光纖結(jié)構(gòu)和類型

1、光纖結(jié)構(gòu)和類型第一頁，共141頁。2.3 2.3 光纖傳輸特性光纖傳輸特性 2.3.1 2.3.1 光纖色散光纖色散 2.3.2 2.3.2 光纖損耗光纖損耗 2.3.3 2.3.3 光纖標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用光纖標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用第二頁，共141頁。 教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)重點(diǎn): : 一、分析光纖的導(dǎo)光原理；一、分析光纖的導(dǎo)光原理； 二、理解二、理解光纖損耗和色散的概念光纖損耗和色散的概念 ； 三、掌握光纖單模傳輸條件的計(jì)算公式。三、掌握光纖單模傳輸條件的計(jì)算公式。難點(diǎn)：難點(diǎn)：第三頁，共141頁。 光纖光纖（Optical Fiber）的）的典型結(jié)構(gòu)典型結(jié)構(gòu)是多是多層同軸圓柱體，層同軸圓柱體，如圖所示

2、如圖所示，自內(nèi)向外由，自內(nèi)向外由纖纖芯芯、包層包層和和涂敷層涂敷層三部分組成。三部分組成。2.1 2.1 光纖結(jié)構(gòu)和類型光纖結(jié)構(gòu)和類型2.1.1 2.1.1 光纖結(jié)構(gòu)光纖結(jié)構(gòu)第四頁，共141頁。光纖結(jié)構(gòu)光纖結(jié)構(gòu)圖 第五頁，共141頁。 纖芯的折射率比包層稍高，損耗比包層更低，光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸。 包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起一定的機(jī)械保護(hù)作用。 設(shè)纖芯和包層的折射率分別為n1和n2，光能量在光纖中傳輸?shù)谋匾獥l件是n1n2。 涂覆層保護(hù)光纖不受水汽的侵蝕和機(jī)械擦傷。第六頁，共141頁。 2.1.2 2.1.2 光纖類型光纖類型高純度石英( 第七頁，共141頁。2 2、光纖分類、光纖

3、分類（1 1）按照制造光纖所用的材料按照制造光纖所用的材料分類有：分類有： 石英系光纖；石英系光纖； 多組分玻璃光纖；多組分玻璃光纖； 塑料包層石英芯光纖；塑料包層石英芯光纖； 全塑料光纖。全塑料光纖。第八頁，共141頁。（2 2） 按折射率分布情況按折射率分布情況分類分類：光纖主要：光纖主要有三種基本類型：有三種基本類型： 突變型多模光纖突變型多模光纖（多模階躍折射率光纖多模階躍折射率光纖） 漸變型多模光纖漸變型多模光纖（多模漸變射率光纖多模漸變射率光纖） 單模光纖單模光纖第九頁，共141頁。突變型多模光纖突變型多模光纖（Step Index Fiber, SIF） 纖芯折射率為 n1 保持

4、不變，到包層突然 變 為n2。 這 種 光 纖 一 般 纖 芯 直 徑2a=5080m，光線光線以以折線形狀折線形狀沿纖芯中心軸線方向傳播，特點(diǎn)是信號(hào)畸變大。第十頁，共141頁。 突變型多模光纖突變型多模光纖(多模階躍折射率光纖多模階躍折射率光纖)第十一頁，共141頁。漸變型多模光纖漸變型多模光纖（Graded Index Fiber, GIF） 在纖芯中心折射率最大為n1，沿徑向r向外圍逐漸變小，直到包層變?yōu)閚2。這種光纖一般纖芯直徑2a為50m，光線光線以正弦形狀正弦形狀沿纖芯中心軸線方向傳播，特點(diǎn)是信號(hào)畸變小。第十二頁，共141頁。 漸變型多模光纖漸變型多模光纖( (多模漸變射率光纖多模

