基本光纖光纜知識(shí)課件

第3章光纖通信系統(tǒng)中光信號(hào)的傳輸特性光的基本知識(shí)P23n1n2n1<n2θ1θ2θ3入射折射反射視覺位置實(shí)際位置空氣水光的基本知識(shí)n1n2n1>n2n1n2臨界角900臨界角n1n2全反射入射角=反射角θ1θ2光信號(hào)的傳輸特性光纖通信系統(tǒng)的基本要求是能將任何信息無失真地從發(fā)送端傳送到用戶端，這首先要求作為傳輸媒質(zhì)的光纖應(yīng)具有均勻、透明的理想傳輸特性，任何信號(hào)均能以相同速度無損無畸變地傳輸。但實(shí)際光纖通信系統(tǒng)中所用的光纖都存在損耗和色散，當(dāng)信號(hào)強(qiáng)度較高時(shí)還存在非線性。？在實(shí)際系統(tǒng)中，光信號(hào)到底如何傳輸？其傳輸特性、傳輸能力究竟如何？——本章討論的要點(diǎn)。產(chǎn)品相關(guān)網(wǎng)站：3.1 光纖的結(jié)構(gòu)與分類3.2光纖光纜的制作3.3

光纖的損耗特性3.4 光纖的色散特性及色散限制3.5 光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)產(chǎn)品相關(guān)網(wǎng)站：第3章光信號(hào)的傳輸特性光纖－一種光波導(dǎo)光纖－一種光波導(dǎo)光纖－一種光波導(dǎo)3.1.1光纖的結(jié)構(gòu)P31光纖是一種高度透明的玻璃絲，由純石英經(jīng)復(fù)雜的工藝?yán)贫?。光纖中心部分(芯Core)＋同心圓狀包裹層(包層Clad)＋涂覆層特點(diǎn)：ncore>nclad

光在芯和包層之間的界面上反復(fù)進(jìn)行全反射，并在光纖中傳遞下去。光纖光纜圖片光纖的結(jié)構(gòu)拋面圖SMF:2a=4-10m,2b=125理論分析中，可以認(rèn)為包層是無限大的MMF:(階躍多模光纖)2a=50m,2b=125階躍光纖和漸變光纖Step-IndexFiber&Graded-IndexFiber3.光纖制作reading:P15-P19根據(jù)芯區(qū)折射率徑向分布的不同，可分為：不同的折射率分布，傳輸特性完全不同

光纖的類型P34

光纖的性質(zhì)光纖的損耗損耗特性與光的工作波長有關(guān),在三個(gè)工作窗口有相對(duì)小的損耗:第一窗口光工作波長0.85μm,損耗稍大第二窗口光工作波長1.31μm,損耗中等第三窗口光工作波長1.55μm,損耗最小光纖的色散由于光纖所傳輸信號(hào)中不同模式或不同頻率成分因傳輸速度的不同而引起傳輸信號(hào)發(fā)生畸變的一種物理現(xiàn)象光纖中的成纜干線纜(架空光纜,直埋光纜,海底光纜,復(fù)合光纜……)96芯以下局內(nèi)光纜芯數(shù)少，比干線纜柔軟用戶纜根據(jù)需要幾百芯或幾千芯,纖芯為帶狀光纖

-數(shù)值孔徑(NA)P41相對(duì)折射率差n0、n1、n2--分別是空氣、纖芯、包層折射率，c--芯包界面全反射臨界角1.階躍光纖代表光纖接收光的本領(lǐng)（示意圖，比例不符）cin1n2n0大?1.階躍光纖cin1n2n0經(jīng)歷最短和最長路徑的兩束光線間的時(shí)差P43(3-21):-傳輸容量限制:B--信號(hào)比特率1.階躍光纖-傳輸容量限制:對(duì)于無包層的特殊光纖，n1=1.5，n2=1.0(空氣)，=0.33很大，BL<0.4(Mb/s).km減小值，BL能提高很多。一般<0.01。當(dāng)=0.002時(shí)，BL<100(Mb/s).km，10Mb/s的速率傳輸10km，適用于一些局域網(wǎng)。2.漸變光纖P46漸變光纖的芯區(qū)折射率不是一個(gè)常數(shù)，從芯區(qū)中心的最大值逐漸降低到包層的最小值。光線以正弦振蕩形式向前傳播。入射角大的光線路徑長，由于折射率的變化，光速在沿路徑變化，雖然沿光纖軸線傳輸路徑最短，但軸線上折射率最大，光傳播最慢。通過合理設(shè)計(jì)折射率分布，使光線同時(shí)到達(dá)輸出端，降低模間色散。確定傳輸模式的參數(shù)。可由波動(dòng)方程導(dǎo)出。

歸一化頻率V：P45模式:每一個(gè)傳輸常數(shù)對(duì)應(yīng)著一種可能的光場(chǎng)分布--模式a為纖芯半徑，為光波波長，為折射率差。參量V決定了光纖中能容納的模式數(shù)量。如果V<2.405，則它只容納單?！獑文９饫w。模折射率（有效折射率）：?jiǎn)文９饫w的截止波長：使得V=2.405時(shí)的光波長.模式一個(gè)模式是由它的傳播常數(shù)唯一確定的.由可引入一個(gè)很有用的量.ITU-T標(biāo)準(zhǔn)光纖G.652：普通單模光纖(SMF),產(chǎn)品：康寧，長飛G.653：色散位移光纖(DSF)G.655：非零色散位移光纖(NZ-DSF),產(chǎn)品：康寧LEAF；長飛：大保實(shí)G.651：普通多模光纖(MMF),產(chǎn)品：長飛3.1.2光纖的分類(2)

