光纤通信刘增基第二章.ppt

2.4.3 光缆特性 拉力特性 压力特性 弯曲特性 温度特性 2.5 光纤特性测量方法  光纤的特性参数很多，基本上可分为几何特性、光学特性和传输特性三类。 几何特性包括纤芯与包层的直径、偏心度和不圆度； 光学特性主要有折射率分布、数值孔径、模场直径和截止波长； 传输特性主要有损耗、带宽和色散。 损耗测量 光纤损耗测量有两种基本方法：一种是测量通过光纤的传输光功率，称剪断法和插入法；另一种是测量光纤的后向散射光功率，称后向散射法，用OTDR （光时域反射仪 ）。 带宽测量 光纤带宽测量有时域和频域两种基本方法。 时域法是测量通过光纤的光脉冲产生的脉冲展宽，又称脉冲法； 频域法是测量通过光纤的频率响应，又称扫频法。 色散测量 光纤色散测量有相移法、脉冲时延法和干涉法等。 截止波长测量 根据式(2.37)和式(2.36)， 截止波长 对常规单模光纤，通过对折射率分布的测量，确定纤芯半径a，纤芯和包层的折射率n1和n2，由式(2.66)就可以计算出理论截止波长λc。  实际截止波长的测量有： 在弯曲状态下，测量损耗—波长函数的传输功率法；改变波长，观察LP01模和LP11模产生的两个脉冲变为一个脉冲的时延法； 改变波长，观察近场图由环形变为高斯形的近场法以及传输功率法是测量单模光纤截止波长的基准方法。 (2.66) 从几何光学角度，光纤通信基于光的全反射原理； 数值孔径NA与临界光锥； 理解自聚焦效应 理解β与V， β-V曲线 ； 理解光纤的模式； HE11模为基模；单模传输条件，截止波长?c； 色散，损耗（衰减）概念、产生原因; 光纤通信的三个低损耗窗口； 色散系数D，损耗系数α; 对比传输速率与传播速率，dB与dBm； G.652光纤、G.653光纤、G.655光纤的特点； 了解OTDR（光时域反射仪）。 第二章小结 作 业 3，4，5，6，7 * Shown above are some of the most popular optical connector types. HP equipment have user-exchangeable connector interfaces, allowing for connection with most popular connector types. * 图 2.13 不同结构单模光纤的色散特性 不同结构参数的D(λ)示于图2.13，图中曲线相应于零色散波长在1.31μm的常规单模光纤，零色散波长移位到1.55μm的色散移位光纤，和在1.3~1.6μm色散变化很小的色散平坦光纤，这些光纤的结构见图2.2(c)和图2.3(a)。  色散补偿 色散对通信尤其是高比特率通信系统的传输有不利的影响， 但我们可以采取一定的措施来设法降低或补偿。 有如下几种方案: ?(1) 零色散波长光纤。 在某一波长范围， 如λ1.27 μm， 由于材料色散与波导色散符号相反， 因而在某一波长上可以完全相互抵消。对于普通的单模光纤，波长为λ=1.31 μm，选用工作于该波长的光纤其色散最小。 (2) 色散位移光纤DSF。 减少光纤的纤芯使波导色散增加， 可以把零色散波长向长波长方向移动， 从而在光纤最低损耗窗口λ=1.55 μm附近得到最小色散。 将零色散波长移至λ=1.55 μm附近的光纤称为DSF光纤。 (3) 色散平坦光纤DFF。 将在λ=1.30 μm到λ=1.55 μm范围内， 色散接近于零的光纤称为DFF光纤。 (4) 色散补偿光纤DCF。普通单模光纤的色散典型值为17 ps/(nm·km)，在特定波长范围内； DCF光纤的色散符号与其相反，即为负色散，这样当DCF光纤与普通单模光混合使用时, 色散得到了补偿。 为了得到好的补偿效果, 通常DCF光纤的色散值很大，典型值为-103 ps/(km·nm)， 所以只需很短的DCF光纤就能补偿很长的普通单模光纤。 (5) 色散补偿器如光纤光栅FG、光学相位共轭OPC等。 其原理都是让原先跑得快的波长经过补偿器时慢下来，减少不