5、漸變射率光纖) )第十三頁，共141頁。單模光纖單模光纖（Single Mode Fiber, SMF） 折射率分布和突變型光纖相似，纖芯直徑只有810 m，光線光線以直線形狀直線形狀沿纖芯中心軸線方向傳播。因?yàn)檫@種光纖只能傳輸一個(gè)模式（只傳輸主模），所以稱為單模光纖，其信號(hào)畸變很小。第十四頁，共141頁。單模光纖單模光纖第十五頁，共141頁。 相對(duì)于而言，和的纖芯直徑都很大，可以容納數(shù)百個(gè)模式，所以稱為多模光纖多模光纖。 漸變型多模光纖漸變型多模光纖和單模光纖單模光纖，包層外徑2b都選用125m。 第十六頁，共141頁。 2a 2an1n2n3(a)(b)(b)特種單模光纖特種單模光纖 最有

6、用的若干典型特種單模光纖的橫截面結(jié)構(gòu)和折射率分布下圖所示： (a) 雙包層； (b) 三角芯； (c) 橢圓芯 第十七頁，共141頁。: : 色散平坦光纖色散平坦光纖（DFF） 色散移位光纖色散移位光纖（DSF） 改進(jìn)的色散移位光纖改進(jìn)的色散移位光纖 雙折射光纖雙折射光纖或偏振保持光纖偏振保持光纖。 第十八頁，共141頁。主要用途：主要用途： 突變型多模光纖突變型多模光纖 只能用于小容量短距離系統(tǒng)。 漸變型多模光纖漸變型多模光纖 適用于中等容量中等距離系統(tǒng)。 單模光纖單模光纖 用在大容量長距離的系統(tǒng)。第十九頁，共141頁。 特種單模光纖大幅度提高光纖通信系特種單模光纖大幅度提高光纖通信系統(tǒng)的水

7、平統(tǒng)的水平: : 1.55m色散移位光纖實(shí)現(xiàn)了10Gb/s容量的100km 的超大容量超長距離系統(tǒng)。 色散平坦光纖適用于波分復(fù)用系統(tǒng)，這種系統(tǒng)可以把傳輸容量提高幾倍到幾十倍。第二十頁，共141頁。 三角芯光纖有效面積較大，有利于提高輸入光纖的光功率，增加傳輸距離。 偏振保持光纖用在外差接收方式的相干光系統(tǒng)，這種系統(tǒng)最大優(yōu)點(diǎn)是提高接收靈敏度，增加傳輸距離。第二十一頁，共141頁。2.22.2 光纖傳輸原理光纖傳輸原理分析光纖傳輸原理的常用方法：分析光纖傳輸原理的常用方法： 第二十二頁，共141頁。2.2.1 2.2.1 幾何光學(xué)方法幾何光學(xué)方法 用幾何光學(xué)方法分析光纖傳輸原理，我們關(guān)注的問題主要

8、是光束在光纖中傳播的空間分布和時(shí)間分布，并由此得到數(shù)值孔徑和時(shí)間延遲的概念。第二十三頁，共141頁。 幾何光學(xué)法分析問題的兩個(gè)出發(fā)點(diǎn)幾何光學(xué)法分析問題的兩個(gè)出發(fā)點(diǎn): : 數(shù)值孔徑 時(shí)間延遲 通過分析光束在光纖中傳播的空間分布和時(shí)間分布。 幾何光學(xué)法分析問題的兩個(gè)角度： 突變型多模光纖 漸變型多模光纖 第二十四頁，共141頁。一、突變型多模光纖一、突變型多模光纖 為簡便起見，以的交軸光線(子午光線子午光線)為例，進(jìn)一步討論光纖的傳輸條件。 設(shè)和折射率分別為n1和n2，空氣的折射率n0=1，纖芯中心軸線與z軸一致。第二十五頁，共141頁。二二. . 突變型多模光纖導(dǎo)光原理突變型多模光纖導(dǎo)光原理 突