單模光纖種類G.652光纖即常規(guī)單模光纖，在1310nm波長工作時(shí)，理論色散值為零；在1550nm波長工作時(shí)，傳輸損耗最低，但色散系數(shù)較大。單通路速率達(dá)到STM-64時(shí)，需要采取色散調(diào)節(jié)手段。G.653光纖在1550nm波長工作時(shí)性能最佳，又稱為色散移位光纖。零色散點(diǎn)從1310nm移至1550nm波長區(qū)。G.654光纖截止波長移位的單模光纖，它的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是降低1550nm波長處的衷減。主要應(yīng)用于需要很長再生段距離的海底光纖通信。G.655光纖又稱之為非零色散移位單模光纖，零色散點(diǎn)移至1570nm或1510…1520nm附近，使1550nm處具有一定的色散值。色散受限距離達(dá)數(shù)百公里?？梢杂行У臏p少波分復(fù)用系統(tǒng)的四波混頻的影響。G.651：普通多模光纖(1)結(jié)構(gòu)有兩種多模光纖的結(jié)構(gòu)，如圖所示，目前常用的多模光纖采用纖芯折射率梯度型分布的結(jié)構(gòu)。光纖的纖芯用來導(dǎo)光，包層用來保證光全反射只發(fā)生在纖芯內(nèi)，涂覆層用于保護(hù)光纖不受外界作用和吸收誘發(fā)微變的剪切應(yīng)力。表3—5列出了根據(jù)IEC60793-2—10—2002《光纖第二部分：產(chǎn)品規(guī)范，Al類多模光纖的規(guī)范》規(guī)定常用的梯度折射率分布的Al類多模光纖的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。G.651：普通多模光纖(1)結(jié)構(gòu)有兩種多模光纖的結(jié)構(gòu)，如圖所示，目前常用的多模光纖采用纖芯折射率梯度型分布的結(jié)構(gòu)。光纖的纖芯用來導(dǎo)光，包層用來保證光全反射只發(fā)生在纖芯內(nèi)，涂覆層用于保護(hù)光纖不受外界作用和吸收誘發(fā)微變的剪切應(yīng)力。表3—5列出了根據(jù)IEC60793-2—10—2002《光纖第二部分：產(chǎn)品規(guī)范，Al類多模光纖的規(guī)范》規(guī)定常用的梯度折射率分布的Al類多模光纖的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)。(2)種類

根據(jù)IEC60793．2．10．2002《光纖一第二部分：產(chǎn)品規(guī)范，Al類多模光纖的規(guī)范》，梯度型多模光纖包括Ala、Alb和Aid3個(gè)子類，它們可用多組分玻璃或摻雜石英玻璃制得。為降低光纖衰減，梯度型多模光纖的制備選用的材料純度比大多數(shù)階躍型多模光纖的材料純度高得多；梯度型多模光纖的模式色散比階躍型多模光的模式色散小得多；梯度型多模光纖的傳輸帶寬比階躍型多模光纖的傳輸帶寬要寬。因此，日前常用的多模光纖為Ala、Alb和Ald3個(gè)子類，這3個(gè)子類光纖的傳輸性能和應(yīng)用場(chǎng)合見表3-6，Ala、Alb梯型折射率多模光纖常用帶寬指標(biāo)和可能應(yīng)用的領(lǐng)域詳見表3—7。G.651：普通多模光纖光纖的發(fā)展－結(jié)合光網(wǎng)羅發(fā)展60年代，光纖損耗超過1000dB/km1970年出現(xiàn)突破，光纖損耗降低到約20dB/km(1m附近波長區(qū))1979年，光纖損耗又降到0.2dB/km(在1.55m處)

－－低損耗光纖的問世導(dǎo)致了光波技術(shù)領(lǐng)域的革命，開創(chuàng)了光纖通信的時(shí)代。3.1.2

光纖的分類(3)按材料分類：P36玻璃光纖：纖芯與包層都是玻璃，損耗小，傳輸距離長，成本高；膠套硅光纖：纖芯是玻璃，包層為塑料，特性同玻璃光纖差不多，成本較低；塑料光纖：纖芯與包層都是塑料，損耗大，傳輸距離很短，價(jià)格很低。多用于家電、音響，以及短距的圖像傳輸。塑料光纖聚合物(塑料)光纖(POF)：用于用戶接入。盡管塑料光纖與玻璃光纖相比有更大的信號(hào)衰減，但韌性好，更為耐用直徑大10~20倍，連接時(shí)允許一定的差錯(cuò)，而不致犧牲耦合效率廉價(jià)的塑料注入成形技術(shù)，可用于制造光連接器、光分路器和收發(fā)設(shè)備。塑料光纖的優(yōu)勢(shì)

塑料光纖質(zhì)輕、柔軟，更耐破壞（振動(dòng)和彎曲）。塑料光纖有著優(yōu)異的拉伸強(qiáng)度、耐用性和占用空間小的特點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)使得塑料光纖在汽車中成功應(yīng)用尤為重要。一個(gè)典型的豪華車內(nèi)部至少由幾公里的銅線和銅纜，重量和成本大為增加。飛機(jī)、火車和其他所有交通工具莫不如此。由于塑料光纖的大直徑和數(shù)值孔徑，光傳導(dǎo)能力大。塑料光纖的切割、布線、粘結(jié)、拋光和其他加工容易。另外，塑料光纖的連接對(duì)端面藏留的灰塵和碎屑不敏感。塑料光纖不產(chǎn)生輻射，完全不受電磁干擾和無線電頻率干擾以及噪音的影響。這一點(diǎn)對(duì)視頻和音頻的分流尤為重要，很顯然這些干擾和噪音影響圖像和服務(wù)的品質(zhì)。塑料光纖可以和銅纜在同一管道里或同一線束并排鋪放。塑料光纖不產(chǎn)生噪音，不會(huì)對(duì)目前的管網(wǎng)產(chǎn)生負(fù)面影響。

POF系統(tǒng)的成本低。用于家庭消費(fèi)電子、家庭聯(lián)網(wǎng)和汽車包括音響、DVD、VCR等的每個(gè)連接的成本低于20美金。所以這些器件都可以在一般商店里買到。通過塑料光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸沒有可能被竊聽，這樣塑料光纖在一些安全程度要求高的場(chǎng)合，就非常適用。雖然石英光纖廣泛用于遠(yuǎn)距離干線通信和光纖到戶，但塑料光纖被稱之為“平民化”光纖，理由是塑料光纖、相關(guān)的連接器件和安裝的總成本比較低。在光纖到戶、光纖到桌面整體方案中，塑料光纖是石英光纖的補(bǔ)充，可共同構(gòu)筑一個(gè)全光網(wǎng)絡(luò)。塑料光纖圖片塑料光纖圖片3.1.2光纖的分類(4)特種光纖:保偏光纖（PMF）色散補(bǔ)償光纖（DCF）摻鉺光纖（EDF）等特種光纖-保偏光纖P36

polarizationmaintainingopticalfiber保偏光纖：保偏光纖傳輸線偏振光，廣泛用于航天、航空、航海、工業(yè)制造技術(shù)及通信等國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。在以光學(xué)相干檢測(cè)為基礎(chǔ)的干涉型光纖傳感器中，使用保偏光纖能夠保證線偏振方向不變，提高相干信躁比，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物理量的高精度測(cè)量。保偏光纖作為一種特種光纖，主要應(yīng)用于光纖陀螺，光纖水聽器等傳感器和DWDM、EDFA等光纖通纖系統(tǒng)。由于光纖陀螺及光纖水聽器等可用于軍用慣導(dǎo)和聲吶，屬于高新科技產(chǎn)品，而保偏光纖又是其核心部件，因而保偏光纖一直被西方發(fā)達(dá)國家列入對(duì)我禁運(yùn)的清單。

