光纖技術(shù)基礎(chǔ)單模光纖_第1頁(yè)
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關(guān)于光纖技術(shù)基礎(chǔ)單模光纖第一頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日限制層波導(dǎo)層限制層n3n1n2xyzh三層均勻一維平面光波導(dǎo)知識(shí)回顧2023/3/182第二頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日全反射條件相干加強(qiáng)條件特征方程幾何光學(xué):波動(dòng)光學(xué):場(chǎng)分布邊界條件特征方程kkxkz知識(shí)回顧2023/3/183第三頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日知識(shí)回顧滿足全反射條件時(shí),只有某些以特定角度入射的光線才能在波導(dǎo)內(nèi)傳導(dǎo),每一種可以傳導(dǎo)的電磁波稱為波導(dǎo)的一種模式。2023/3/184第四頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日階躍折射率光纖Stepindexn1n2ab知識(shí)回顧2023/3/185第五頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日W=0,U=Vc,歸一化截止頻率截止條件單模條件:矢量法TE0n模,TM0n模,EHmn模,HEmn模標(biāo)量法LPmn模知識(shí)回顧2023/3/186第六頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日光波導(dǎo)中模式的普遍性質(zhì)完備性正交性2的穩(wěn)定性橫向非均勻性光波導(dǎo)微擾法縱向非均勻性光波導(dǎo)模式耦合知識(shí)回顧2023/3/187第七頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日一.階躍折射率單模光纖單模光纖與多模光纖單模工作條件與單模截止波長(zhǎng)階躍折射率單模光纖中的場(chǎng)分布與功率限制因子階躍折射率單模光纖的特征方程及其近似表述2023/3/188第八頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日結(jié)構(gòu)折射率剖面形狀階躍型stepn1n2ab階躍折射率單模光纖

2023/3/189第九頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日階躍折射率單模光纖階躍折射率光纖中的傳導(dǎo)模的數(shù)量由光纖歸一化頻率決定。歸一化頻率基模:HE112023/3/1810第十頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日b~V曲線b~V曲線只有LP01模傳輸——基模b:歸一化傳輸常數(shù)階躍折射率單模光纖2023/3/1811第十一頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日單模傳輸條件光纖模式理論階躍折射率光纖最低階高次模(LP11,TE01,TM01,(HE21弱導(dǎo)))的歸一化截止頻率單模條件只傳輸基模(HE11,LP01)基模的歸一化截止頻率:階躍折射率單模光纖2023/3/1812第十二頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日單模工作波長(zhǎng)范圍只有當(dāng)光纖的工作波長(zhǎng)大于截止波長(zhǎng)時(shí),光纖才處于單模工作狀態(tài)。單模工作波長(zhǎng)范圍c2023/3/1813第十三頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日多模光纖和單模光纖單模光纖:多模光纖:設(shè)計(jì)光纖結(jié)構(gòu),選擇工作波長(zhǎng),控制光纖中導(dǎo)模數(shù)量同時(shí)支持多個(gè)導(dǎo)模傳輸?shù)墓饫w只支持基模傳輸?shù)墓饫w階躍折射率單模光纖2023/3/1814第十四頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日單模光纖與多模光纖區(qū)別結(jié)構(gòu)性能單模光纖多模光纖5—10m較大,50m芯徑較小剖面多樣性設(shè)計(jì)折射率分布和包層結(jié)構(gòu)SMF,DSF,DFF,DCF,NZDF,PMF等,便于光源耦合,芯徑不能太小模式色散模式色散較大,傳輸帶寬受限制用于短距離,低速率系統(tǒng),芯徑大,便于耦合,在傳感系統(tǒng)中應(yīng)用沒(méi)有模式色散,傳輸帶寬大用于長(zhǎng)距離大容量光纖通信系統(tǒng)

階躍折射率單模光纖2023/3/1815第十五頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日弱導(dǎo)光纖的場(chǎng)分布