9、變型多模光纖導(dǎo)光原理圖突變型多模光纖導(dǎo)光原理圖第二十六頁，共141頁。 與內(nèi)光線內(nèi)光線入射角的臨界角c相對(duì)應(yīng)，光纖入入射光的入射角射光的入射角i有一個(gè)最大值最大值max 。max 稱為光纖端面入射臨界角光纖端面入射臨界角（簡稱入射臨界角入射臨界角） 光纖端面入射臨界角光纖端面入射臨界角第二十七頁，共141頁。 當(dāng)imax時(shí)，相應(yīng)的光線將在交界面發(fā)生全反射而返回纖芯，并以折線的形狀向前傳播，如光線光線3 3。第二十八頁，共141頁。半錐角 由此可見，只有在半錐角為max的圓錐內(nèi)入射的光束才能在光纖中傳播。第二十九頁，共141頁。三、數(shù)值孔徑三、數(shù)值孔徑max)第三十頁，共141頁。第三十一頁，共

10、141頁。 得光纖的數(shù)值孔徑為：得光纖的數(shù)值孔徑為：max) =2221nn 光纖的數(shù)值孔徑光纖的數(shù)值孔徑n1n2直徑直徑第三十二頁，共141頁。 光纖的數(shù)值孔徑光纖的數(shù)值孔徑，NA(或max)越大，光纖接收光的能力越強(qiáng)，從光源到光纖的越高。 對(duì)于無損耗光纖，在max內(nèi)的入射光都能在光纖中傳輸，如圖。第三十三頁，共141頁。 光纖的數(shù)值孔徑光纖的數(shù)值孔徑NA越大，纖芯對(duì)光能量纖芯對(duì)光能量的束縛越強(qiáng)束縛越強(qiáng)，光纖抗彎曲性能越好； 但NA越大，經(jīng)光纖傳輸后產(chǎn)生的信號(hào)畸變?cè)酱?，因而?所以要根據(jù)實(shí)際使用場合，選擇適當(dāng)?shù)腘A。 第三十四頁，共141頁。 四、相對(duì)折射率差四、相對(duì)折射率差2122212n

11、nn n1 第三十五頁，共141頁。 1212122212nnnnnnn1 第三十六頁，共141頁。)0(2)0(2222nnn第三十七頁，共141頁。光纖的數(shù)值孔徑可表示為：光纖的數(shù)值孔徑可表示為： 212221nnnNA第三十八頁，共141頁。例題：例題： 設(shè)光纖的纖芯折射率n1=1.500，包層折射率n2=1.485。求: （1）相對(duì)折射率差； （2）數(shù)值孔徑NA； （3）入射臨界角max 。 第三十九頁，共141頁。解：解：（1）相對(duì)折射率差）相對(duì)折射率差 ：500. 1485. 1500. 1121nnn（2）數(shù)值孔徑）數(shù)值孔徑NA：01. 02500. 121nNA（3）入射臨界角

12、）入射臨界角max)21. 0(sin)(sin11maxNA0.010.2112.12o第四十頁，共141頁。五五 時(shí)間延遲時(shí)間延遲 （時(shí)延）（時(shí)延）第四十一頁，共141頁。cLnnncLTTT1221minmaxTT第四十二頁，共141頁。T第四十三頁，共141頁。 4 NA 與與T 21221)(2NAcnLnncLTNA越大，光纖接收光的能力越強(qiáng)，從光源到光纖的耦合效率越高；但NA越大，模間色散越嚴(yán)重。 常用于通信的光纖的NA取值范圍為: 0.10.3第四十四頁，共141頁。 例：設(shè)光纖長度L=1km，數(shù)值孔徑NA=0.20，纖芯折射率n1=1.5，求脈沖展寬T。 (ns)44) s

13、(104 . 4)20. 0(1035 . 12101)(2828321NAcnLT第四十五頁，共141頁。六六 突變型多模光纖突變型多模光纖的的最大比特率距離積最大比特率距離積BL 光纖的最大比特率距離積BL定義212nncBLBL第四十六頁，共141頁。 例：多模階躍光纖，纖芯折射率n1=1.5，包層折射率n2，求其傳輸容量BL。km(Mbit/s)001km(bit/s)10107212nncBL002. 0121nnn21nn 第四十七頁，共141頁。2. 漸變型多模光纖漸變型多模光纖 漸變折射率光纖的折射率在纖芯中連續(xù)變化。 適當(dāng)選擇折射率的分布形式，可以使不同入射角的光線有大致相同