保偏光纖在拉制過程中，由于光纖內(nèi)部產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷會(huì)造成保偏性能的下降，即當(dāng)線偏振光沿光纖的一個(gè)特征軸傳輸時(shí)，部分光信號(hào)會(huì)耦合進(jìn)入另一個(gè)與之垂直的特征軸，最終造成出射偏振光信號(hào)偏振消光比的下降.這種缺陷就是影響光纖內(nèi)的雙折射效應(yīng).保偏光纖中，雙折射效應(yīng)越強(qiáng)，波長越短，保持傳輸光偏振態(tài)越好。

普通光纖就算制造得再對(duì)稱，在實(shí)際應(yīng)用中也會(huì)受到機(jī)械應(yīng)力變得不對(duì)稱，產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，因此光的偏振態(tài)在普通光纖中傳輸?shù)臅r(shí)候就會(huì)毫無規(guī)律地變化。主要的影響因素有波長、彎曲度、溫度等。

保偏光纖可以解決偏振態(tài)變化的問題，但它并不能消除光纖中的雙折射現(xiàn)象，反而是在通過光纖幾何尺寸上的設(shè)計(jì)，產(chǎn)生更強(qiáng)烈地雙折射效應(yīng)，來消除應(yīng)力對(duì)入射光偏振態(tài)的影響。

所以保偏光纖一般是應(yīng)用在對(duì)偏振態(tài)比較敏感的應(yīng)用中，如干涉儀，或是激光器。我常接觸到的保偏光纖是用在光源與外調(diào)制器之間的連接中。特種光纖-保偏光纖保偏光纖的應(yīng)用及未來發(fā)展方向保偏光纖在今后幾年內(nèi)將有較大的市場(chǎng)需求。隨著世界新技術(shù)的飛速發(fā)展和新產(chǎn)品的不斷開發(fā)，保偏光纖將沿著以下幾個(gè)方向發(fā)展：

（1）采用光子晶體光纖新技術(shù)制造新型的高性能保偏光纖;

（2）開發(fā)溫度適應(yīng)性保偏光纖，以適應(yīng)航空航天等領(lǐng)域環(huán)境的要求;

（3）開發(fā)出各種摻稀土保偏光纖，滿足光放大器等器件應(yīng)用的需求;

（4）開發(fā)氟化物保偏光纖，促進(jìn)纖維光學(xué)干涉技術(shù)在紅外天文學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展;

（5）低衰減保偏光纖:（6）利用克爾效應(yīng)和法拉第旋光效應(yīng)制造偏振光器件。特種光纖-色散補(bǔ)償光纖p56色散補(bǔ)償光纖（DCF，DispersionCompensatingFiber）是具有大的負(fù)色散光纖。它是針對(duì)現(xiàn)已敷設(shè)的1.3μm標(biāo)準(zhǔn)單模光纖而設(shè)計(jì)的一種新型單模光纖。為了使現(xiàn)已敷設(shè)的1.3μm光纖系統(tǒng)采用WDM/EDFA技術(shù)，就必須將光纖的工作波長從1.3μm轉(zhuǎn)為1.55μm，而標(biāo)準(zhǔn)光纖在1.55μm波長的色散不是零，而是正的（17－20）ps/（nm·km），并且具有正的色散斜率，所以必須在這些光纖中加接具有負(fù)色散的色散補(bǔ)償光纖，進(jìn)行色散補(bǔ)償，以保證整條光纖線路的總色散近似為零，從而實(shí)現(xiàn)高速度、大容量、長距離的通信。特種光纖-摻鉺光纖摻鉺光纖是在石英光纖中摻入了少量的稀土元素鉺(Er)離子的光纖，它是摻鉺光纖放大器的核心。從20世紀(jì)80年代后期開始，摻鉺光纖放大器的研究工作不斷取得重大的突破。WDM技術(shù)、極大地增加了光纖通信的容量。成為當(dāng)前光纖通信中應(yīng)用最廣的光放大器件。目前鉺最突出的用途是制造摻鉺光纖放大器（ErbiumDopantFiberAmplifier，簡(jiǎn)稱EDFA）。摻鉺光纖放大器（EDFA）是1985年英國南安普頓大學(xué)首先研制成功的，它是光纖通信中最偉大的發(fā)明之一,甚至可以說是當(dāng)今長距離信息高速公路的“加油站”。摻鉺光纖是在石英光纖中摻入少量稀土元素鉺離子（Er3+），它是放大器的核心。摻稀土元素光纖的一種。3.2光纖的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造各種不同的結(jié)構(gòu)、特性參數(shù)和折射率分布的光纖，可分別用于不同的場(chǎng)合。纖芯和包層都用石英作為基本材料，折射率差通過在纖芯和包層進(jìn)行不同的摻雜來實(shí)現(xiàn)。3.2.1

光纖光纜的制作3.1.2

光纜的結(jié)構(gòu)與識(shí)別3.2.1

光纖光纜的制作預(yù)制棒制作。用氣相沉積法制作具有所需折射率分布的預(yù)制棒（典型預(yù)制棒長1m,直徑2cm）拉絲。使用精密饋送機(jī)構(gòu)將預(yù)制棒以合適的速度送入爐中加熱套塑成纜--光纜光纖制作簡(jiǎn)介1、預(yù)制棒制作-熔煉熔煉過程是把超純的化學(xué)原料四氯化硅和氧氣，經(jīng)過高溫化學(xué)反應(yīng)合成低損耗的優(yōu)質(zhì)石英棒（稱為光纖預(yù)制棒）。熔煉時(shí)。一般摻入少量雜質(zhì)以控制折射率。如鍺、磷、硼氟等。預(yù)制棒制造方法改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法(MCVD)等離子體激活化學(xué)汽相沉積法(PCVD)管外化學(xué)汽相沉積法氣相軸向沉積法（VAD）管外氣相沉積法（OVPD）多種組份玻璃制造法其化學(xué)反應(yīng)如下：首先沉積的是包層，其氧化反應(yīng)化學(xué)過程為

SiCl4+O2

高溫→SiO2+2Cl2↑4BCl3+3O2

高溫→2B2O5+6Cl2↑

最后沉積光纖的纖芯，其氧化反應(yīng)化學(xué)過程為

SiCl4+O2

高溫→SiO2+2Cl2↑GeCl2+O2

高溫→GeO2+2Cl2↑其中，SiO2

是石英，這就是化學(xué)合成法。原料SiCl4可以是氣化的液體，它比固體容易提純，故制作超純石英不宜把固體天然石英提純而寧可采用化學(xué)合成法。預(yù)制棒制作P34

