光纤通信光纤概要.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 影响： ★制约了光的传输 ★反向光回到光源中使得光源不稳定 ★波长信道串扰 减小SBS对系统影响的主要措施 减低入纤功率（减小中继间隔） 增加光源线宽（色散限制） 阈值功率 增益系数 对于SiO2 同样，Pth,SBS可低至1mW，特别是在1550nm最低损耗处，将极大地限制光波系统的注入功率。但以上估计忽略了与入射光有关的谱宽效应，在典型系统中阈值功率可增大至10mW或更高。不过还应注意消除。 SRS的阈值功率较高。由于光波系统中的注入功率一般低于10mW，因此SRS一般对光纤损耗不起作用。 （1）自相位调制（SPM—self-phase modulation） 2、非线性折射 在大功率光信号的作用下， 光固有的折射率将随光 的强度发生变化，新的折射率为：n1=n0+ g p /Aeff 由于光的非线性效应的影响，光场自身引起的 相位变化，叫自相位调制。 脉冲有压缩的趋势 脉冲的前沿产生红移（频率变低，速度减少） 脉冲的后沿产生兰移（频率变低，速度加快） （2）交叉相位调制（XPM） 某一信道的光场由于非线性效应受到来自 相邻信道的光场的影响而发生相移。 影响：形成串扰 （3） 四波混频（FWM） 相距很近的波长之间发生耦合，在其间隔产生新的无 用波长 。 f1 f2 f3 f0 f0 = f1 ± f2 ± f3 四波混频的抑制： 1、降低光功率（不可行） 2、加大通光面积（可行） 3、增大信道间隔（不可行） 4、保持一定的色散（可行） SBS、SRS及FWM过程所引起的波长信道的增益或损耗与光信号的强度有关。这些非线性过程对某些信道提供增益，而对另一些信道则产生功率损耗，从而使各个波长间产生串扰。 SPM和XPM都只影响信号的相位，从而使脉冲产生啁啾，这将会加快色散引起的脉冲展宽，尤其在高速系统中。 2.7 常用光纤 目前ITU-T规定的光纤代号有 G.651光纤（渐变多模光纤） G.652光纤（常规单模光纤） G.653光纤（色散位移光纤） G.654光纤（低损耗光纤） G.655光纤（非零色散位移光纤） 1、G.651光纤 多模渐变光纤（GIF） 工作窗口：850 nm, 1310nm 缺点：不能用于大容量，长距离通信 应用：接入网， 局域网 纤芯直径 包层直径 纤芯不圆度 包层不圆度 同心度误差 NA 衰减系数 色散系数 带宽 2、G.652光纤 常规单模光纤或色散未位移光纤（第一代单模光纤） 工作窗口：1310nm(零色散) 1550nm(最小损耗) 应用：我国干线主要采用G.652 缺点：低损耗和低色散不能兼有 色散受限距离短 结论: 不适用于10Gb/s以上速率传输，但可应用于 2.5Gb/s以下速率的DWDM。 0 +18 ≤0.36 ≤0.22 1310/1550 1310 ≤1260 9 要求值 1310nm 1550nm 1310nm 1550nm 1310nm 色散系数(ps/nm.km) 衰减系数 (dB/km) 工作 波长(nm) 零色散波长(nm) 截至 波长(nm) 模场 直径 (mm) 性能 3、G.653光纤 色散位移光纤（第二代单模光纤） 工作窗口：1550nm 通过制造工艺将零色散转移到1550nm处， 使得光纤在1550处同时具有零色散和最小 损耗。 应用：长距离全光中继传输。 缺点：1550nm 的零色散带来严重的非线形效应， 不利于密集波分复用。 结论: 适用于10Gb/s以上速率单信道传输，但不适用于 DWDM应用，处于被市场淘汰的现状。 -18 0 ≤0.45 ≤0.25 1550 1550 ≤1270 8.3 要求值 1310nm 1550nm 1310nm 1550nm 1310nm 色散系数(ps/nm.km) 衰减系数 (dB/km) 工作 波长(nm) 零色散波长(nm) 截至 波长(nm)