14、的光程，從而大大減小群時(shí)延差。 漸變型多模光纖具有能減小脈沖展寬、增加帶寬的優(yōu)點(diǎn)。第四十八頁，共141頁。（1）漸變型光纖折射率分布的普遍公式arnararnrng22100)(21 )(n1 和 n2 分別為纖芯中心和包層的折射率；r 和 a 分別為徑向坐標(biāo)和纖芯半徑； 為相對(duì)折射率差；第四十九頁，共141頁。g為折射率分布指數(shù)折射率分布指數(shù)， 的極限條件下，表示突變突變型多模光纖型多模光纖的折射率分布； ，n(r)按平方律(拋物線)變化，表示常規(guī)漸變型多模光纖漸變型多模光纖的折射率分布。 具有這種分布的光纖，不同入射角的光線會(huì)聚在中心軸線的一點(diǎn)上，因而脈沖展寬減小第五十頁，共141頁。漸變

15、型光纖折射率按平方律平方律(拋物線拋物線)分布:arnararnrn221200)(21 )(第五十一頁，共141頁。 由于折射率分布是徑向坐標(biāo)r的函數(shù)，纖芯各點(diǎn)不同，所以要定義局部數(shù)值孔徑局部數(shù)值孔徑NA(r)和 222)()(nrnrNA2221maxnnNA第五十二頁，共141頁。（2） 用分析要求解射線方程， 射線方程一般形式為ndzdndsd)(sn第五十三頁，共141頁。將射線方程應(yīng)用到光纖的圓柱坐標(biāo)中，對(duì)于近軸子午光線，射線方程可簡化為：drdndzrdn22第五十四頁，共141頁。射線方程為：02222radzrd這是二階微分方程。這是二階微分方程。 第五十五頁，共141頁。得

16、到光線的軌跡為)cos()sin()(21AzCAzCzraA2式中， ，C1和C2是待定常數(shù)，由邊界條件確定。第五十六頁，共141頁。得到光線的軌跡為)cos()sin()0()(0AzrAzAnzri第五十七頁，共141頁。 當(dāng)0=0時(shí)，光線平行光纖軸入射)cos()(Azrzri第五十八頁，共141頁。 當(dāng)ri=0時(shí)，光線在r=0，z=0處以不同的入射角射入光纖得)sin()0()(0AzAnzr第五十九頁，共141頁。自聚焦效應(yīng)自聚焦效應(yīng) 不同入射角相應(yīng)的光線，雖然經(jīng)歷的路程不同，但是最終都會(huì)聚在一點(diǎn)上，這種現(xiàn)象稱為。第六十頁，共141頁。具有，不僅不同入射角相應(yīng)的光線會(huì)聚在同一點(diǎn)上，

17、而且這些光線的時(shí)間延遲時(shí)間延遲也近似相等。 第六十一頁，共141頁。max第六十二頁，共141頁。 折射率按拋物線分布的漸變光纖最大折射率按拋物線分布的漸變光纖最大時(shí)延差為時(shí)延差為2max)0(21cLn漸變光纖漸變光纖第六十三頁，共141頁。（5 5）漸變多模光纖的最大比特率距離）漸變多模光纖的最大比特率距離積積BL為為: :2)0(2ncBL第六十四頁，共141頁。例1 一根多模的長度L=1km，纖芯的折射率n(0)=1.5，相對(duì)折射率差=0.01，求其傳輸容量BL。 km(Gbit/s)4)0(22ncBL第六十五頁，共141頁。 2.2.2 2.2.2 光在光纖中的模式傳輸光在光纖中的

18、模式傳輸教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容： 一、一、模式的概念模式的概念； 二、二、； 三、三、傳條輸件傳條輸件； 四、四、。第六十六頁，共141頁。 2.2.2 2.2.2 光在光纖中的模式傳輸光在光纖中的模式傳輸一、一、模式的模式的概念概念 所謂的光纖光纖模式模式，就是滿足邊界條件的電磁場波動(dòng)方程的解，電磁場的穩(wěn)態(tài)分布。 這種空間分布在傳播過程中只有相位的變化，沒有形狀的變化，且始終滿足邊界條件，每一種這樣的分布對(duì)應(yīng)一種模式。 第六十七頁，共141頁。 麥克斯韋方程組的求解表明，光纖中可能存在的模式有橫電模TE、橫磁模TM及混合模HE和EH等四套模式。 第六十八頁，共141頁。TE0 mHzEz=0TE