合成的SiO2以粉末狀沉積在石英坯管內(nèi)管壁上，遇到高溫即融成一層很薄的透明含鍺的優(yōu)質(zhì)石英?；鹧鎭砘匾苿?dòng)，管子均勻旋轉(zhuǎn)，一層層的優(yōu)質(zhì)石英均勻地沉積在管內(nèi)。H2O2火焰移動(dòng)SiCl4+O2GeCl2+O2排氣Cl2石英坯管HO焰1400～1500℃MCVD熔煉工藝示意圖旋轉(zhuǎn)

當(dāng)沉積的石英層有足夠的厚度后，把火焰溫度升高到1700～2000℃，石英管被軟化，由于它的表面張力，石英管自動(dòng)收縮，而將管子的中心孔填沒，成為一根實(shí)心用以制作光纖的石英棒，稱為預(yù)制棒。預(yù)制棒的芯子是優(yōu)質(zhì)石英，用以導(dǎo)光，外表皮是一般石英，不作導(dǎo)光用，僅起保護(hù)作用。2、拉絲拉絲是把較粗的石英預(yù)制棒拉成細(xì)長的光纖。送料機(jī)構(gòu)以一定的速度均勻地將預(yù)制棒送往環(huán)狀加熱爐中加熱，當(dāng)預(yù)制棒尖端的粘度下降，考自身的重力逐漸下垂變細(xì)而成纖維，由牽引輥繞到卷筒上。拉絲裝置示意圖如下。光纖坯棒測(cè)溫儀爐溫控制測(cè)徑儀調(diào)速設(shè)備固化爐光纖涂覆器高溫爐2000℃拉絲輪拉絲工藝裝置示意圖預(yù)制棒緩緩送入，高溫下被軟化，由拉絲輪拉成細(xì)絲。為保證光纖直徑精度，采用激光測(cè)徑儀，并按照偏差信號(hào)反饋控制爐溫和拉絲溫度等。為保護(hù)光纖表面不被外界污染而產(chǎn)生微裂紋，必須在光纖成形后馬上涂覆一層保護(hù)涂料，并立即固化，最后卷繞在套筒上。3、套塑與成纜為進(jìn)一步保護(hù)光纖，提高光纖的機(jī)械強(qiáng)度，一般把帶有涂敷層的光纖再套上一層尼龍。光纖的套塑方式有兩種：松套：光纖可在尼龍管內(nèi)松動(dòng)，其涂敷材料一般為環(huán)氧樹脂，抗水性能不很好，常填充半流質(zhì)的油膏(Jelly)。緊套：其涂敷材料一般是硅橡膠，外面緊密無間隙地套上一層尼龍，光纖在尼龍管內(nèi)不能松動(dòng)。緊套光纖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，而松套光纖防水性能和機(jī)械性能較好。由于石英光纖是用摻雜材料制成的，所以其物理性能比金屬材料穩(wěn)定得多，但光纖在套塑后，由于套塑原料的膨脹系數(shù)較石英大得多，所以在低溫時(shí)塑料收縮，形成光纖的微彎曲而增加了衰減。故而適當(dāng)注意套塑工藝可獲得溫度特性良好的光纖。套塑后的光纖稱為光纖心線，套塑后要進(jìn)行篩選，選出機(jī)械強(qiáng)度滿足要求的心線進(jìn)行成纜。成纜方式與電纜基本相似。3.2.2

光纜的結(jié)構(gòu)與識(shí)別一、光纜的結(jié)構(gòu)分哪幾部分？光纜的結(jié)構(gòu)包括纜芯、護(hù)層和加強(qiáng)芯組成。纜芯由光纖的芯數(shù)決定，可分為單芯型和多芯型兩種。護(hù)層主要是對(duì)已成纜的光纖芯線起保護(hù)作用，避免受外界機(jī)械力和環(huán)境損壞。護(hù)層可分為內(nèi)護(hù)層（多用聚乙烯或聚氯乙烯等）和外護(hù)層（多用鋁帶和聚乙烯組成的LAP外護(hù)套加鋼絲鎧裝等）。加強(qiáng)芯主要承受敷設(shè)安裝時(shí)所加的外力。典型結(jié)構(gòu)的光纜如下：1、層絞式結(jié)構(gòu)光纜P37把經(jīng)過套塑的光纖繞在加強(qiáng)芯周圍絞合而構(gòu)成。層絞式結(jié)構(gòu)光纜類似傳統(tǒng)的電纜結(jié)構(gòu)，故又稱之為古典光纜。圖示為目前在市話中繼和長途線路上采用的幾種層絞式結(jié)構(gòu)光纜的示意圖（截面）。6芯緊套層絞式光纜

圖812芯松套層絞式直埋光纜1、層絞式結(jié)構(gòu)光纜

6～48芯松套層絞式水底光纜

12芯松套層絞式直埋防蟻光纜1、層絞式結(jié)構(gòu)光纜骨架式結(jié)構(gòu)光纜是把緊套光纖或一次涂覆光纖放入加強(qiáng)芯周圍的螺旋形塑料骨架凹槽內(nèi)而構(gòu)成。骨架結(jié)構(gòu)有中心增加螺旋型、正反螺旋型、分散增強(qiáng)基本單元型，圖中（b）為螺旋型結(jié)構(gòu)。目前，我國采用的下圖骨架式結(jié)構(gòu)光纜。2、骨架式結(jié)構(gòu)光纜P3870芯骨架式光纜骨架式自承式架空光纜左圖為基本單元結(jié)構(gòu)。右圖所示是采用骨架式結(jié)構(gòu)的自承式架空光纜。3、束管式結(jié)構(gòu)光纜

P38把一次涂覆光纖或光纖束放入大套管中，加強(qiáng)芯配置在套管周圍而構(gòu)成。圖中所示的光纜結(jié)構(gòu)即屬護(hù)層增強(qiáng)構(gòu)件配制方式。芯束管式光纜分散加強(qiáng)構(gòu)件配置方式的束管式結(jié)構(gòu)光纜。6～48芯束管式光纜4、帶狀結(jié)構(gòu)光纜P38把帶狀光纖單元放入大套管中，形成中心束管式結(jié)構(gòu)；也可把帶狀光纖單元放入凹槽內(nèi)或松套管內(nèi)，形成骨架式或?qū)咏g式結(jié)構(gòu)。如圖所示。5、單芯結(jié)構(gòu)光纜

