光纖與通信：第2章光纖及其特性

第2章光纖

--光纖導(dǎo)光原理及其特性光纖的結(jié)構(gòu)及分類光纖導(dǎo)光原理光纖的模式理論光纖的損耗特性光纖的色散光纖的非線性效應(yīng)常用光纖纖芯包層涂覆層裸光纖1、光纖的結(jié)構(gòu)§2.1光纖的結(jié)構(gòu)及分類典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體自內(nèi)向外為纖芯、包層和涂覆層

纖芯、包層------裸光纖纖芯、包層+涂覆層----芯線纖芯、包層------光學(xué)區(qū)涂覆層---保護(hù)區(qū)材料：SiO2纖芯n1>包層n2纖芯:SiO2+GeO2(P2O5)

包層:SiO2+B2O5(F)涂覆層包括一次涂覆、緩沖層和二次涂覆，起保護(hù)光纖不受水汽的侵蝕相機(jī)械的擦傷，同時(shí)又增加光纖的柔韌性，起著延長(zhǎng)光纖壽命的作用。涂覆層的主要作用是為光纖提供保護(hù)2、光纖的分類1）按制造光纖所使用的材料分

2）按工作波長(zhǎng)來(lái)分3）根據(jù)光纖中傳輸模式分4）根據(jù)折射率分布分

有石英系列、塑料包層石英纖芯、多組分玻璃纖維、全塑光纖等四種。短波長(zhǎng)光纖長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖單模光纖和多模光纖有階躍型光纖StepIndex

SI漸變型(梯度型)光纖GragedIndexGIW型光纖等階躍型光纖SIStepIndex漸變型(梯度型)光纖GI

GragedIndexW型光纖3、光纜制造1、原材料提純?nèi)サ艄饫w原料中的雜質(zhì)，以降低雜質(zhì)吸收。2、制棒將提純后的材料合成一定折射率分布的預(yù)制棒。將預(yù)制棒拉制成原折射率分布的光纖。3、拉絲4、套塑為保證光纖的機(jī)械性能將光纖涂覆層外加一層熱塑材料。5、成纜目的：去掉光纖原料中的雜質(zhì)，以降低雜質(zhì)吸收。方法：精餾——吸附——精餾精餾塔活性吸附物質(zhì)二級(jí)精餾活性吸附物質(zhì)精料槽

SiCl4HO-Cu2+_氧化鋁或活性硅膠SiCl4材料提純?nèi)蹮捴瓢舴椒ǎ篗CVD法（改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法）BELLPCVD法（等離子激活化學(xué)汽相沉積法）PHILIPSVAD法（汽相軸向沉積法）NTT

OVD法（管外汽相沉積法）CORNINGAPVD法（等離子化學(xué)汽相沉積法）ALCATEL目的：將提純后的材料通過(guò)物理與化學(xué)的方法合成一定折射率分布光纖預(yù)制棒。折射率分布通過(guò)控制摻雜濃度實(shí)現(xiàn)?；瘜W(xué)反應(yīng)方程MCVD法（改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法）纖芯:SiO2+GeO2(P2O5)包層:SiO2+B2O5拉絲目的：將具有一定的折射率分布的預(yù)制棒拉制成折射率分布不變的光纖。123

4

67891---光纖預(yù)制棒2---高溫爐3---測(cè)溫儀4---爐溫控制5---激光測(cè)徑儀6---調(diào)速系統(tǒng)7---涂覆器8---固化爐9---收絲輪5光纖經(jīng)過(guò)涂覆后雖然已具有了一定的抗張強(qiáng)度，但還是經(jīng)不起施工中的彎折、扭曲和側(cè)壓等外力作用，為了使光纖能在各種環(huán)境中使用，必須把光纖與其他元件組合起來(lái)構(gòu)成光纜，使其具有良好的傳輸性能以及抗拉、抗沖擊、抗彎、抗扭曲等機(jī)械性能。成纜

