輸光信號(hào)。2. 包層 位置: 位于纖芯的周圍 直徑：125m 成分：是含有極少量摻雜劑的高純度二氧化硅。 摻雜劑（如三氧化二硼）的作用：適當(dāng)降低包層對(duì)光的折射率，使之略低于纖芯的折射率，即纖芯的折射率大于包層的折射率（這是光纖結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵），它使得光信號(hào)封閉在纖芯中傳輸。3. 光纖的最外層為涂覆層，包括一次涂覆層、緩沖層和二次涂覆層。 一次涂覆層：一般使用丙烯酸醋、有機(jī)硅或硅橡膠材料； 緩沖層：一般為性能良好的填充油膏； 二次涂覆層：一般多用聚丙烯或尼龍等高聚物。 涂覆層的作用：是保護(hù)光纖不受水汽侵蝕和機(jī)械擦傷，同時(shí)增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度與可彎曲性，起著延長(zhǎng)光纖壽命的作用。涂

3、覆后的光纖外徑約2. 5 mm 。4. 光纖最重要的兩個(gè)傳輸特性 損耗和色散是光纖最重要的兩個(gè)傳輸特性，它們直接影響光傳輸?shù)男阅堋?(l)光纖傳輸損耗：損耗是影響系統(tǒng)傳輸距離的重要因素之一，光纖自身的損耗主要有吸收損耗和散射損耗。吸收損耗是因?yàn)楣獠ㄔ趥鬏斨杏胁糠止饽苻D(zhuǎn)化為熱能；散射損耗是因?yàn)椴牧系恼凵渎什痪鶆蚧蛴腥毕?、光纖表面畸變或粗糙造成的。當(dāng)然，在光纖通信系統(tǒng)中還存在非光纖自身原因的一些損耗，包括連接損耗、彎曲損耗和微彎損耗等。這些損耗的大小將直接影響光纖傳輸距離的長(zhǎng)短和中繼距離的選擇。 (2)光纖傳輸色散：色散是光脈沖信號(hào)在光纖中傳輸，到達(dá)輸出端時(shí)發(fā)生的時(shí)間上的展寬。產(chǎn)生的原因是光脈沖信

4、號(hào)的不同頻率成分、不同模式，在傳輸時(shí)因速度不同，到達(dá)終點(diǎn)所用的時(shí)間不同而引起的波形畸變。色散結(jié)果：這種畸變使得通信質(zhì)量下降，從而限制了通信容量和傳輸距離。二、光纖通信的工作窗口 光纖損耗系數(shù)隨著波長(zhǎng)而變化，為獲得低損耗特性，光纖通信選用波長(zhǎng)范圍在800 -1800nm，并稱850nm(800-900nm）為短波長(zhǎng)波段；1300-1600nm為長(zhǎng)波長(zhǎng)波段，主要有1310nm和1550nm兩個(gè)窗口。實(shí)用的低損耗波長(zhǎng)是：第一代系統(tǒng)，波長(zhǎng)850nm，最低損耗2. 5dB/km，分貝（dB）采用石英多模光纖；第二代系統(tǒng)，波長(zhǎng)1310nm，最低損耗0. 27dB/km,采用石英單模最低色散光纖；第三代系統(tǒng)

5、，波長(zhǎng)1550nm，最低損耗0.16dB/km，采用石英單模最低損耗與適應(yīng)色散光纖。上述三個(gè)波長(zhǎng)稱為三個(gè)工作窗口。三、光纖分類一、多模光纖 當(dāng)光纖的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)時(shí)（約lm)，光纖傳輸?shù)倪^程中會(huì)存在一著幾十種乃至上百種傳輸模式，這樣的光纖稱為多模光纖。 由于不同的傳播模式具有不同的傳播速度與相位，因此，經(jīng)過長(zhǎng)距離傳輸會(huì)產(chǎn)生模式色散（經(jīng)過長(zhǎng)距離傳輸后，會(huì)產(chǎn)生時(shí)延差，導(dǎo)致光脈沖變寬）。模式色散會(huì)使多模光纖的帶寬邊窄，降低傳輸容量，因此，多模光纖只適用于低速率、短距離的光纖通信，目前數(shù)據(jù)通信局域網(wǎng)大量采用多模光纖。(一) 多模光纖的主要產(chǎn)品及應(yīng)用性能如下表：產(chǎn)品名稱主要性能特點(diǎn)及應(yīng)用62.5