階躍折射率單模光纖2023/3/1816第十六頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日單模光纖的場(chǎng)分布單模光纖中沿y方向偏振的基模場(chǎng)m=0縱向分量/橫向分量LP01階躍折射率單模光纖2023/3/1817第十七頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日功率限制因子m=0單模光纖中階躍折射率單模光纖2023/3/1818第十八頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日特征方程LP模特征方程m=0基模特征方程近似表述階躍折射率單模光纖2023/3/1819第十九頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日二、無(wú)界拋物型折射率分布弱導(dǎo)光纖拋物型光纖與無(wú)界拋物型光纖無(wú)界拋物型光纖的標(biāo)量近似解(LPmn模)無(wú)界拋物型光纖中的基模場(chǎng)分布與光強(qiáng)分布模場(chǎng)直徑的概念2023/3/1820第二十頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日結(jié)構(gòu)折射率剖面形狀漸變型gradingn1n2ab無(wú)界拋物型折射率分布弱導(dǎo)光纖2023/3/1821第二十一頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日折射率分布無(wú)界拋物型折射率分布實(shí)際的拋物線型折射率分布包層:對(duì)光纖中的導(dǎo)模施加了截止條件近似解析解無(wú)界拋物型折射率分布弱導(dǎo)光纖2023/3/1822第二十二頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日無(wú)界拋物型光纖中的場(chǎng)模式弱導(dǎo)近似光纖中的場(chǎng)Ex或Ey滿足柱坐標(biāo)下的標(biāo)量波動(dòng)方程分離變量法無(wú)界拋物型折射率分布弱導(dǎo)光纖2023/3/1823第二十三頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日無(wú)界拋物型折射率分布本征函數(shù)解與m,n有關(guān)的常數(shù)N-1階Laguerre多項(xiàng)式傳輸常數(shù)本征值本征解無(wú)界拋物型折射率分布弱導(dǎo)光纖2023/3/1824第二十四頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日基模場(chǎng)分布LP01模m=0,n=1基模的功率分布無(wú)界拋物型折射率分布弱導(dǎo)光纖2023/3/1825第二十五頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日說(shuō)明1.拋物型折射率分布單模光纖中的場(chǎng)分布和光功率分布均為高斯型無(wú)界拋物型折射率分布弱導(dǎo)光纖2023/3/1826第二十六頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日說(shuō)明模場(chǎng)直徑:?jiǎn)文9饫w內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)衰減到其最大值的1/e的寬度。模斑直徑:

單模光纖內(nèi)光功率衰減到其最大值的1/e的寬度。拋物型折射率分布單模光纖耦合、接續(xù)、彎曲損耗、色散無(wú)界拋物型折射率分布弱導(dǎo)光纖2023/3/1827第二十七頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日三、單模光纖的高斯擬合和模場(chǎng)直徑

單模光纖的模場(chǎng)直徑對(duì)基模場(chǎng)分布的高斯擬合近似模場(chǎng)直徑的近場(chǎng)二階矩定義(PetermannI)模場(chǎng)直徑的遠(yuǎn)場(chǎng)二階矩定義(PetermannII)模場(chǎng)直徑的高斯擬合定義2023/3/1828第二十八頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日模場(chǎng)直徑定義:?jiǎn)文9饫w內(nèi)光功率衰減到其最大值的1/e的寬度。定義:?jiǎn)文9饫w內(nèi)場(chǎng)強(qiáng)衰減到其最大值的1/e的寬度。CCITT建議:普通單模光纖在1310nm處的模場(chǎng)直徑標(biāo)稱值為9~10微米。色散位移光纖在1550nm處的模場(chǎng)直徑標(biāo)稱值為7~8.3微米,容差范圍均為±10%。d耦合、接續(xù)、彎曲損耗、色散2023/3/1829第二十九頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日模場(chǎng)直徑