一、對(duì)光纜的要求1、機(jī)械性能好：保證光纖經(jīng)得起拉伸、沖擊、彎曲等影響。

2、防護(hù)性能好：使光纖防水，防潮，防雷，防腐。3、傳輸性能好：避免工程中帶來(lái)的附加損耗或色散。2、光纜護(hù)套一般由塑料材料制造，保護(hù)光纜芯受到機(jī)械外力和環(huán)境的影響。PVC（聚氯乙烯）3、防潮層光纖非常怕水，一般用密封鋁制金屬或阻水紗防潮。4、填料防止水氣進(jìn)入。要求：抗水性好，溫度性能好，無(wú)毒，不易燃。5、鎧裝增加機(jī)械強(qiáng)度，防鼠，防蟲，防人為損傷。1、加強(qiáng)件加強(qiáng)件一般由鋼絲或增強(qiáng)塑料嵌在光纖中，用以承受拉伸負(fù)荷。（集中式加強(qiáng)件，分散式加強(qiáng)件）二、光纜的基本結(jié)構(gòu)按成纜光纖類型多模光纖光纜和單模光纖光纜按纜芯結(jié)構(gòu)中心束管、層絞、骨架和帶狀按加強(qiáng)件和護(hù)層金屬加強(qiáng)件、非金屬加強(qiáng)、鎧裝按使用場(chǎng)合長(zhǎng)途/室外、室內(nèi)、水下/海底等按敷設(shè)方式架空、管道、直埋和水下3、光纜的分類4、光纜的結(jié)構(gòu)（成纜方式）層絞式骨架式中心束管式帶狀式光纖油膏加強(qiáng)件護(hù)套松套管中心管式光纜----套管式光纜是將數(shù)根一次涂覆的光纖放入同一根塑料管中，管中填沖油膏，光纖浮在油膏中。套管式光纜的結(jié)構(gòu)合理、重量輕、體積小、價(jià)格便宜。層絞式結(jié)構(gòu)光纜加強(qiáng)芯纖芯套塑填充料防潮層內(nèi)護(hù)套鎧裝外護(hù)套----層絞式光纜是將若干根光纖芯線以加強(qiáng)元件為中心絞合在一起的一種結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)適用于芯線數(shù)較少的的光纜。骨架式結(jié)構(gòu)光纜----溝槽式光纜是將單根或多根光纖放入溝槽中，骨架中心是加強(qiáng)元件。這種結(jié)構(gòu)的光纜的抗側(cè)壓性能好，單制造工藝復(fù)雜?！?.2光纖導(dǎo)光原理光纖導(dǎo)光原理的分析方法：射線理論(幾何光學(xué)法)

波動(dòng)理論(模式理論)折射定律一、SI光纖射線分析1、導(dǎo)光原理內(nèi)全反射非子午面光線Snell定律臨界角臨界角對(duì)應(yīng)的捕光角捕光角內(nèi)全反射導(dǎo)光原理內(nèi)全反射的條件相對(duì)折射率差3、模式及時(shí)延差傳導(dǎo)模輻射模2、數(shù)值孔徑NA(NumericalAperture)光源與光纖的耦合效率高光纖里有很多條光線和軸線夾角相同的一簇光線稱作一個(gè)模式模式有兩類：傳導(dǎo)模輻射模模式有兩類：光纖中有很多傳導(dǎo)模，路徑不同，時(shí)延不同。最大時(shí)延差模式時(shí)延兩條路徑脈沖展寬：不引起碼間干擾的脈沖間隔：碼元速率（帶寬）：不同傳導(dǎo)模式的時(shí)延差使光脈沖展寬碼間干擾不同模式有時(shí)延差對(duì)傳輸信號(hào)有什么影響？提高帶寬的方法：例：求光脈沖傳1公里的脈沖擴(kuò)展寬度和最大比特率。解：1）減少模式的最大時(shí)延差-------采用GI光纖2）只允許一個(gè)模式傳輸-------單模光纖二、GI光纖射線分析g=2拋物線型n3n2n1n1n4n2n4n3n5n5a如果將漸變折射率看成分層均勻?qū)訑?shù)N,層厚光線在介質(zhì)中的傳輸軌跡應(yīng)該用射線方程表示r是軌跡上某一點(diǎn)的位置矢量；s為射線的傳輸軌跡；ds是沿軌跡的距離單元，△n表示折射率的梯度。將射線方程應(yīng)用到光纖的圓柱坐標(biāo)中，光纖中的近軸子午光線和光纖軸線夾角很小，可近似認(rèn)為平行于光纖軸線(z軸)的子午光線。由于光纖中的折射率僅以徑向變化，沿圓周方向和z軸方向是不變的。因此，對(duì)于近軸子午光線，射線方程可簡(jiǎn)化為：