6、/125m多模光纖（A1b）低衰減和高帶寬，適用于千兆以太網(wǎng)（IEEE 802.3z）50/125m多模光纖（A1a）低衰減,高帶寬和優(yōu)異的抗彎曲性能，適用于千兆以太網(wǎng)（IEEE 802.3z）62.5/125m&50/125m多模光纖A1b/A1a（OM1/OM2）850nm和1300nm窗口優(yōu)化多模光纖，適用于千兆以太網(wǎng)（IEEE 802.3z） 62.5/125m&50/125m彎曲不敏感多模光纖A1b/A1a（OM2/OM3/OM4）適用于工作窗口為850nm的1&10&40&100 Gb/s傳輸系統(tǒng)，傳輸距離可達(dá)150m、300m和500m，光

7、纖的最小彎曲半徑7.5mm。（二）A1類多模光纖傳輸性能要求項(xiàng)目單位A1a（50/125m）A1b（62.5/125m）衰減系數(shù)850nmdB/m2.4-3.52.8-3.51300nm0.55-1.50.6-1.5模式帶寬850nmMHz·km200-800160-8001300nm200-1200200-1000數(shù)值孔徑0.23±0.020.275±0.015零色散波長(zhǎng)0nm129501365129501365零色散斜率S0129501365129501365129501365ps/(nm2·km)0.105+0.001(0-1259)0.110.0

8、01(1458-0)二、單模光纖 當(dāng)光纖的幾何尺寸較小，與光波長(zhǎng)在同一數(shù)量級(jí)，如芯徑在4-10m范圍，光纖只允許一種模式（基模）在其中傳播，其余的高次模全部截止，這樣的光纖稱為單模光纖。單模光纖避免了模式色散，適用于大容量長(zhǎng)距離傳輸。（一）單模光纖分類： IEC 60793-2和IEC 60793-2-50中將單模光纖劃分為B1.1、B1.2、B1.3、B2、B4、B5、B6等類別，ITU-T也在G.652、G.653、G.654、G.655、G.656、G.657等建議中分別規(guī)范了各種單模光纖的定義和特性，而GB/T 9771的各部分參照IEC 60793-2-50和ITU-T G.65x系

9、列制訂。其對(duì)應(yīng)關(guān)系在下表中總述。一種給定型號(hào)的單模光纖(例如：B4)，通過對(duì)模場(chǎng)直徑（也稱有效面積）、色散系數(shù)、色散曲線的斜率、截止波長(zhǎng)等參數(shù)進(jìn)行適配的最優(yōu)化，而獲得不同的應(yīng)用方式。表.單模光纖的分類和定義常規(guī)命名GB/T 9771.17以及IEC分類名稱ITU分類名稱主要特征非色散位移單模光纖B1.1G.652.AG.652.B零色散波長(zhǎng)在1300nm至1324nm之間，在1310nm窗口性能最優(yōu)化，在1550nm窗口也能兼容使用截止波長(zhǎng)位移單模光纖B1.2_bB1.2_cG.654.AG.654.BG.654.C截止波長(zhǎng)位移至1310nm至1530nm之間，并且在1550nm窗口性能最優(yōu)化