19、0 m第六十九頁，共141頁。TM0 mEzHz=0TM0 m第七十頁，共141頁。HEv m和EHv mEZHZHEv m和EHv m第七十一頁，共141頁。HEv m和EHv mHEv m EHv m第七十二頁，共141頁。第七十三頁，共141頁。HE11Vc=0HE11第七十四頁，共141頁。第七十五頁，共141頁?？傻霉饫w中導(dǎo)波模的光纖中導(dǎo)波模的傳輸條件傳輸條件為為cVV V - 光纖的歸一化頻率光纖的歸一化頻率；Vc - 光纖的歸一化光纖的歸一化頻率。頻率。三、傳條輸件三、傳條輸件第七十六頁，共141頁。光纖的歸一化頻率光纖的歸一化頻率 V22212221nannaV 光纖的歸一化頻

20、率由纖芯和包層的相對(duì)折射率差、纖芯的半徑以及傳輸光波長所決定； 第七十七頁，共141頁。四、單模光纖的模式特性四、單模光纖的模式特性 傳輸模式數(shù)目隨V值的增加而增多。 當(dāng) V 值減小時(shí)，不斷發(fā)生， 逐漸減少。 特別值得注意的是當(dāng)V 2.405時(shí)，只有HE11一個(gè)模式存在，其余模式全部截止。 HE11稱為。 第七十八頁，共141頁。由此得到為 405. 2221naV V -光纖的歸一化頻率光纖的歸一化頻率; n1-纖芯折射率纖芯折射率; -相對(duì)折射率差；相對(duì)折射率差； -傳輸光波長。傳輸光波長。第七十九頁，共141頁。 已知突變型多模光纖=0.002=1.30m=1.55m第八十頁，共141頁

21、。 對(duì)于給定的光纖(n1、n2和a確定)，存在一個(gè)c ，當(dāng)c時(shí)，是單模傳輸，這個(gè)臨界波長c稱為。截止波長計(jì)算公式截止波長計(jì)算公式ananc112612. 2405. 222第八十一頁，共141頁。 2.3 光纖傳輸特性光纖傳輸特性 產(chǎn)生信號(hào)畸變信號(hào)畸變的主要原因是光纖中存在。是光纖最重要的傳輸特性傳輸特性。第八十二頁，共141頁。2.3.1 光纖色散光纖色散 光纖的色散概念光纖的色散概念在物理光學(xué)中，色散是指由于某種物理原因使具有不同波長的光經(jīng)過透明介質(zhì)后被散開的現(xiàn)象。第八十三頁，共141頁。第八十四頁，共141頁。對(duì)光纖通信的影響對(duì)光纖通信的影響光纖色散光纖色散的存在使傳輸?shù)男盘?hào)脈沖畸變和展

22、寬，從而產(chǎn)生碼間干擾。為了保證通信質(zhì)量，必須增大碼間間隔，即降低信號(hào)的傳輸速率，這就限制了光纖系統(tǒng)的通信容量和傳輸距離。第八十五頁，共141頁。的種類的種類第八十六頁，共141頁。 （1 1）模式色散）模式色散 模式色散模式色散是由于不同模式不同模式的時(shí)間延遲不同而產(chǎn)生的，它取決于光纖的折射率分布，并和光纖材料折射率的波長特性有關(guān)。第八十七頁，共141頁。 （2 2）材料色散）材料色散 材料色散材料色散是由于光纖的折射率隨波長而改變，不同波長成分的光，其時(shí)間延遲不同而產(chǎn)生的。這種色散取決于光纖材料折射率的波長特性和光源的譜線寬度。)(nn 材料色散材料色散第八十八頁，共141頁。 （3 3）波