1、射線方程

對(duì)近軸光線，，

2、射線軌跡3、漸變光纖中的光線（1）自聚焦特性（2）最大時(shí)延差§2.3光纖的模式理論()圓柱坐標(biāo)系n階貝塞爾方程為整數(shù)Bessel方程的求解函數(shù)冪級(jí)數(shù)展開(kāi)法s階貝塞爾方程貝塞爾方程的解用冪級(jí)數(shù)展開(kāi)階貝塞爾函數(shù)如果s不是整數(shù)，另一個(gè)解為如果s是整數(shù)線性相關(guān)也是貝塞爾方程的解存在并與無(wú)關(guān)諾依曼(Neumann)函數(shù)整數(shù)階貝塞爾函數(shù)和正弦和余弦三角函數(shù)有類似的性質(zhì)奇偶性漸進(jìn)表達(dá)式虛宗量Bessel函數(shù)n階貝塞爾方程在纖芯中在包層中求u、w、β的值先推導(dǎo)u、w、β滿足的方程歸一化頻率V下面由邊界條件得到u和w的另一關(guān)系弱導(dǎo)近似給定V值，代入求u、w分3種情況求解聯(lián)立的超越方程：1）2）3）求u、w、β的值歸一化頻率V由邊界條件得到u和w的另一關(guān)系弱導(dǎo)近似給定V值，代入求u、w給定V值，代入求u、w分3種情況求解聯(lián)立的超越方程：1）2）3）1）2）3）光纖中的模式：混合模例如：傳導(dǎo)模和輻射模滿足以上條件的模式是傳導(dǎo)模當(dāng)不滿足即包層中的波和纖芯中的類似就是輻射波傳導(dǎo)模輻射摸截止歸一化頻率每個(gè)模式都有一個(gè)對(duì)應(yīng)的截止規(guī)一化頻率求計(jì)算歸一化截止頻率求2.4048,5.5201,8.6537,傳導(dǎo)模模式VcHE110TE01、TM01、HE212.4048HE12、HE31、EH113.832HE41、EH215.1356HE135.520圖2.12最低階模式的傳播常數(shù)作為V的函數(shù)的曲線HE11TE01HE21TM01HE31HE12EH21HE41TE02TM02123456歸一化頻率V光纖中的場(chǎng)和模式歸一化截止頻率Vc傳導(dǎo)模不同的模式（2）場(chǎng)分布不同（3）傳輸特性也不同（1）截止頻率不同最低階模式HE11TE01TM01HE21第一高階模式組幾個(gè)模式的場(chǎng)圖線偏振模HE21TE01HE21TM01LP11LP11LinearlyPolarized(LP)modes通過(guò)變換得到直角坐標(biāo)系中的橫向場(chǎng)分量為

光纖中的場(chǎng)和模式歸一化截止頻率Vc傳導(dǎo)模不同的傳導(dǎo)模式（2）場(chǎng)分布不同（3）傳輸特性也不同（1）截止頻率不同線偏振模在多模階躍光纖中，多個(gè)導(dǎo)模同時(shí)傳輸，光纖的歸一化頻率V愈大，導(dǎo)模數(shù)愈多，導(dǎo)模數(shù)M可按下式計(jì)算