10、。B1.2類光纖主要應(yīng)用在海底光纜中，偶爾也可應(yīng)用于陸地光纜中波長(zhǎng)段擴(kuò)展的非色散位移單模光纖B1.3G.652.CG.652.DB1.3類光纖除性能與B1.1類光纖相似之外，還具有1383nm水峰處較低的衰減，從而也能在1360nm至1460nm窗口兼容使用色散位移單模光纖B2_aB2_bG.653.AG.653.B零色散波長(zhǎng)在1525nm至1575nm之間，在1550nm窗口性能最優(yōu)化。為避免四波混頻效應(yīng)只有在低功率或可能的場(chǎng)合或固定信道時(shí)才可以采用復(fù)用頻道傳輸非零色散位移單模光纖B4_cB4_dB4_eG.655.A、B、CG.655.DG.655.E零色散波長(zhǎng)在1530nm至1565nm

11、波段之外，在1550nm窗口性能最優(yōu)化，并且截止波長(zhǎng)可以轉(zhuǎn)移到1310nm以上區(qū)域?qū)挷ㄩL(zhǎng)段光傳輸用非零色散位移單模光纖B5G.656在1460nm至1625nm窗口性能最優(yōu)化，并且零色散波長(zhǎng)小于1460nm接入網(wǎng)用彎曲不敏感單模光纖B6_a1B6_a2G.657.A1G.657.A2與B1.3類光纖兼容，但最小彎曲半徑為10mm或7.5mm，適合在接入網(wǎng)中及室內(nèi)使用。工作波長(zhǎng)在1260nm1625nm接入網(wǎng)用彎曲不敏感單模光纖B6_b2B6_b3G.657.B2G.657.B3不與B1.3類光纖兼容，但最小彎曲半徑為7.5mm或5.0mm，適用于室內(nèi)短距離的通信傳輸，工作波長(zhǎng)在1310nm、1

12、550nm和1625nm（二）幾種單模光纖的特點(diǎn)和應(yīng)用l. G. 652標(biāo)準(zhǔn)單模光纖特點(diǎn)及應(yīng)用 零色散波長(zhǎng)在1310nm附近。既可以使用在1310nm波長(zhǎng)區(qū)域，也可以使用在1550nm波長(zhǎng)區(qū)域。最佳工作波長(zhǎng)在1310nm區(qū)域。 當(dāng)工作波長(zhǎng)在1.3m時(shí)，光纖色散很小，系統(tǒng)的傳輸距離只受光纖衰減所限制。 光纖在1.3m波段的損耗較大；在1.55m波段的損耗較小。 光纖截止波長(zhǎng)：cf1250nm，光纜截止波長(zhǎng)：cc1260nm。 模場(chǎng)直徑：1310nm處的模場(chǎng)直徑是8.6-9.5m士0.7。在1550nm處沒有具體規(guī)定，但一般不大于10. 3m。 衰減：衰減系數(shù)最大值在1310nm窗口，A級(jí)為0.3

13、6dB/km, B級(jí)為0.40dB/km;衰減系數(shù)最小值在1500nm窗口，A級(jí)為0.22dB/km, B級(jí)為0.25dB/km 色散：零色散波長(zhǎng)范圍是1300-1324nm。偏振模色散（PMD）系數(shù)最大值：0. 3ps/2. G. 653色散位移光纖特點(diǎn)及應(yīng)用 色散位移光纖在1.55m色散為零，不利于多信道的WDM傳輸，用的信道數(shù)較多時(shí)，信道間距較小，這時(shí)就會(huì)發(fā)生四波混頻（FWM）導(dǎo)致信道間發(fā)生串?dāng)_。如果光纖線路的色散為零，F(xiàn)WM（四波混頻）的干擾就會(huì)十分嚴(yán)重；如有微量色散，F(xiàn)WN干擾反而還會(huì)減少。 光纖截止波長(zhǎng)：cf<1250nm. 模場(chǎng)直徑：1550nm處的模場(chǎng)直徑是7. 8- 8