23、導(dǎo)色散）波導(dǎo)色散 波導(dǎo)色散波導(dǎo)色散是由于波導(dǎo)結(jié)構(gòu)參數(shù)與波長有關(guān)而產(chǎn)生的，它取決于波導(dǎo)尺寸和纖芯與包層的相對(duì)折射率差。波導(dǎo)色散波導(dǎo)色散)(第八十九頁，共141頁。（4 4）極化色散）極化色散 由于 HE11y 和 HE11x 模的傳播常數(shù)傳播常數(shù)y 和x 小不同，因此引起這兩個(gè)模式傳輸?shù)牟煌?，從而形成色散。這種色散叫做極化色散極化色散。第九十頁，共141頁。模式色散模式色散 材料色散材料色散 波導(dǎo)色散波導(dǎo)色散 極化色散極化色散 光纖這四種色散的大小有如下關(guān)系：光纖這四種色散的大小有如下關(guān)系：第九十一頁，共141頁。第九十二頁，共141頁。5、色散的表示、色散的表示 色散的大小色散的大小常用時(shí)延

24、差時(shí)延差(脈沖展寬)來表示，而時(shí)延差是光脈沖的不同模式或不同波長成分傳輸同樣距離所需的時(shí)間。用脈沖展寬脈沖展寬表示時(shí)，光纖色散光纖色散可以寫成222wmn第九十三頁，共141頁。 n ； m； w 222wmn第九十四頁，共141頁。二、多模光纖的色散二、多模光纖的色散cLncnLn1221第九十五頁，共141頁。2)0(21cnL第九十六頁，共141頁。三、單模光纖的色散三、單模光纖的色散1 1、色散系數(shù)、色散系數(shù) 理想單模光纖沒有模式色散，只有材料色散和波導(dǎo)色散。材料色散和波導(dǎo)色散總稱為波長色散波長色散，它是時(shí)間延遲隨波長變化產(chǎn)生的結(jié)果。第九十七頁，共141頁。LD1)(km)mps/(n

25、 單模光纖的波長色散用D() 度量，其單位是，即單位波長間隔（1nm）的兩個(gè)頻率成分在光纖中傳播1km時(shí) 所產(chǎn)生的群時(shí)延差。在工程中將稱為色散系數(shù)。即定義為：第九十八頁，共141頁。 經(jīng)過復(fù)雜推導(dǎo)，合理簡化，得到單位長度的單模光纖色散系數(shù)為)()(1)(WmDDLD色散系數(shù) D km)mps/(n第九十九頁，共141頁。2 2、單模光纖、單模光纖色散系數(shù)色散系數(shù))()()(WmDDD上式右邊第一項(xiàng)第一項(xiàng) Dm 為材料色散材料色散; ;上式右邊第二項(xiàng)第二項(xiàng) DW 為波導(dǎo)色散。波導(dǎo)色散。第一百頁，共141頁。（1）、材料色散）、材料色散 Dm 其值由實(shí)驗(yàn)確定, SiO2材料的近似經(jīng)驗(yàn)公式為)127

26、31 (123)(mDkm)ps/(nm 計(jì)算和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：計(jì)算和實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)： 石英光纖石英光纖在波長波長1273nm處，Dm=0， 1273nm， Dm為正值正值。第一百零一頁，共141頁。第一百零二頁，共141頁。（2）、波導(dǎo)色散）、波導(dǎo)色散DW 計(jì)算和實(shí)驗(yàn)得出計(jì)算和實(shí)驗(yàn)得出, 普通單模光纖的普通單模光纖的波導(dǎo)色波導(dǎo)色散系數(shù)散系數(shù) DW波長 01.8 m 范圍都是負(fù)值都是負(fù)值。 其絕對(duì)值絕對(duì)值則 由由 纖芯半徑纖芯半徑、相對(duì)折射率差相對(duì)折射率差及折射率的分布規(guī)律折射率的分布規(guī)律確定確定。 一般講，纖芯半徑越小纖芯半徑越小，折射率差越大折射率差越大，波導(dǎo)色散也越負(fù)波導(dǎo)色散也越負(fù)。但與波長的變化不