在多模漸變光纖中,導(dǎo)?？倲?shù)為

例：已知求導(dǎo)模數(shù)解：模功率分布

將LPmn模的場(chǎng)分布代入，可得

(1)每個(gè)傳導(dǎo)模（2）同一頻率單模光纖

單模光纖應(yīng)滿足單模條件

截止波長(zhǎng)單模光纖應(yīng)滿足單模條件工程上截止波長(zhǎng)由測(cè)量得到。光纖只傳播基模HE11模

（1）單模光纖的截止波長(zhǎng)單模光纖工作模式HE11的電場(chǎng)分布為零階Bassel函數(shù)，可近似為指數(shù)分布，（2）主模LP01(HE11)的模場(chǎng)分布模場(chǎng)直徑MFD（Mode-fielddiameter）單模光纖的模場(chǎng)直徑(MFD)近似為：電場(chǎng)下降為1/e時(shí)的半徑的2倍;模場(chǎng)直徑一般定義為：多模光纖的模場(chǎng)直徑與纖芯幾乎相等，但單模光纖的模場(chǎng)直徑一般不等于模場(chǎng)直徑。誤差小于1%一般取單模光纖1）單模光纖的截止波長(zhǎng)單模光纖應(yīng)滿足單模條件3)模場(chǎng)直徑MFD（Mode-fielddiameter）2）主模LP01(HE11)的模場(chǎng)分布誤差小于1%一般取3)模場(chǎng)直徑MFD（Mode-fielddiameter）§2.4光纖的損耗特性(衰減特性Attenuation）吸收損耗1.本征吸收2.雜質(zhì)吸收3.原子缺陷吸收散射損耗1、線性散射

2、非線性散射

彎曲損耗1.光纖宏彎曲2.光纖微彎一、光纖損耗分類二、光纖損耗的系數(shù)

為衰減指數(shù)。通常光纖損耗用單位長(zhǎng)度的分貝(dB)數(shù)表示，定義為

光纖損耗系數(shù)三、損耗機(jī)理吸收損耗是由于光纖本身和光纖的雜質(zhì)對(duì)光的吸收損耗。（1）、本征吸收光纖材料本身對(duì)光的吸收（sio2）。(a)紅外吸收帶（b）紫外吸收帶吸收損耗有三個(gè)原因，一是本征吸收，(光纖材料本身對(duì)光能量的吸收，也稱為固有吸收)

二是雜質(zhì)吸收，（光纖中雜質(zhì)對(duì)光能量的吸收）三是原子缺陷吸收。1、吸收損耗固有吸收和光波長(zhǎng)的關(guān)系（吸收光譜）有兩個(gè)峰值（a）紅外吸收機(jī)理：由于材料本身的原子之間的化學(xué)鍵形成形成晶格，當(dāng)光纖中的光的波長(zhǎng)與晶格相鍵長(zhǎng)相當(dāng)時(shí)，光的能量向晶格傳遞，引起損耗。吸收帶：>1.5um，向紅外延伸波長(zhǎng)

um損耗

dB/km0.81.01.21.41.61.8影響：對(duì)長(zhǎng)波光通信影響較大紅外區(qū)的中心波長(zhǎng)在8μm～12μm

范圍內(nèi)，對(duì)光纖通信波段影響不大。對(duì)于短波長(zhǎng)不引起損耗，對(duì)于長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖引起的損耗小于1dB/km。（b）紫外吸收機(jī)理：光纖中的光子流將光纖材料中的電子激發(fā)到高能級(jí)，從而使得光子的能量發(fā)生轉(zhuǎn)移。吸收帶：<1.6um,向紫外延伸波長(zhǎng)

um損耗

dB/km0.81.01.21.41.61.8影響：對(duì)短波長(zhǎng)通信影響較大紫外區(qū)中心波長(zhǎng)在0.16μm附近，尾部拖到lμm左右，已延伸到光纖通信波段(即0.8μm～1.7μm的波段)。在短波長(zhǎng)范圍內(nèi)，引起的光纖損耗小于1dB／km。在長(zhǎng)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，引起的光纖損耗小0.1dB／km。（a）光纖中含有鐵、鎳、銅、錳、鉻、釩、鉑等過(guò)渡金屬造成的附加吸收損耗稱為雜質(zhì)吸收。金屬離子含量越多，造成的損耗就越大。降低光纖材料中過(guò)渡金屬的含量可以使其影響減小到最小的程度。為了使由這些雜質(zhì)引起的損耗小于1dB/km，必須將金屬的含量減小到10-8以下。這樣高純度石英材料的生長(zhǎng)技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)。(2)、雜質(zhì)吸收機(jī)理：主要由于光纖材料的不純凈引起的。（b）水的氫氧根離子(OH)的振動(dòng)，基波振動(dòng)在2.73μm波長(zhǎng)，二次諧波振動(dòng)在1.39μm，三次諧波振動(dòng)在0.95μm，它們的各次振動(dòng)諧波和它們的組合波，將在0.6μm～2.73μm的范圍內(nèi)，產(chǎn)生若干個(gè)吸收。CuAlFeGeNi(可以消除)OH–波長(zhǎng)