耦合、接續(xù)耦合和接續(xù)時(shí)選擇模場(chǎng)直徑一致的光纖,否則會(huì)造成光功率的損失。研究表明,對(duì)于兩根模場(chǎng)直徑分別為w1和w2的單模光纖,其接頭損耗為:●W1=W2,即兩根光纖的模場(chǎng)直徑完全匹配時(shí),表明兩根光纖之間由于模場(chǎng)直徑的容差所引入的接頭損耗為零?!?W1=8um,2W2=10um時(shí),2023/3/1830第三十頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日耦合、接續(xù)模場(chǎng)直徑

●模場(chǎng)直徑的容差范圍必須根據(jù)工程的要求來(lái)選擇?!袢绻笏薪宇^損耗小于0.05dB,則模場(chǎng)直徑的容差范圍不能超過(guò)±0.5um●在中繼距離較短或者光功率富裕量大的場(chǎng)合,對(duì)接頭損耗的要求可以降低一些,這樣可以放寬對(duì)光纖要求的模場(chǎng)直徑的容差范圍。2023/3/1831第三十一頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日彎曲損耗模場(chǎng)直徑

●模場(chǎng)直徑小的光纖,能量在芯子中集中的程度好,光纖彎曲造成的損耗較小。●模場(chǎng)直徑大的光纖,能量在芯子中集中的程度較差,包層中存在較多的光能量,光纖彎曲造成的損耗較大。(選擇截止波長(zhǎng))2023/3/1832第三十二頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日思考題信號(hào)光工作波長(zhǎng)1550nm,現(xiàn)有階躍折射率分布的圓光纖1#、2#兩種,其中1#光纖:截止波長(zhǎng)標(biāo)稱值700nm,2#:截止波長(zhǎng)標(biāo)稱值1400nm。1,為減小彎曲損耗,欲挑選束光能力強(qiáng)的單模光纖,我們應(yīng)當(dāng)選用那個(gè)光纖?寫(xiě)出理論依據(jù)和推理過(guò)程。2,若需要該光纖在980nm單模工作,我們應(yīng)選哪個(gè)光纖?2023/3/1833第三十三頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日模場(chǎng)直徑

色散不同模場(chǎng)直徑的光纖感受到的芯子和包層的有效折射率不同,因此所對(duì)應(yīng)的波導(dǎo)色散的大小不同。2023/3/1834第三十四頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日單模光纖的高斯擬合和模場(chǎng)直徑擬合的目的1.簡(jiǎn)化計(jì)算2.可以直接導(dǎo)出以光功率衰減到其最大值1/e的寬度定義的模斑直徑3.可以直接導(dǎo)出以場(chǎng)強(qiáng)衰減到其最大值1/e的寬度定義的模場(chǎng)直徑2023/3/1835第三十五頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日階躍折射率單模光纖橫向電磁場(chǎng)徑向分布函數(shù):J0(x)拋物型單模光纖橫向電磁場(chǎng)分布函數(shù):Gaussian:exp(-x2)任意折射率剖面光纖基模場(chǎng)分布函數(shù):近似高斯函數(shù)用高斯函數(shù)擬合實(shí)際光纖的基模場(chǎng)分布,用擬合得到的高斯函數(shù)近似表示實(shí)際單模光纖中的場(chǎng)分布。擬合的依據(jù)單模光纖的高斯擬合和模場(chǎng)直徑2023/3/1836第三十六頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日高斯擬合假定基模場(chǎng)分布為實(shí)函數(shù),實(shí)際的場(chǎng)分布用高斯函數(shù)表示。重疊積分最大近似精度最高待定參數(shù)w的最優(yōu)值實(shí)際場(chǎng)分布單模光纖的高斯擬合和模場(chǎng)直徑2023/3/1837第三十七頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日擬合結(jié)果折射率分布階躍型拋物型三角型誤差<0.02!!!