14、.5m士0. 8 . 衰減：衰減系數(shù)最大值在1310nm窗口，A級(jí)為0.40dB/km,B級(jí)為0.45dB/km,C級(jí)為0. 55dB/km 偏振模色散（PMD）系數(shù)最大值：0. 3ps/此種光纖除了在日本等國(guó)家干線網(wǎng)上有應(yīng)用外，在我國(guó)干線網(wǎng)上幾乎沒有應(yīng)用3. G.654截止波長(zhǎng)位移光纖特點(diǎn)及應(yīng)用零色散波長(zhǎng)在1310nm附近，截止波長(zhǎng)位移到較長(zhǎng)的波長(zhǎng)，所以該光纖也被稱為截止波長(zhǎng)位移單模光纖。工作波長(zhǎng)為1.55m，在該波長(zhǎng)附近上的衰減最小。零色散點(diǎn)在1300nm附近，但在1550nm窗口色散較大，約為17-20 ps/(nm2·km) 光纖截止波長(zhǎng)：1350nm<cf<16

15、00nm.模場(chǎng)直徑：1550nm處的模場(chǎng)直徑是9.5-10.5m士0. 7 .。衰減：衰減系數(shù)最大值在1550 nm窗口，A級(jí)為0.19dB/km, B級(jí)為0. 22dB/km。色散：1550nm色散系數(shù)最大值20 ps/(nm2·km); 1550nm零色散斜率最大值為0.07 ps/(nm2·km)。 偏振模色散（PMD）系數(shù)最大值：0. 3ps/該種光纖主要應(yīng)用于長(zhǎng)距離數(shù)字傳輸系統(tǒng)。如海底纜。4. G.655非零色散位移光纖特點(diǎn)及應(yīng)用非零色散光纖實(shí)質(zhì)上是一種改進(jìn)的色散位移光纖，其零色散波長(zhǎng)不在1. 55m；在使用波長(zhǎng)區(qū)域據(jù)有一非零的小色散值,以抑制密集波分復(fù)用（DWD

16、M）中四波混頻（FWM）效應(yīng)最佳使用波長(zhǎng)范圍在1500-1600nm區(qū)域。光纖截止波長(zhǎng)：cf1470nm，光纜截止波長(zhǎng)：cc1480nm。模場(chǎng)直徑：（8.0-11.0）m士0.7衰減：衰減系數(shù)最大值在1500nm窗口，A級(jí)為0.22dB/km, B級(jí)為0.25dB/kmC波段色散：非零色散區(qū)nm：1530minmax1565，非零色散區(qū)絕對(duì)值ps/(nm2·km)：1.0DminDmax10，DmaxDmin5.0 ps/(nm2·km);偏振模色散（PMD）系數(shù)最大值：0. 3ps/G. 655非零色散光纖適用于通信網(wǎng)和其他通信設(shè)備，它特別適用于DWDM系統(tǒng)的傳輸。5.

17、G.657接入網(wǎng)用彎曲不敏感單模光纖G657A與B1.3類光纖兼容，但最小彎曲半徑為10mm或7.5mm，適合在接入網(wǎng)中及室內(nèi)使用,G657B不與B1.3類光纖兼容，但最小彎曲半徑為7.5mm或5.0mm，適用于室內(nèi)短距離的通信傳輸，工作波長(zhǎng)在1310nm、1550nm和1625nm。零色散波長(zhǎng)在1310nm附近。既可以使用在1310nm波長(zhǎng)區(qū)域，也可以使用在1550nm波長(zhǎng)區(qū)域。最佳工作波長(zhǎng)在1310nm區(qū)域。光纖截止波長(zhǎng)：光纖截止波長(zhǎng)未做規(guī)定，光纜截止波長(zhǎng)：cc1260nm。模場(chǎng)直徑：G657A:（8.6-9.5）m士0.4 G657B: (6.3-9.5）m士0.4衰減：B6類單模光纖的