um損耗

dB/km0.81.01.21.41.61.8（影響較大）0.9~1.01.2~1.31.33~1.5(3)、原子缺陷吸收機(jī)理：光纖制造過(guò)程中受到熱激勵(lì)或輻射使得一部分共價(jià)鍵斷裂，容易吸收光的能量。原子缺陷吸收是由于加熱過(guò)程或者由于強(qiáng)烈的輻射造成，玻璃材料會(huì)受激而產(chǎn)生原子的缺陷，引起吸收光能，造成損耗。對(duì)于普通玻璃，在3000rad的伽瑪射線的照射下，可能引起損耗高達(dá)20000dB／km。但是有些材料受到影響比較小，例如摻鍺的石英玻璃，對(duì)于4300rad的輻射，僅在波長(zhǎng)0.82μm引起損耗16dB／km。宇宙射線也會(huì)對(duì)光纖產(chǎn)生長(zhǎng)期影響，但影響很小。影響：通過(guò)工藝和材料使之減少到忽略不記的程度。吸收損耗：本征吸收紅外吸收紫外吸收雜質(zhì)吸收有色金屬OH根的吸收原子缺陷吸收

圖3.3摻雜2、散射損耗機(jī)理：由于光纖的折射率分布以及光纖材料的不均勻使得光在光纖傳播過(guò)程中發(fā)生散射，光向其他方向散開(kāi)造成的損耗。非線性散射損耗線性散射損耗受激喇曼(Raman)和受激布里淵(Brillouin)散射瑞利(Rayleigh)散射波導(dǎo)散射損耗散射光和入射光波長(zhǎng)相同散射光和入射光波長(zhǎng)不同(1)、瑞利散射損耗阻礙粒子比光波長(zhǎng)小或可比時(shí)產(chǎn)生的散射叫瑞利散射。機(jī)理：密度不均勻的微粒產(chǎn)生的瑞利散射影響：對(duì)短波長(zhǎng)的光影響較大（與λ4

呈反比）波長(zhǎng)

um

損耗

dB/km0.81.01.21.41.61.8紅外吸收紫外吸收瑞利散射(2)光纖的結(jié)構(gòu)不完善產(chǎn)生的損耗（波導(dǎo)散射損耗）機(jī)理：制造工藝的缺陷引起的殘留氣泡或芯包交界面不均勻造成的散射。（比波長(zhǎng)大得多）殘留氣泡引起的散射損耗影響：對(duì)所有的波長(zhǎng)一樣波長(zhǎng)

um

損耗

dB/km0.81.01.21.41.61.8紅外吸收紫外吸收瑞利散射波導(dǎo)散射（3）、光纖的彎曲損耗a、宏彎損耗曲率比光纖的半徑大得多的損耗光纖的最小彎曲半徑的經(jīng)驗(yàn)法則是：對(duì)于長(zhǎng)期應(yīng)用，光纖的彎曲半徑應(yīng)超過(guò)包層直徑的150倍；對(duì)于短期應(yīng)用，光纖的彎曲半徑應(yīng)超過(guò)包層直徑的100倍；對(duì)于硅光纖，包層直徑是125微米，對(duì)應(yīng)的彎曲半徑分別為19和13毫米b、微彎損耗光纖的軸產(chǎn)生的微米級(jí)的彎曲產(chǎn)生的損耗側(cè)壓力使得纖芯微小彎曲產(chǎn)生模式變換微彎引起光纖中的傳導(dǎo)模與漏?；蚍莻鲗?dǎo)模之間能量的反復(fù)耦合。微觀彎曲使高階模漏出并使得低階模的功率耦合到高階模上

光纖損耗譜特性短波長(zhǎng)的0.85m波段長(zhǎng)波長(zhǎng)的1.31m及

1.55m波段3個(gè)損耗最小窗口各類石英光纖的典型損耗值（dB/km）波長(zhǎng)（μm）多模光纖單模光纖階躍型梯度性階躍型0.85332.51.30.5---10.5---10.41.550.50.30.2---0.3