單芯結(jié)構(gòu)光纜簡(jiǎn)稱單芯軟光纜，如圖所示。這種結(jié)構(gòu)的光纜主要用于局內(nèi)（或站內(nèi)）或用來制作儀表測(cè)試軟線和特殊通信場(chǎng)所用特種光纜以及制作單芯軟光纜的光纖。單芯軟光纜6、特殊結(jié)構(gòu)光纜

特殊結(jié)構(gòu)的光纜，主要有光/電力組合纜、光/架空地線組合纜和海底光纜和無金屬光纜。這里只介紹后兩種。

①海底光纜

有淺海光纜和深海光纜兩種。②無金屬光纜

無金屬光纜是指光纜除光纖、絕緣介質(zhì)外（包括增強(qiáng)構(gòu)件、護(hù)層）均是全塑結(jié)構(gòu)，適用于強(qiáng)電場(chǎng)合，如電站、電氣化鐵道及強(qiáng)電磁干擾地帶。淺海光纜一般的海底光纜結(jié)構(gòu)與性能的設(shè)計(jì)基本要求分為幾個(gè)方面：傳輸性能：光纖容量、性能滿足傳輸系統(tǒng)的整體要求；機(jī)械性能：能承受在規(guī)定水深內(nèi)敷設(shè)、打撈時(shí)由海光纜本身的全部海水中重量所帶來的各種靜態(tài)或動(dòng)態(tài)負(fù)荷時(shí)的抗拉強(qiáng)度。對(duì)于有中繼系統(tǒng)，還要考慮海底光中繼器的重量；環(huán)境性能：結(jié)構(gòu)具備足夠的縱向阻水性能，以保證海光纜在海底運(yùn)行中發(fā)生故障后待維修期間內(nèi)海水滲入光纜的長度處于規(guī)定數(shù)值之內(nèi)，同時(shí)具備足夠的使用壽命；電氣性能：對(duì)于有中繼海底系統(tǒng)，或有其他供電要求的海光纜，其結(jié)構(gòu)內(nèi)電導(dǎo)體能夠滿足傳輸系統(tǒng)全部中繼器所需的工作電流和系統(tǒng)耐電壓強(qiáng)度。因此，完整的海底光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該確定(以有中繼海底光纜系統(tǒng)用海光纜為例)：?jiǎn)卧饫|段長度；系統(tǒng)供電電壓；光纜安裝敷設(shè)、打撈回收時(shí)的最大受力強(qiáng)度；光纜承力結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度指標(biāo)；滲水壓力與滲水長度。光纖的傳輸性能主要取決于系統(tǒng)的傳輸性能設(shè)計(jì)，從選擇光纖預(yù)制棒著手。

二、光纜可分為那幾類？1．按傳輸性能、距離和用途分可分為市話光纜、長途光纜、海底光纜和用戶光纜。2．按光纖的種類分可分為多模光纜、單模光纜。3．按光纖套塑方法分可分為緊套光纜、松套光纜、束管式光纜和帶狀多芯單元光纜。4．按光纖芯數(shù)多少分可分為單芯光纜、雙芯光纜、四芯光纜、六芯光纜、八芯光纜、十二芯光纜和二十四芯光纜等。5．按加強(qiáng)件配置方法分光纜可分為中心加強(qiáng)構(gòu)件光纜（如層絞式光纜、骨架式光纜等）、分散加強(qiáng)構(gòu)件光纜（如束管兩側(cè)加強(qiáng)光纜和扁平光纜）、護(hù)層加強(qiáng)構(gòu)件光纜（如束管鋼絲鎧裝光纜）和PE外護(hù)層加一定數(shù)量的細(xì)鋼絲的PE細(xì)鋼絲綜合外護(hù)層光纜。6．按敷設(shè)方式分光纜可分為管道光纜、直埋光纜、架空光纜和水底光纜。7．按護(hù)層材料性質(zhì)分光纜可分為聚乙烯護(hù)層普通光纜、聚氯乙烯護(hù)層阻燃光纜和尼龍防蟻防鼠光纜。8．按傳輸導(dǎo)體、介質(zhì)狀況分光纜可分為無金屬光纜、普通光纜和綜合光纜。二、光纜分類9．按結(jié)構(gòu)方式分光纜可分為扁平結(jié)構(gòu)光纜、層絞式結(jié)構(gòu)光纜、骨架式結(jié)構(gòu)光纜、鎧裝結(jié)構(gòu)光纜（包括單、雙層鎧裝）和高密度用戶光纜等。10．目前通信用光纜可分為（1）室(野)外光纜——用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷設(shè)的光纜。（2）軟光纜——具有優(yōu)良的曲撓性能的可移動(dòng)光纜。（3）室（局）內(nèi)光纜——適用于室內(nèi)布放的光纜。（4）設(shè)備內(nèi)光纜——用于設(shè)備內(nèi)布放的光纜。（5）海底光纜——用于跨海洋敷設(shè)的光纜。（6）特種光纜——除上述幾類之外，作特殊用途的光纜。二、光纜分類光纜型號(hào)由它的型式代號(hào)和規(guī)格代號(hào)構(gòu)成，中間用一短橫線分開。

1、光纜型式由五個(gè)部分組成，如圖所示。光纜型式的組成部分三、如何識(shí)別光纜型號(hào)？Ⅰ：分類代號(hào)及其意義為：

GY——通信用室（野）外光纜；

GR——通信用軟光纜；

GJ——通信用室（局）內(nèi)光纜；

GS——通信用設(shè)備內(nèi)光纜；

GH——通信用海底光纜；

GT——通信用特殊光纜。

Ⅱ：加強(qiáng)構(gòu)件代號(hào)及其意義為：

無符號(hào)——金屬加強(qiáng)構(gòu)件；

F——非金屬加強(qiáng)構(gòu)件；

G——金屬重型加強(qiáng)構(gòu)件；

H——非金屬重型加強(qiáng)構(gòu)件。

Ⅲ：派生特征代號(hào)及其意義為：

D——光纖帶狀結(jié)構(gòu)；

G——骨架槽結(jié)構(gòu)；

B——扁平式結(jié)構(gòu)；

Z——自承式結(jié)構(gòu)。

T——填充式結(jié)構(gòu)。項(xiàng)目1-2光纜識(shí)別Ⅳ：護(hù)層代號(hào)及其意義為；Y——聚乙烯護(hù)層；

V——聚氯乙烯護(hù)層；U——聚氨酯護(hù)層；

A——鋁-聚乙烯粘結(jié)護(hù)層；L——鋁護(hù)套；

G——鋼護(hù)套；Q——鉛護(hù)套；

S——鋼-鋁-聚乙烯綜合護(hù)套。Ⅴ：外護(hù)層的代號(hào)及其意義為：

外護(hù)層是指鎧裝層及其鎧裝外邊的外護(hù)層，外護(hù)層的代號(hào)及其意義如表1所示。表1外護(hù)層代號(hào)及其意義2、光纜規(guī)格由五部分七項(xiàng)內(nèi)容組成，如圖所示。光纜的規(guī)格組成部分圖中：Ⅰ：光纖數(shù)目用1、2、……，表示光纜內(nèi)光纖的實(shí)際數(shù)目。Ⅱ：光纖類別的代號(hào)及其意義。

