光纤光纤光学及技术第三章损耗分析.pptx

第三章 光纤特性;★光纤的主要特性;光纤的传输特性;光纤中光传输特性;光纤的损耗系数;;;产生光纤损耗的原因;光纤损耗;吸收损耗;吸收损耗;本征吸收;红外吸收;;非本征吸收;;原子缺陷吸收;散射损耗;瑞利散射;;波导散射;非线性散射损耗;;标准单模光纤损耗曲线;;弯曲损耗;光纤微弯： ;弯曲损耗;弯曲损耗与模场直径的关系*;;;;;光纤的理论损耗：;;光纤损耗的克服;光纤损耗对通信质量的影响 ;;;;光纤的色散;脉冲展宽;? 光纤色散效应对传输的影响;光纤色散;;;1. 色散系数D为正：正色散 v高频光 v低频光 2. 色散系数D为负：负色散 v高频光 v低频光 3. 色散系数D为零：零色散;;;1.概念 光脉冲能量的载体：所有模式 不同模式具有不同的传输速度，在光纤中沿传输方向行进的过程中，各模式逐渐分离，使得光信号展宽。 ;1、阶跃光纤中的模式色散 利用几何光学;;;;;;;;1.概念 不同频率的电磁波在介质中具有不同的群速度或群时延的材料属性，从而在传输过程中信号展宽。;为什么存在材料色散: Sellmeyer定律;;定义归一化传播常数b为：　　　　 ;式中： ;得：;; D(λ)分为两部分，第一项是由于纤芯材料的折射率随波长的变化而变化，故称为材料色散系数，用Dm(λ)表示 ;;;;;;;;;;;;;;;色散导致的脉冲展宽 ;;;;;;;b取一阶近似的情况 ;;;;;;b取的二阶近似的情况 ;输入光脉冲无啁啾的情况 ;;;;;;输入光脉冲有啁啾的情况 ;;;;色散对于传输带宽的影响 ;;;;;大多数已安装的光纤 (1)在1310nm 波长处的色散为零。 (2)在波长为1550nm附近衰减系数最小，约为0.22dB/km，但在1550nm 附近其具有较大色散系数，为17ps/(nm·km)。 (3) 工作波长即可选在1310nm波长区域，又可选在1550nm波长区域，它的最佳工作波长在1310nm区域。G.652 光纤是当前使用最为广泛的光纤。 色散受限距离短 2.5Gb/s系统色度色散受限距离约600km 10Gb/s系统色度色散受限距离约34km G.652+DCF方案升级扩容成本高 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。; 色 散 位 移 光 纤; 色 散 位 移 光 纤;色 散 位 移 光 纤;--- G.653称为色散位移单模光纤。色散位移光纤是通过改变光纤的结构参数、折射???分布形状，力求加大波导色散，从而将零色散点从1310nm位移到1550nm，实现1550nm处最低衰减和零色散波长一致。这种光纤工作波长在1550nm区域, 非常适合于长距离单信道光纤通信系统。但不适用于 DWDM应用。 低损耗 零色散 小有效面积 长距离、单信道超高速EDFA系统 适用于10Gb/s以上速率单信道传输 四波混频（FWM）是主要的问题，不利于DWDM技术 ，;在1530－1565nm窗口有较低的损耗 工作窗口较低的色散，一定的色散抑制了非线性效应 （四波混频）的发生。 可以有正的或负的色散——海底传输系统 为DWDM系统的应用而设计的;;3.3.6 色散补偿;;;DCF存在的问题 ;2.啁啾光纤光栅色散补偿 ;;3.光孤子通信;;