通過(guò)超純光纖生產(chǎn)工藝削去1.24m及1.39m的OH峰，實(shí)現(xiàn)了1200—1650nm的全波光纖，最大損耗不超過(guò)0.5dB／km，為波分復(fù)用在更寬的光波范圍內(nèi)的應(yīng)用提供了可能。C波段是WDM系統(tǒng)最常用的傳輸波段全波光纖通常可將該波長(zhǎng)范圍劃分為6個(gè)波段光纖的損耗譜光纖損耗測(cè)試

兩種方法：1）光源+光功率計(jì)

2）光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）光時(shí)域反射計(jì)§2.5光纖的色散(Dispersion)1、色散的分類模間色散(ModeDispersion)

色度色散(CromaticDispersion)

偏振色散(PolarizationModeDispersion)模內(nèi)色散材料色散波導(dǎo)色散什么是色散：當(dāng)電磁波在一媒質(zhì)中波傳播時(shí)，波的不同成分速度不同這種現(xiàn)象稱為色散。（1）模間色散機(jī)理：多模光纖中同時(shí)存在多個(gè)傳導(dǎo)模式，不同模式的軸向傳輸速度不同，使得它們到達(dá)終端有先有后，引起脈沖展寬。脈沖展寬：碼元速率（帶寬）：材料色散機(jī)理：光源發(fā)出的光不是單一波長(zhǎng)的光，而是具有一定的譜線寬度，而不同波長(zhǎng)的光在光纖中的傳播速率不同，因而導(dǎo)致同一個(gè)模式的光在光纖中傳播也有時(shí)延差，輸出脈沖產(chǎn)生畸變。波導(dǎo)色散（結(jié)構(gòu)色散）

機(jī)理：光在光纖中傳播時(shí)，由于光纖的結(jié)構(gòu)引起不同波長(zhǎng)的光在光纖中的傳播速度不同，因而導(dǎo)致同一個(gè)模式的光在光纖中傳播也有時(shí)延差，輸出脈沖產(chǎn)生畸變。

(2)色度色散光載波中包含很多頻率成分色散使得脈沖的寬度被展寬，傳輸速率降低色散對(duì)光通信的影響2、色度色散光通信的光源包含許多頻率成分群速相速3）群時(shí)延差色散系數(shù)單位是ps/(nm·km)

2）群時(shí)延（GVD）

2、色度色散色散系數(shù)單位是ps/(nm·km)

零色散波長(zhǎng)常規(guī)單模光纖群時(shí)延差色散系數(shù)零色散波長(zhǎng)常規(guī)單模光纖群時(shí)延差色散系數(shù)非色散位移光纖色散位移光纖色散位移光纖0.10.20.30.40.50.6衰減(dB/km)1600170014001300120015001100波長(zhǎng)(nm)

20100-10-20色散(ps/nm.km)非零色散位移光纖DSFDispersion-ShiftedFiberNZDSFNonzeroDispersion-ShiftedFiber單模光纖的最佳設(shè)計(jì)

折射率剖面設(shè)計(jì)匹配包層凹陷包層階躍大有效面積色散位移四包層剖面雙包層或W剖面環(huán)帶三角形分布大有效面積色散平坦圖3.12幾種有代表性的折射率剖面3、偏振模色散PMD(PolarizationModeDispersion)由于實(shí)際光纖本身存在缺陷，例如纖芯的幾何形狀不規(guī)則和內(nèi)部應(yīng)力不均勻等，此外，存在外在因素如光纖的彎曲，扭曲，擠壓也使光纖產(chǎn)生雙折射，所以單模光纖存在偏振模色散（PMD）。雙折射沿著光纖長(zhǎng)度方向發(fā)生變化：①每一個(gè)偏振模傳播的速率稍有差別②偏振方向也會(huì)發(fā)生旋轉(zhuǎn)在經(jīng)過(guò)距離L后兩種偏振模式分量所產(chǎn)生的時(shí)延差為：

