光纖的傳輸特性

1、光纖的傳輸特性光纖的損耗光纖特性光纖的色散和帶寬 2.3光纖的傳輸特性光纖的幾何特性幾何特性包括芯直徑、包層直徑、纖芯/包層同心度、不圓度和光纖翹曲度等。光纖的光學(xué)特性光學(xué)特性有折射率分布、最大理論數(shù)值孔徑、模場直徑及截止波長等。光纖的傳輸特性傳輸特性主要是指光纖的損耗特性和色散特性，另有機械特性和溫度特性。一、概述一、概述 2.3光纖的傳輸特性 定義定義：光波在光纖中傳輸，隨著傳輸距離的增加，而光功率強度逐漸減弱，光纖對光波產(chǎn)生衰減作用，稱為光纖的損耗 二、光纖的損耗特性二、光纖的損耗特性光纖的損耗限制了光信號的傳播距離 2.3光纖的傳輸特性 影響因素：影響因素：光纖損耗大小與波長密切相關(guān)，

2、損耗與波長的關(guān)系曲線叫做光纖的損耗譜。二、光纖的損耗特性二、光纖的損耗特性工作波長（工作窗口）：損耗值較低地方對應(yīng)的波長工作波長（工作窗口）：損耗值較低地方對應(yīng)的波長n在單模光纖中有兩個低損耗區(qū)域，分別在1 310nm和1550nm附近，即通常說的1 310nm窗口和1 550nm窗口；n1550nm窗口又可以分為C-band（1 525nm1 562nm）和L-band（1 565nm1 610nm）。 2.3光纖的傳輸特性 產(chǎn)生原因產(chǎn)生原因（1 1）吸收損耗）吸收損耗 光纖吸收損耗是制造光纖的材料本身造成的損耗，包括紫外吸收、紅外吸收和雜質(zhì)吸收。（2 2）散射損耗）散射損耗 由于材料的不均

3、勻使光信號向四面八方散射而引起的損耗稱為瑞利散射損耗。 光纖制造中，結(jié)構(gòu)上的缺陷會引起與波長無關(guān)的散射損耗。二、光纖的損耗特性二、光纖的損耗特性 2.3光纖的傳輸特性(3(3）彎曲損耗（輻射損耗）彎曲損耗（輻射損耗） 光纖的彎曲會引起輻射損耗。 決定光纖衰減常數(shù)的損耗主要是吸收損耗和散射損耗，彎曲損耗對光纖衰減常數(shù)的影響不大。 2.3光纖的傳輸特性（4 4）衰減系數(shù)）衰減系數(shù) 指光在單位長度光纖中傳輸時的衰耗量，單位一般用dB/km。它是描述光纖損耗的主要參數(shù)。 其中L為光纖長度，Pi和Po分別為輸入和輸出光功率。一般標(biāo)準(zhǔn)單模光纖在1550nm的損耗系數(shù)為0.2dB/km。 2.3光纖的傳輸特

4、性 定義：定義：光脈沖中的不同頻率或模式在光纖中的群速度不同，這些頻率成分和模式到達光纖終端有先有后，使得光脈沖發(fā)生展寬，這就是光的色散特性。 表征：表征：色散一般用時延差來表示。所謂時延差，是指不同頻率的信號成分傳輸同樣的距離所需要的時間之差。圖圖8 色散引起的脈沖展寬示意圖色散引起的脈沖展寬示意圖三、光纖的色散特性三、光纖的色散特性2022-6-302022-6-30 2.3光纖的傳輸特性光纖的色散可分為模式色散、色度色散、偏振模色散。（1）模式色散 多模光纖中不同模式的光束有不同的群速度，在傳輸過程中，不同模式的光束的時間延遲不同而產(chǎn)生的色散，稱模式色散。 （2）色度色散 由于光源的不同

5、頻率（或波長）成分具有不同的群速度，在傳輸過程中，不同頻率的光束的時間延遲不同而產(chǎn)生色散稱為色度色散。色度色散包括材料色散和波導(dǎo)色散。 2.3光纖的傳輸特性 材料色散 由于材料折射率隨光信號頻率的變化而不同，光信號不同頻率成分所對應(yīng)的群速度不同，由此引起的色散稱為材料色散。 波導(dǎo)色散 由于光纖波導(dǎo)結(jié)構(gòu)引起的色散稱為波導(dǎo)色散。其大小可以和材料色散相比擬，普通單模光纖在1.31m處這兩個值基本相互抵消。n模式色散主要存在于多模光纖。單模光纖無模式色散，只有材料色散和波導(dǎo)色散。當(dāng)波長在1.31m附近，色散接近為零。 色散系數(shù)n色散主要用色散系數(shù)D( ) 表示。n色散系數(shù)的定義：單位波長間隔內(nèi)光波長信號通過單位長度光纖所產(chǎn)生的時延差，用D表示，單位是ps/（nmkm）。2022-6-302022-6-30脈寬是色散在時域上的表示輸入脈沖輸出脈沖 色散系數(shù)：單位譜線寬度的光線傳播單位距離 引起的脈沖展寬。D=L（ps/nmkm） 目前降低色度色散的影響主要是采用色散補償模塊對光纖中的色散累積進行補償,主要方式為使用DCF（色散補償光纖）。 色散補償光纖與普通傳輸光纖的不同之處是它在1550nm處具有負(fù)的色