?單模光纖的高斯擬合和模場(chǎng)直徑《導(dǎo)波光學(xué)》范崇澄,理工大學(xué)出版社,1988w?2023/3/1838第三十八頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日光纖的等效歸一化頻率階躍折射率光纖:T=V高斯型場(chǎng)分布的1/e全寬度:2w2模場(chǎng)直徑模場(chǎng)直徑單模光纖的高斯擬合和模場(chǎng)直徑2023/3/1839第三十九頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日階躍型拋物型三角型場(chǎng)分布向芯區(qū)集中耦合、接續(xù)、彎曲損耗模場(chǎng)直徑與光纖芯徑Tw/aV階躍折射率光纖:T=V2023/3/1840第四十頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日模場(chǎng)直徑的標(biāo)準(zhǔn)定義近似方法存在誤差實(shí)際場(chǎng)分布可能與高斯型分布差異較大,高斯擬合誤差較大制定模場(chǎng)直徑標(biāo)準(zhǔn)定義的原因:制定模場(chǎng)直徑標(biāo)準(zhǔn)定義的目的:對(duì)各種實(shí)際單模光纖的模場(chǎng)直徑作出統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化的定義。單模光纖的高斯擬合和模場(chǎng)直徑2023/3/1841第四十一頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日近場(chǎng):光纖中或緊靠光纖截面的場(chǎng)分布遠(yuǎn)場(chǎng):遠(yuǎn)離光纖截面的場(chǎng)分布光纖中近場(chǎng)與遠(yuǎn)場(chǎng)的概念2023/3/1842第四十二頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日模場(chǎng)直徑的標(biāo)準(zhǔn)定義第一種定義PetermannI單模光纖中實(shí)際場(chǎng)分布(近場(chǎng))的二階矩來(lái)定義,可以用遠(yuǎn)場(chǎng)分布來(lái)表示。遠(yuǎn)場(chǎng)分布函數(shù)的表示dn模場(chǎng)直徑的近場(chǎng)定義單模光纖的高斯擬合和模場(chǎng)直徑M.Artiglia,“ModefieldDiametermeasurementsinsingle-modeopticalfibers,”J.LightwaveTech.Vol.7,no.8,pp.1139-1152,1989.2023/3/1843第四十三頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日二階矩2023/3/1844第四十四頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日模場(chǎng)直徑的標(biāo)準(zhǔn)定義第二種定義PetermannII實(shí)際測(cè)量的往往是光纖的遠(yuǎn)場(chǎng)分布函數(shù),因此給出基于光纖遠(yuǎn)場(chǎng)分布函數(shù)的模場(chǎng)直徑定義。單模光纖中實(shí)際場(chǎng)分布(遠(yuǎn)場(chǎng))的二階矩來(lái)定義,可以用近場(chǎng)分布來(lái)表示。近場(chǎng)分布函數(shù)的表示模場(chǎng)直徑的遠(yuǎn)場(chǎng)定義df單模光纖的高斯擬合和模場(chǎng)直徑2023/3/1845第四十五頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日模場(chǎng)直徑的標(biāo)準(zhǔn)定義第三種定義高斯擬合定義光纖中的場(chǎng)分布與高斯函數(shù)十分接近時(shí),欲與Petermann一致,對(duì)模場(chǎng)直徑的定義。dg單模光纖的高斯擬合和模場(chǎng)直徑2023/3/1846第四十六頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日模場(chǎng)直徑定義的說(shuō)明