18、衰減系數(shù)應(yīng)符合下表規(guī)定表.B6類單模光纖的衰減系數(shù)光纖類型使用波長(zhǎng)(nm)最大衰減值(dB/km)B1.3和B6a13100.381383±30.3815500.2416250.28B6b131016250.51383±30.515500.316250.4 色散：零色散波長(zhǎng)范圍是1300-1324nm。偏振模色散（PMD）系數(shù)最大值：0. 3ps/宏彎損耗：B6類單模光纖的宏彎損耗參數(shù)應(yīng)符合下表規(guī)定。表. B6類單模光纖的宏彎特性 單位：dB條件技術(shù)指標(biāo)彎曲半徑 mm圈數(shù)B6aB6b1550nm1625nm1550nm1625nm15100.251.00.030.10101

19、0.751.50.100.207.51-0.501.00二、在任何事情上都不要覺得自己受了多大的委屈，哭哭啼啼和別別扭扭改變不了糟糕的現(xiàn)狀。心子開一點(diǎn)，認(rèn)真地該干啥干啥，反倒走得順暢許多?？傅米《嗌贃|西，最后就會(huì)得到多少東西，大致就是這么個(gè)理兒吧。三、生命本沒有意義，你要能給他什么意義，他就有什么意義。與其終日冥想人生有何意義，不如試用此生做點(diǎn)有意義的事。四、愛怕沉默。太多的人，以為愛到深處是無言。其實(shí)，愛是很難描述的一種情感，需要詳盡的表達(dá)和傳遞。五、有些路，只能一個(gè)人走。六、有一種落差是，你配不上自己的野心，也辜負(fù)了所受的苦難。七、有些決定，只需要一分鐘，可是，卻會(huì)用一輩子，去后悔那一分鐘

20、。八、“忽然想通了”,這五個(gè)字說來簡(jiǎn)單，要做到可真不容易。我佛如來在菩堤樹下得道，就因?yàn)樗昂鋈幌胪恕?達(dá)摩祖師面壁十八年，才總算“忽然想通了”.無論什么事，你只要能“忽然想通了”,你就不會(huì)有煩惱，但達(dá)到這地步之前，你一定已不知道有過多少煩惱。九、如果他總為別人撐傘，你何苦非為他等在雨中。十、我對(duì)前任的感覺很簡(jiǎn)單，哪怕他的女朋友來我面前秀恩愛，我也不會(huì)覺得煩。就像在看別人吃一碗很香的鹵肉飯，吧唧嘴巴弄得很大聲，但我自己心里是明白的：我吃過那種飯，其實(shí)沒那么好吃。十一、為什么我們總是不懂得珍惜眼前人？在未可預(yù)知的重逢里，我們以為總會(huì)重逢，總會(huì)有緣再會(huì)，總以為有機(jī)會(huì)說一聲對(duì)不起，卻從沒想過每一次

21、揮手道別，都可能是訣別，每一聲嘆息，都可能是人間最后的一聲嘆息。十二、我在最好的時(shí)候碰到你，是我的運(yùn)氣?？上覜]時(shí)間了。想想，說人生無悔，都是賭氣的話。人生若無悔，那該多無趣啊。我心里有過你?？晌乙仓荒艿较矚g為止了。十三、我說不出來為什么愛你，但我知道，你就是我不愛別人的理由。十四、當(dāng)你在轉(zhuǎn)圈的時(shí)候，這個(gè)世界很大，當(dāng)你勇往直前，這個(gè)世界就很小。十五、現(xiàn)在男女之間的戀愛，總是答應(yīng)太快，結(jié)果分手也快。人性的規(guī)律是容易得到的就容易放棄。凡是通過努力得到的，不管是感情還是物品，都會(huì)使人頓生珍惜之感。所以在感情上，當(dāng)有人追求時(shí)，內(nèi)心的一份矜持是必要的，即使心里很愛，也需要給追求者時(shí)間和難度，這樣兩人走到一起才會(huì)珍惜感情、地久天長(zhǎng)。十六、我從來不會(huì)在分手很久后才會(huì)哭，因?yàn)椴恢?。十七、高興呢，就允許自己高興一天；難過呢，也允許自己難過一天。關(guān)鍵是這一天過去了，你得繼續(xù)往前走。十八、對(duì)于世界而言，你是