J——二氧化硅系多模漸變型光纖；

T——二氧化硅系多模突變型光纖；

Z——二氧化硅系多模準(zhǔn)突變型光纖；

D——二氧化硅系單模光纖；X——二氧化硅纖芯塑料包層光纖；S——塑料光纖。Ⅲ：光纖主要尺寸參數(shù)

用阿拉伯?dāng)?shù)（含小數(shù)點(diǎn)數(shù)）及以μm為單位表示多模光纖的芯徑及包層直徑，單模光纖的模場(chǎng)直徑及包層直徑。Ⅳ：帶寬、損耗、波長表示光纖傳輸特性的代號(hào)由a、bb及cc三組數(shù)字代號(hào)構(gòu)成。

a——表示使用波長的代號(hào)，其數(shù)字代號(hào)規(guī)定如下：1——波長在0.85μm區(qū)域；

2——波長在1.31μm區(qū)域；3——波長在1.55μm區(qū)域。

注意，同一光纜適用于兩種及以上波長，并具有不同傳輸特性時(shí)，應(yīng)同時(shí)列出各波長上的規(guī)格代號(hào)，并用“/”劃開。bb——表示損耗常數(shù)的代號(hào)。兩位數(shù)字依次為光纜中光纖損耗常數(shù)值（dB/km）的個(gè)位和十位數(shù)字。cc——表示模式帶寬的代號(hào)。兩位數(shù)字依次為光纜中光纖模式帶寬分類數(shù)值（MHz·km）的千位和百位數(shù)字。單模光纖無此項(xiàng)。Ⅴ：適用溫度代號(hào)及其意義。A——適用于?40℃～+40℃B——適用于?30℃～+50℃C——適用于?20℃～+60℃ D——適用于?5℃～+60℃光纜中還附加金屬導(dǎo)線（對(duì)、組）編號(hào)，如圖2-38所示。其符合有關(guān)電纜標(biāo)準(zhǔn)中導(dǎo)電線芯規(guī)格構(gòu)成的規(guī)定。圖光纜中附加金屬導(dǎo)線編號(hào)示意圖例如，2個(gè)線徑為0.5mm的銅導(dǎo)線單線可寫成2×1×0.5；；4個(gè)線徑為0.9mm的鋁導(dǎo)線四線組可寫成4×4×0.9L；4個(gè)內(nèi)導(dǎo)體直徑為2.6mm，外徑為9.5mm的同軸對(duì)，可寫成4×2.6/9.5。3、光纜型號(hào)例題

設(shè)有金屬重型加強(qiáng)構(gòu)件、自承式、鋁護(hù)套和聚乙烯護(hù)層的通信用室外光纜，包括12根芯徑/包層直徑為50/125μm的二氧化硅系列多模突變型光纖和5根用于遠(yuǎn)供及監(jiān)測(cè)的銅線徑為0.9mm的四線組，且在1.31μm波長上，光纖的損耗常數(shù)不大于1.0dB/km，模式帶寬不小于800MHz·km；光纜的適用溫度范圍為?20℃～+60℃。

該光纜的型號(hào)應(yīng)表示為：GYGZL03-12T50/125（21008）C+5×4×0.9。光纜選型參考公用通信網(wǎng)所用光纜的選型如表2。表2公用通信用的光纜光纖性能是有限制的，隨著信道數(shù)據(jù)率和傳輸距離的增加，光纖不再是一個(gè)透明管道.傳輸特性損耗(dB/km)，直接影響中繼距離；色散(ps/nm.km)，將引起光脈沖展寬和碼間串?dāng)_，最終影響通信距離和容量；非線性效應(yīng)3.3光纖的傳輸性能為維持誤碼率不變，需提高接收功率，所需增加相應(yīng)的功率稱為功率代價(jià)。（PowerPenalty）光纖的損耗1310nm:0.35~0.5dB/Km1550nm:0.2~0.3dB/Km850nm:2.3~3.4dB/Km光纖熔接點(diǎn)損耗：0.2dB/點(diǎn)光纖熔接點(diǎn)1點(diǎn)/2km常見光纖名詞衰減：光在光纖中傳輸時(shí)的能量損耗

單模光纖

1310nm0.4~0.6dB/km

1550nm0.2~0.3dB/km

塑料多模光纖

300dB/km光纖的衰減光纖的衰減圖0.70.80.91.01.11.21.31.41.51.6λnm

OH-OH-OH-第一窗口第二窗口第三窗口衰減(dB/km)水峰值654321色散(Dispersion)：光脈沖沿著光纖行進(jìn)一段距離后造成的頻寬變粗。它是限制傳輸速率的主要因素。模間色散：只發(fā)生在多模光纖，因?yàn)椴煌Ｊ降墓庋刂煌穆窂絺鬏敗２牧仙ⅲ翰煌ㄩL的光行進(jìn)速度不同。波導(dǎo)色散：發(fā)生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時(shí)，會(huì)以稍有不同的速度行進(jìn)。在單模光纖中，通過改變光纖內(nèi)部結(jié)構(gòu)來改變光纖的色散非常重要。常見光纖名詞P51損耗定義:p10POUT--出纖光功率Pin--入纖光功率3.31光纖的損耗特性光纖損耗是通信距離的固有限制，在很大程度上決定著傳輸系統(tǒng)的中繼距離，損耗的降低依賴于工藝的提高和對(duì)石英材料的研究。若Pin是入射光纖的功率，則傳輸功率Pout為：這里代表光纖損耗，L是光纖長度，習(xí)慣上光纖的損耗通過下式用dB/km來表示：示例對(duì)于理想的光纖，不會(huì)有任何的損耗，對(duì)應(yīng)的損耗系數(shù)為0dB/km，但在實(shí)際中這是不可能的。實(shí)際的低損耗光纖在900nm波長處的損耗為3dB/km，這表示傳輸1km后信號(hào)光功率將損失50％，2km后損失達(dá)75％(損失了6dB)。之所以可以這樣進(jìn)行運(yùn)算，是因?yàn)橛梅重惐硎镜膿p耗具有可加性。第二傳輸窗口第一傳輸窗外吸收紅外吸收瑞利散射0.22.5損耗(dB/km)波長(nm)OH離子吸收峰光纖損耗譜特性損耗主要機(jī)理：材料吸收、瑞利散射和輻射損耗第三傳輸窗口在1.55m處最小損耗約為0.2dB/km160017001400130012001500Attenuation(dB/km)Wavelength(nm)