1.一般地,場(chǎng)分布不是嚴(yán)格的高斯型,dn

df

dg2.場(chǎng)分布恰好是高斯型則:?jiǎn)文9饫w的高斯擬合和模場(chǎng)直徑2023/3/1847第四十七頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日四、單模光纖的主要類型2023/3/1848第四十八頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日單模光纖的主要類型單模光纖的性能對(duì)長(zhǎng)距離、大容量光通信系統(tǒng)的影響在單模光纖通信系統(tǒng)中,影響光纖傳輸距離和傳輸容量的因素?fù)p耗色散非線性損耗、色散和非線性對(duì)光信號(hào)傳輸?shù)挠绊懰p輸入信號(hào)輸出信號(hào)時(shí)間頻率新頻率時(shí)間脈沖展寬2023/3/1849第四十九頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日EDFA頻帶損耗譜單模光纖的主要類型2023/3/1850第五十頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日損耗與放大EDFA頻帶單模光纖的主要類型2023/3/1851第五十一頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日0.10.20.30.40.50.6衰減(dB/km)1600170014001300120015001100波長(zhǎng)(nm)EDFA頻帶

20100-10-20色散(ps/nm.km)G.652&G.654G.655G.653色散與損耗單模光纖的主要類型2023/3/1852第五十二頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日光纖的種類:G.651光纖:多模光纖G.652光纖:普通單模光纖(SMF)G.653光纖:色散位移光纖(DSF)G.654光纖:低損耗光纖(截止波長(zhǎng)位移光纖)G.655光纖:非零色散位移光纖(NZ-DSF)G.656光纖:寬帶傳輸用非零色散位移光纖G.657光纖:耐彎曲單模光纖2023/3/1853第五十三頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日ITU-T關(guān)于單模光纖的技術(shù)規(guī)范單模光纖的主要類型2023/3/1854第五十四頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.652光纖又稱為普通單模光纖。在1310nm和1550nm處均具有低損耗。1550nm處的損耗最低,色散典型值為17ps/nm/km。傳輸窗口主要可以選擇1310nm或1550nm窗口。色散值最大,對(duì)抑制非線性的作用也最大結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、生產(chǎn)效率高、成本低廉??捎脦掃h(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他光纖。如果能將色散問(wèn)題用其他辦法解決,則G.652光纖是較佳的選擇,全波光纖是更為理想的光纖2023/3/1855第五十五頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.652光纖為了符合通信系統(tǒng)對(duì)傳輸性能的要求,ITU-T將G.652光纖細(xì)分為G.652A、G.652B、G.652C和G.652D四個(gè)子類。G.652A和G.652B光纖也稱常規(guī)單模光纖,是目前應(yīng)用最廣泛的光纖。其最佳工作波長(zhǎng)是1310nm區(qū)域,也可使用1550nm區(qū)域,但由于該區(qū)域色散很大,傳輸距離被限制在70-80km左右,如果需要在1550nm區(qū)域進(jìn)行10Gbit/s以上速率的長(zhǎng)距離傳輸時(shí),需要進(jìn)行色散補(bǔ)償。G.652A和G.652B光纖的區(qū)別是:G.652A光纖支持2.5Gbit/s的單通道SDH傳輸系統(tǒng)及10Gbit/s以太網(wǎng)系統(tǒng);G.652B光纖則可應(yīng)用于10的單通道SDH傳輸系統(tǒng)及40Gbit/s以太網(wǎng)系統(tǒng),另外,G.652B光纖的偏振模色散系數(shù)規(guī)定要比G.652A光纖的嚴(yán)格許多,更加適合長(zhǎng)距離的傳輸。

2023/3/1856第五十六頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.652C和G.652D光纖G.652C和G.652D光纖是分別在G.652A、B的基礎(chǔ)上,通過(guò)改進(jìn)工藝,消除了1383nm處的水吸收峰,使得1350-1450nm區(qū)域的衰減大大降低,將工作波長(zhǎng)擴(kuò)展為1280-1625nm,全部可用波段比常規(guī)單模光纖增加了一半以上。所以G.652C、D光纖稱為波長(zhǎng)段擴(kuò)展單模光纖,也稱全波光纖或低水峰光纖。該光纖完全能夠滿足城域網(wǎng)大容量、高密集波分復(fù)用技術(shù)發(fā)展的需求。