27、大。第一百零三頁，共141頁。第一百零四頁，共141頁。3、單模光纖色散特性單模光纖色散特性第一百零五頁，共141頁。在一定的波長范圍內(nèi)，波導(dǎo)色散與材料色散具有相反的符號(hào)。波導(dǎo)色散使零色散波長0 從 1273 nm向右移動(dòng)了37nm 左右，總色散在=1310nm 附近為零，即零色散波長0=1310 nm第一百零六頁，共141頁。 零色散波長零色散波長0=1310 nm的石英光纖是一種常規(guī)單模光纖常規(guī)單模光纖，國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu) ITU T 將其命名為G.652 光纖光纖。這種光纖既可用于 1.31 m 波長區(qū)，也可用于1.55 m 波長區(qū)，是一種可供雙窗口雙窗口應(yīng)用的單模光纖。 第一百

28、零七頁，共141頁。G.652光纖性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)是： 1) 在 1.31m波長處的色散為零色散為零，衰減系數(shù)約為0.35dB/km，。 2）在波長為1.55 m附近衰減系數(shù)最小，約為 0.22dB/km，但在1.55 m 附近其具有最大色散系數(shù)，為17 ps/(nmkm)。 3）它的最佳工作波長在1.31m 區(qū)域。第一百零八頁，共141頁。G.653色散位移單模光纖色散位移單模光纖 通過改變通過改變光纖光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)結(jié)構(gòu)參數(shù)、折射率分布形折射率分布形狀狀，力求加大波導(dǎo)色散，從而將零色散波長零色散波長0從 1.310m 位移位移到1.550m，實(shí)現(xiàn)1.550m處最低衰減最低衰減和零色散波長零色

29、散波長一致。這種光纖稱為色散位移單模光纖色散位移單模光纖, ITU T 將其命名為G.653光纖光纖。第一百零九頁，共141頁。G.653光纖性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)是： G.653光纖光纖工作波長在1.550m區(qū)域，它非常適合于長距離單信道長距離單信道光纖通信系統(tǒng)。第一百一十頁，共141頁。 由于G.653光纖光纖在1.550m處色散為零色散為零，所以在摻鉺光纖放大器（大光功率影響）通道進(jìn)行波分復(fù)用信號(hào)波分復(fù)用信號(hào)傳輸時(shí)，存在的嚴(yán)重問題是：在1.550m波長區(qū)的零色散產(chǎn)生了四四波混頻波混頻非線性效應(yīng)非線性效應(yīng)。因此，G.653光纖不能不能應(yīng)用于密集波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)應(yīng)用于密集波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)。第一百一

30、十一頁，共141頁。G.655 非零色散位移單模光纖非零色散位移單模光纖 為了解決G.652 光纖在1.550m處的色色散限制散限制問題和G.653光纖在1.550m處零色散產(chǎn)生了四波混頻非線性效應(yīng)的影響。第一百一十二頁，共141頁。 在G.653光纖的基礎(chǔ)上光纖的基礎(chǔ)上通過過改變光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)、折射率分布形狀的方法，使得這種光纖在1.550m波長處的色散不為零色散不為零，零色散波長不在1.55m，而在1.525m或1.585 m。故其被稱為非零色散位移單模光非零色散位移單模光纖纖，ITU T 將其命名為G.655光纖光纖。第一百一十三頁，共141頁。G.655 光纖性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)是： 第一百一十四頁，共141頁。G.655 光纖性能特點(diǎn)性能特點(diǎn)是： 第一百一十五頁，共141頁。G.652、 G.653、G.655的色散參數(shù) 第一百一十六頁，共141頁。4、單模光纖的色散、單模光纖的色散(脈沖展寬脈沖展寬LD-光源均方根譜寬LD1)(單模光纖得單模光纖的色散為：得單模光纖的色散為：第一百一十七頁，共141頁。5、單模光纖的單模光纖的最大比特率距離積比特率距離積：為單模光纖 ：為光源均方根譜寬DBL41D第一百一十八頁，共141頁。第