20

10

0-10-20Dispersion(ps/nmkm)0.10.20.30.40.50.6ConventionalFiber

（1440－1625nm）230ch360chAllWaveFiber（1335－1625nm）5thAllWaveeliminatesthe1385nmwaterpeakAdditionalchannelsareinOptimumDispersionrangefor10Gb/sDWDMAllWaveoffers>50%moreDWDMchannels!3rd4th5thAllWavevs.ConventionalFiberMoreUsableOpticalSpectrumAllWave?光纖范崇澄FS-89光纖的損耗機(jī)理p48(1)材料吸收紫外、紅外、OH離子、金屬離子吸收等，是材料本身所固有的--本征吸收損耗OH離子吸收：O-H鍵的基本諧振波長為2.73m，與Si-O鍵的諧振波長相互影響，在光纖通信波段內(nèi)產(chǎn)生一系列的吸收峰，影響較大的是在1.39、1.24、0.95m，峰之間的低損耗區(qū)構(gòu)成了光纖通信的三個(gè)窗口。減低OH離子濃度，減低這些吸收峰---全波光纖（AllWave康寧）光纖的損耗機(jī)理(2)瑞利散射是一種基本損耗機(jī)理。由于制造過程中沉積到熔石英中的隨機(jī)密度變化引起的，導(dǎo)致折射率本身的起伏，使光向各個(gè)方向散射。大小與4成反比，R＝C/4（dB/km）因而主要作用在短波長區(qū)。瑞利散射損耗對(duì)光纖來說是其本身固有的，因而它確定了光纖損耗的最終極限。在1.55m波段，瑞利散射引起的損耗仍達(dá)0.12~0.16dB/km

，是該段損耗的主要原因。光纖的損耗機(jī)理(3)輻射損耗又稱彎曲損耗，包括兩類：一是彎曲半徑遠(yuǎn)大于光纖直徑，二是光纖成纜時(shí)軸向產(chǎn)生的隨機(jī)性微彎。定性解釋：導(dǎo)模的部分能量在光纖包層中（消失場(chǎng)拖尾）于纖芯中的場(chǎng)一起傳輸。當(dāng)發(fā)生彎曲時(shí)，離中心較遠(yuǎn)的消失場(chǎng)尾部須以較大的速度行進(jìn)，以便與纖芯中的場(chǎng)一同前進(jìn)。這有可能要求離纖芯遠(yuǎn)的消失場(chǎng)尾部以大于光速的速度前進(jìn)，由于這是不可能的，因此這部分場(chǎng)將輻射出去而損耗掉。3.3.2光纖的色散特性p11光纖色散：信號(hào)能量中的各種分量由于在光纖中傳輸速度不同，而引起的信號(hào)畸變。將引起光脈沖展寬和碼間串?dāng)_，最終影響通信距離和容量。

色散類型模間色散：不同模式對(duì)應(yīng)有不同的模折射率，導(dǎo)致群速度不同和脈沖展寬（僅多模光纖有）波導(dǎo)色散

()：傳播常數(shù)隨頻率變化材料色散n()：折射率隨頻率變化偏振模色散PMD波長色散群速色散(GVD)由光源發(fā)射進(jìn)入光纖的光脈沖能量包含許多不同的頻率分量，脈沖的不同頻率分量將以不同的群速度傳播，因而在傳輸過程中必將出現(xiàn)脈沖展寬，這種現(xiàn)象稱為群速色散（GVD）、模內(nèi)色散或簡(jiǎn)言之光纖色散。包括材料色散和波導(dǎo)色散。Chromaticdispersioncausesdifferentwavelengthsofalightpulsetotravelatdifferentspeedsinfiber,resultinginpulsespreading光脈沖展寬p51(1)光脈沖展寬：由于光脈沖包含許多頻率分量，因而群速度的頻率相關(guān)性導(dǎo)致了脈沖傳輸過程中展寬，不再同時(shí)到達(dá)光纖輸出端。為群速色散（GVD）脈沖展寬同2、光纖長度L和信號(hào)譜寬成正比2決定了脈沖在光纖中的展寬程度光脈沖展寬(2)以色散參數(shù)D[ps/(nm.km)]表達(dá)脈沖展寬

D的定義為：D代表兩個(gè)波長間隔為1nm的光波傳輸1km距離后的時(shí)延脈沖展寬：以波長單位表達(dá)的光信號(hào)譜寬單模光纖的色散p53材料色散DM，纖芯材料的折射率隨波長變化導(dǎo)致了這種色散，這樣即使不同波長的光經(jīng)歷過完全相同的路徑，也會(huì)發(fā)生脈沖展寬。波導(dǎo)色散DW

，由于單模光纖中只有約80％的光功率在纖芯中傳播，20％在包層中傳播的光功率其速率要更大一些，這樣就出現(xiàn)了色散。波導(dǎo)色散的大小取決于光纖的設(shè)計(jì)，因?yàn)槟Ｊ絺鞑コ?shù)是a/的函數(shù)(a纖芯半徑，a/是光纖相當(dāng)于波長的尺度)。G.653色散位移光纖p55EDFA頻帶0.10.20.30.40.50.6衰減(dB/km)1600170014001300120015001100波長(nm)20100-10-20色散(ps/nm.km)G.65317ps/nm.kmG.652NZ-DSFDFFDSF光纖色散對(duì)系統(tǒng)的限制光纖通信系統(tǒng)中，信息是通過編碼脈沖序列在光纖中傳輸?shù)?，光脈沖的寬度由系統(tǒng)的比特率B決定，因而不希望色散展寬而產(chǎn)生誤碼。但實(shí)際上群速度色散GVD總是會(huì)引起脈沖展寬，脈沖展寬會(huì)導(dǎo)致相鄰比特周期的信號(hào)重疊，產(chǎn)生ISI（IntersymbolInterference），從而限制了光纖通信系統(tǒng)的比特率B和傳輸距離L，而BL積是評(píng)價(jià)系統(tǒng)傳輸性能的基本參數(shù)（稱為通信容量）。對(duì)于