除了擴(kuò)展了工作波長(zhǎng)區(qū)域以外,G.652C的其他屬性與G.652A光纖基本相同,而G.652D光纖的其他屬性也與G.652B光纖基本相同,G.652D光纖的偏振模色散系數(shù)也比G.652C光纖嚴(yán)格很多,更加適合長(zhǎng)距離的傳輸。

目前在我國(guó)通信系統(tǒng)中最常使用的是G.652B和G.652D光纖,有些專業(yè)光纖生產(chǎn)廠家也已經(jīng)將G.652A、B、C光纖淘汰,只生產(chǎn)G.652D光纖。

2023/3/1857第五十七頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.653光纖又稱為色散位移光纖。在1550nm處同時(shí)具有最小的色散和最低的損耗。傳輸窗口主要在1550nm附近。G.653光纖(DSF)在1550nm為零色散,由于非線性效應(yīng),阻礙了WDM的應(yīng)用.2023/3/1858第五十八頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.654光纖截止波長(zhǎng)位移到~1530nm在1550nm窗口的損耗進(jìn)一步降低。

---0.15dB/km零色散點(diǎn)位于1310nm窗口。芯子:純SiO2

包層:SiO2摻F

光纖的包層折射率略低于芯區(qū)。主要適用于需要很長(zhǎng)中繼距離的環(huán)境。摻雜對(duì)折射率的影響摻Ge,P折射率升高摻Be,F折射率降低2023/3/1859第五十九頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.655光纖又稱非零色散位移光纖。在1550nm窗口期望應(yīng)用的全部波長(zhǎng)范圍內(nèi),光纖色散的絕對(duì)值不為零并處于某一范圍內(nèi)。主要適用于1550nm窗口的波分復(fù)用系統(tǒng)。其非零色散值可以有效抑制非線性效應(yīng)對(duì)DWDM系統(tǒng)的影響。2023/3/1860第六十頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日色散一方面使得傳輸脈沖展寬,產(chǎn)生碼間干擾,限制光纖向高速系統(tǒng)的發(fā)展;另一方面可有效抑制包括四波混頻在內(nèi)的非線性效應(yīng)。于是人們想出了一個(gè)兼顧色散和非線性兩種要素的折中解決方案,即將零色散點(diǎn)從1.55μm移至1.51μm附近,使之在C波段30nm范圍內(nèi)色散值保持在2~6Ps/km.nm。這樣既可有效地抑制四波混頻效應(yīng),又降低了1.55μm低損耗窗口的色散,且提高了光纖的傳輸速率。這種光纖就是非零色散位移光纖,系指在1.55μm處不是零色散的光纖,即G.655光纖。G.655光纖2023/3/1861第六十一頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.655A、G.655B和G.655C

ITU-T根據(jù)對(duì)光纖1625nm波段的要求和PMD值的要求,將G.655光纖劃分為G.655A、G.655B和G.655C三個(gè)子類。G.655A光纖只規(guī)定了C波段的特性,而G.655B和G.655C規(guī)定了1625nm處的衰減,同時(shí)增加了L波段的色散要求,增加了最大值同最小值間的差值,因此G.655A主要用于C波段而其它兩種可用于L波段。G.655B和G.655C光纖的基本要求均相同,但G.655C光纖對(duì)光纜的PMD鏈路設(shè)計(jì)值要求更嚴(yán)格,所以G.655C光纖具有更長(zhǎng)的傳輸距離。

2023/3/1862第六十二頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.655光纖康寧公司曾推出了零色散點(diǎn)位于1580nm附近的光纖,但由于這種光纖在1580nm以下波長(zhǎng)的色散量均為負(fù)值,因而大大降低了可用波長(zhǎng)資源。朗訊公司推出了零色散點(diǎn)在1531nm左右的Truewave光纖,其在C波段的色散值為2.6~6ps??祵幑靖倪M(jìn)了制作技術(shù),很快推出了零色散點(diǎn)在1510nm左右的LEAF光纖,其在C波段的色散值小于10ps,略高于Truewave光纖。