光纖色散對(duì)光脈沖傳輸?shù)挠绊懨}沖寬度由均方根寬度表示chirp高斯脈沖C頻率chirp系數(shù)寬光源光譜比較大色散斜率§2.6光纖的非線性效應(yīng)當(dāng)光纖中傳輸?shù)墓β屎艽髸r(shí)，就會(huì)有非線性效應(yīng)光纖的非線性效應(yīng)包括光纖的非線性散射光纖的非線性折射率受激拉曼散射（SRS—stimulatedRamanscattering）

強(qiáng)光功率在光纖中傳輸時(shí)，SRS使得多波長(zhǎng)系統(tǒng)中較短波長(zhǎng)（高頻）光的能量向較長(zhǎng)波長(zhǎng)（低頻）的光轉(zhuǎn)移。影響：引起波分復(fù)用系統(tǒng)的串話1、非線性散射②受激布里淵散射（SBS—stimulatedBrillouinscattering）

閾值功率增益系數(shù)對(duì)于（1）自相位調(diào)制（SPM—self-phasemodulation）2、非線性折射在大功率光信號(hào)的作用下，光固有的折射率將隨光的強(qiáng)度發(fā)生變化，新的折射率為：由于光的非線性效應(yīng)的影響，光場(chǎng)自身引起的相位變化，叫自相位調(diào)制。（2）交叉相位調(diào)制（XPM）某一信道的光場(chǎng)由于非線性效應(yīng)受到來(lái)自相鄰信道的光場(chǎng)的影響而發(fā)生相移。影響：形成串?dāng)_（3）四波混頻（FWM）相距很近的波長(zhǎng)之間發(fā)生耦合，在其間隔產(chǎn)生新的無(wú)用波長(zhǎng)。f1f2f3f0f0=f1+f3-f2四波混頻的抑制：1、降低光功率（不可行）2、加大通光面積（可行）3、增大信道間隔（不可行）4、保持一定的色散（可行）§2.7常用光纖目前ITU-T規(guī)定的光纖代號(hào)有G.651光纖（多模光纖）G.652光纖（常規(guī)單模光纖）G.653光纖（色散位移光纖）G.654光纖（低損耗光纖）G.655光纖（非零色散位移光纖）G.656光纖（寬帶全波光纖）

G.657光纖（接入網(wǎng)用光纖）根據(jù)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，光纖類別的代號(hào)應(yīng)如下規(guī)定：光纖類別應(yīng)采用光纖產(chǎn)品的分類代號(hào)表示，即用大寫

A表示多模光纖，

B表示單模光纖，再以數(shù)字和小寫字母表示不同種類光纖。INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNION多模光纖類型單模光纖類型ITU-T G.651TELECOMMUNICATION (03/93)

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITUTRANSMISSIONMEDIACHARACTERISTICSCHARACTERISTICSOFA50/125um

MULTIMODEGRADEDINDEXOPTICAL

FIBRECABLE

ITU-TRecommendationG.651 (Previously“CCITTRecommendation”)INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNIONITU-T

G.652TELECOMMUNICATION (03/93)

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITUTRANSMISSIONMEDIACHARACTERISTICSCHARACTERISTICSOFASINGLE-MODEOPTICALFIBRECABLE

ITU-TRecommendationG.652 (Previously“CCITTRecommendation”)INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNIONITU-T

G.653TELECOMMUNICATION (03/93)

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITUTRANSMISSIONMEDIACHARACTERISTICSCHARACTERISTICSOF

ADISPERSION-SHIFTEDSINGLE-MODE

OPTICALFIBRECABLE

ITU-TRecommendationG.653INTERNATIONALTELECOMMUNICATIONUNIONITU-TG.655TELECOMMUNICATION

STANDARDIZATIONSECTOR

OFITU(10/96)SERIESG:TRANSMISSIONSYSTEMSANDMEDIA,DIGITALSYSTEMSANDNETWORKSTransmissionmediacharacteristics–OpticalfibrecablesCharacteristicsofanon-zerodispersionshiftedsingle?modeopticalfibrecableITU-TRecommendationG.655纖芯直徑包層直徑纖芯不圓度包層不圓度同心度誤差NA衰減系數(shù)色散系數(shù)1、G.651多模光纖工作頻率應(yīng)用：小容量，短距離，局域網(wǎng)，校園網(wǎng)2、G.652光纖常規(guī)