D=17(ps/nm.km),=1550nm的系統(tǒng),通常采用經(jīng)驗(yàn)公式:B2L<6000(Gb/s)2.km當(dāng)B=2.5Gb/s時(shí),L<960km當(dāng)B=10Gb/s時(shí),L<60km3.4 光纖中的非線性光學(xué)效應(yīng)p563.4.1概述3.4.2受激非彈性散射受激布里淵散射(SBS)受激喇曼散射(SRS)3.4.3非線性折射率自相位調(diào)制(SPM)互相位調(diào)制(XPM)四波混頻(FWM)3.4.1概述盡管用于光纖的玻璃材料的非線性很弱，但由于纖芯小，纖芯內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)非常高，且作用距離長，使得光纖中的非線性效應(yīng)會(huì)積累到足夠的強(qiáng)度，導(dǎo)致對(duì)信號(hào)的嚴(yán)重干擾和對(duì)系統(tǒng)傳輸性能的限制。反之，可以利用非線性現(xiàn)象產(chǎn)生有用的效應(yīng)。導(dǎo)致新的學(xué)科分支—非線性光纖光學(xué)。

光纖中的非線性效應(yīng)可分為兩類:一、受激非彈性散射：光場(chǎng)經(jīng)過非彈性散射將能量傳遞給介質(zhì)產(chǎn)生的效應(yīng)。包括：受激布里淵散射(SBS)和受激喇曼散射(SRS)二、非線性折射率：光纖折射率與光強(qiáng)的相關(guān)性產(chǎn)生的效應(yīng)。包括：自相位調(diào)制(SPM)、互相位調(diào)制(XPM)和四波混頻(FWM)非線性效應(yīng)概述SBS、SRS及FWM過程所引起的波長信道的增益或損耗與光信號(hào)的強(qiáng)度有關(guān)。這些非線性過程對(duì)某些信道提供增益而對(duì)另一些信道則產(chǎn)生功率損耗，從而使各個(gè)波長間產(chǎn)生串?dāng)_。SPM和XPM都只影響信號(hào)的相位，從而使脈沖產(chǎn)生啁啾，這將會(huì)加快色散引起的脈沖展寬，尤其在高速系統(tǒng)中。

所有這些非線性中的任意一種效應(yīng)引起信號(hào)損傷時(shí)，需要獲得一些附加功率，以維持BER與原先無非線性效應(yīng)時(shí)一樣。這部分附加功率（以分貝為單位）就是相應(yīng)非線性效應(yīng)的功率代價(jià)。非線性效應(yīng)與傳輸距離和纖芯內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)有著密切的關(guān)系，為此引入兩個(gè)基本參量：有效長度和有效面積。非線性效應(yīng)概述1.有效長度Leff：當(dāng)L很大時(shí)，對(duì)于損耗為0.2dB/km的光纖,Leff約20km

非線性對(duì)信號(hào)的影響完全隨距離增加而增加。但是，由于光纖損耗而帶來信號(hào)功率連續(xù)下降，需要對(duì)上述說法進(jìn)行修正。實(shí)際上，可以采用一個(gè)簡(jiǎn)單而足夠精確的模型來假定功率在一段光纖長度內(nèi)為常數(shù)。LLeffP(0)實(shí)際傳輸距離2.有效面積Aeff:模場(chǎng)分布為高斯分布時(shí),Aeff=W2普通單模光纖的Aeff80m2色散位移光纖的Aeff55m2色散補(bǔ)償光纖的Aeff20m2Aeff非線性效應(yīng)隨光纖中光強(qiáng)的增大而增大。對(duì)于一個(gè)給定的光纖，光強(qiáng)反比于光纖纖芯的橫截面積。由于光功率在光纖纖芯內(nèi)不是均勻分布的，為簡(jiǎn)單起見，采用有效面積Aeff表示。3.4.2受激非彈性散射一、概述受激非彈性散射：散射光頻率下移，光場(chǎng)把部分能量傳遞給介質(zhì)。一個(gè)高能量光子（通常稱為泵浦）被散射成一個(gè)低能量的光子（斯托克斯光），同時(shí)產(chǎn)生能量為兩光子能量差的另一個(gè)能量子SBS參與的能量子為聲學(xué)聲子，只有后向散射SRS參與的能量子為光學(xué)聲子，以前向散射為主，但也有后向散射在高功率傳輸時(shí)，光纖中的受激喇曼散射和受激布里淵散射能導(dǎo)致相當(dāng)大的損耗，一旦入射光功率超過閾值，散射光強(qiáng)將指數(shù)增長。是一種閾值行為。閾值功率：在光纖輸出端有一半功率被損失到斯托克斯光時(shí)的入射功率受激非彈性散射二、受激布里淵散射（SBS）（1）2、功率閾值1、機(jī)理SBS可描述為泵浦光、斯托克斯波和聲波之間的參量互作用?？煽醋魇且粋€(gè)泵浦光子的湮滅，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)斯托克斯光子和一個(gè)聲學(xué)聲子。閾值功率Pth與光纖的衰減系數(shù)、光纖有效長度Leff、布里淵增益系數(shù)gB和光纖的有效面積Aeff有關(guān)，可近似寫為：L足夠長時(shí)，Leff1/，而Aeff可用w2代替，w為模場(chǎng)半徑峰值增益gB510-11m/W，這樣Pth可低至1mW，特別是在1550nm最低損耗處，將極大地限制光波系統(tǒng)的注入功率。但以上估計(jì)忽略了與入射光有關(guān)的譜寬效應(yīng)，在典型系統(tǒng)中閾值功率可增大至10mW或更高。不過還應(yīng)注意消除。二、受激布里淵散射（SBS）（2）3、特點(diǎn)增益帶寬窄（約10GHz），這說明SBS效應(yīng)被約束在WDM系統(tǒng)的單個(gè)波長信道內(nèi)。功率閾值與光源線寬有關(guān)，光源線寬越窄，功率閾值越低4、減小SBS對(duì)系統(tǒng)影響的主要措施減低入纖功率（減小中繼間隔）增加光源線寬（色散限制）5、一般情況下，SBS在光纖通信系統(tǒng)中是一種有害的因素，應(yīng)注意減小。但由于它能通過將具有合適波長的泵浦場(chǎng)的能量傳遞給另一波長的光場(chǎng)，使該光場(chǎng)得到放大，所以能用于制造布里淵放大器。但由于其增益譜寬窄，放大器的帶寬也很窄。產(chǎn)品相關(guān)網(wǎng)站：二、受激布里淵散射（SBS）（3）三、受激喇曼散射（