Truewave光纖和LEAF光纖被統(tǒng)稱為G.655A光纖。2023/3/1863第六十三頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.655光纖

經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在1420nm處光纖的傳輸損耗也不過(guò)只有0.25dB/km,完全可以利用。因此繼C波段和L波段光通信系統(tǒng)開(kāi)通之后,波長(zhǎng)位于1430nm~1530nm之間的S波段將近100nm帶寬的通信窗口開(kāi)始受到關(guān)注。而G.655A光纖卻使這一波段的波長(zhǎng)資源被浪費(fèi)。為進(jìn)一步利用S波段,2000年法國(guó)阿爾卡特公司和日本住友公司分別研究出了零色散點(diǎn)在1430nm左右的Teralight光纖和PureGuide光纖,即G.655B光纖。其零色散點(diǎn)越來(lái)越靠近G.652光纖的1310nm零色散波長(zhǎng)。這樣,光纖通信的可利用波長(zhǎng)資源與G.655A光纖相比大大增加。2023/3/1864第六十四頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日色散譜G.655B光纖G.655A光纖單模光纖的主要類型2023/3/1865第六十五頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日+Disp

輸入脈沖

輸出脈沖0.10.20.30.40.50.6衰減(dB/km)1600170014001300120015001100波長(zhǎng)(nm)EDFA頻帶

20100-10-20色散(ps/nm.km)G.652&G.654G.655G.653損耗與色散譜2023/3/1866第六十六頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日C波段(1530~1565nm)和L波段(1565~1625nm)NZ-DSF光纖的衰減和色散特性在工作波長(zhǎng)范圍內(nèi),具有非零但較小色散,具有很低損耗,利用色散補(bǔ)償技術(shù),補(bǔ)償信號(hào)經(jīng)歷光纖傳輸后的總色散利用光纖放大技術(shù),補(bǔ)償光傳輸后的幅度衰減單模光纖的主要類型2023/3/1867第六十七頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日價(jià)格比G.652光纖高出3倍G.655光纖并未消除色散,在長(zhǎng)距離的高速通信系統(tǒng)中仍需進(jìn)行色散補(bǔ)償,而且很難實(shí)現(xiàn)通道間距為50GHz

的WDM

系統(tǒng)。靠移動(dòng)零色散的位置是不能徹底解決光纖色散問(wèn)題的。波長(zhǎng)資源被浪費(fèi)G.655光纖:2023/3/1868第六十八頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.656光纖寬帶傳輸用非零色散位移單模光纖為在1460-1625nm波長(zhǎng)區(qū)進(jìn)行多信道傳輸而優(yōu)化的光纖。其非零色散波長(zhǎng)區(qū)域在1460-1625nm,光纜截止波長(zhǎng)不大于1450nm,可在更寬的傳輸波段上(S、L和L共3個(gè)波段)應(yīng)用DWDM和CWDM傳輸技術(shù)。寬帶傳輸用非零色散位移單模光纖(G.656光纖)

G.656光纖是近幾年新研制的用于DWDM和CWDM系統(tǒng)的更大帶寬的非零色散位移單模光纖。與G.655光纖相比,具有更寬的工作波長(zhǎng)(1460-1625nm)和更優(yōu)化的色散值,是一種更適合于未來(lái)光通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)展需要的光纖,但目前還未進(jìn)入商用階段。

2023/3/1869第六十九頁(yè),共八十二頁(yè),編輯于2023年,星期日G.657光纖G.657建議書(shū)推薦兩種光纖類型:A和B。A類型與熟知的G.652.D建議全面兼容,但是卻具備了很低的宏彎曲損耗。這種光纖用于彎曲半徑為10mm和15mm的場(chǎng)合,1550nm波長(zhǎng)下它們的最大彎曲損耗分別為0.75和

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