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光纖通信系統(tǒng)2光纖是光纖通信系統(tǒng)中的傳輸媒質(zhì),其材料、結(jié)構(gòu)和傳輸性能的好壞直接影響了系統(tǒng)的性能。本章首先介紹光纖光纜的基本結(jié)構(gòu)和類型,然后分別應(yīng)用射線光學(xué)和波動(dòng)光學(xué)理論分析光纖傳輸原理,在此基礎(chǔ)上對(duì)光纖的損耗、色散和非線性等傳輸性能參數(shù)進(jìn)行介紹,最后給出光纖的類型及工程技術(shù)。第二章光纖與光纜32.1光纖光纜的結(jié)構(gòu)和類型2.1.1光纖結(jié)構(gòu)2.1.2光纖類型2.1.3光纖制造工藝2.1.3光纜及其結(jié)構(gòu)42.1.1光纖結(jié)構(gòu)光纖的基本結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成:折射率(n1)較高的纖芯部分、折射率(n2)較低的包層部分以及表面涂覆層。結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。為保護(hù)光纖,在涂覆層外有二次涂覆層(又稱塑料套管)。5圖2-1光纖基本結(jié)構(gòu)無(wú)論何種光纖,其包層直徑都是一致的涂覆層的主要作用是為光纖提供保護(hù)纖芯和包層僅在折射率等參數(shù)上不同,結(jié)構(gòu)上是一個(gè)完整整體6光纖的分類按折射率分布按二次涂覆層結(jié)構(gòu)按材料按傳導(dǎo)模式71.按纖芯折射率分布:

階躍折射率分布和漸變折射率分布思考:為什么纖芯的折射率要高于包層折射率?82.按光纖的二次涂覆層結(jié)構(gòu)緊套結(jié)構(gòu)光纖松套結(jié)構(gòu)光纖93.按光纖主要材料

SiO2光纖*塑料光纖氟化物光纖*SiO2是目前最主要的光纖材料104.按光纖中的傳導(dǎo)模式*單模光纖多模光纖*傳導(dǎo)模式的概念將在模式分析部分介紹112.1.2光纖類型目前國(guó)際上對(duì)光纖光纜型號(hào)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的主要是國(guó)際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化組織(ITU-T)和國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)。ITU-T涉及通信光纖的標(biāo)準(zhǔn)主要是G.65x系列,IEC則是標(biāo)準(zhǔn)60793系列。ITU-T規(guī)定的光纖型號(hào)主要有G.651光纖(多模光纖),G.652光纖(常規(guī)單模光纖),G.653光纖(色散位移光纖),G.654光纖(低損耗光纖),G.655光纖(非零色散位移光纖)以及最新的G.656和G.657光纖。IEC標(biāo)準(zhǔn)(我國(guó)國(guó)標(biāo)也參照IEC命名)將光纖的種類分為A類(多模)光纖和B類(單模)光纖。2.1.3光纖制造工藝改進(jìn)的化學(xué)汽相沉積法(MCVD)軸向汽相沉積法(VAD)棒外化學(xué)汽相沉積法(OVD)等離子體激活化學(xué)汽相沉積法(PCVD)12光纖接續(xù)方法永久接續(xù)法連接器接續(xù)法13142.1.4光纜及其結(jié)構(gòu)光纜是以光纖為主要通信元件,通過(guò)加強(qiáng)件和外護(hù)層組合成的整體。光纜是依靠其中的光纖來(lái)完成傳送信息的任務(wù),因此光纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須要保證其中的光纖具有穩(wěn)定的傳輸特性。15光纜的分類方法按成纜光纖類型多模光纖光纜和單模光纖光纜按纜芯結(jié)構(gòu)中心束管、層絞、骨架和帶狀按加強(qiáng)件和護(hù)層金屬加強(qiáng)件、非金屬加強(qiáng)、鎧裝按使用場(chǎng)合長(zhǎng)途/室外、室內(nèi)、水下/海底等按敷設(shè)方式架空、管道、直埋和水下16光纜的結(jié)構(gòu)(成纜方式)層絞式骨架式中心束管式帶狀式17光纜結(jié)構(gòu)示意圖層絞式中心束管式帶狀式2.2光纖傳輸原理2.2.1射線光學(xué)分析方法2.2.2波動(dòng)光學(xué)分析方法18192.2.1射線光學(xué)理論分析光波在光纖中傳輸可應(yīng)用兩種理論:波動(dòng)理論和射線理論。波動(dòng)理論分析光波在階躍折射率光纖中傳播的模式特性的方法比較復(fù)雜。射線理論是一種近似的分析方法,但簡(jiǎn)單直觀,對(duì)定性理解光的傳播現(xiàn)象很有效,而且對(duì)光纖半徑遠(yuǎn)大于光波長(zhǎng)的多模光纖能提供很好的近似。20兩個(gè)重要概念1:光射線(簡(jiǎn)稱射線)設(shè)有一個(gè)極小的光源,它的光通過(guò)一塊不透明板上的一個(gè)極小的孔,板后面的一條光的邊界并不明顯銳利,而有連續(xù)但又快速變化的亮和暗,這就是所謂的衍射條紋。如果光波長(zhǎng)極短(趨于0)而可以忽略,并使小孔小到無(wú)窮小,則通過(guò)的光就形成一條尖銳的線,這就是光射線。也可以說(shuō)一條很細(xì)很細(xì)的光束,它的軸線就是光射線。21當(dāng)光波長(zhǎng)趨于0而可以忽略時(shí),用射線去代表光能量傳輸線路的方法稱為射線光學(xué)。在射線光學(xué)中,把光用幾何學(xué)來(lái)考慮,所以也稱為幾何光學(xué)。射線光學(xué)是忽略波長(zhǎng)的光學(xué),亦即射線理論是λ→0時(shí)的波動(dòng)理論。兩個(gè)重要概念2:射線光學(xué)(即幾何光學(xué))221.Snell定律從射線方程導(dǎo)出的射線光學(xué)最重要的理論之一是斯涅爾(Snell)定律,它應(yīng)用于恒定折射率n1和n2區(qū)域時(shí)可寫成:反射定律:

(2-2)折射定律:(2-3)式中n1、n2為介質(zhì)的折射率,、、分別是光線的入射角、反射角和折射角。23第1種媒質(zhì)(n1)分界面第2種媒質(zhì)(n2)n1<n2法線反射定律:入射角Φ入=反射角Φ反折射定律:n1·sinΦ入=n2·sinΦ折Φ入Φ反Φ折入射光線折射光線反射光線光射線的反射和折射24第1種媒質(zhì)(n1)分界面第2種媒質(zhì)(n2)n1>n2法線折射光線反射光線入射光線全反射定律:當(dāng)入射角度增大到某一角度時(shí),折射角可以獲得最大值90°,此時(shí)可認(rèn)為無(wú)折射光存在,所有的入射光都被反射,稱為全反射現(xiàn)象,滿足全反射現(xiàn)象的最小角度稱為全反射的臨界角φC。ΦC光的全反射現(xiàn)象(光密介質(zhì)-光疏介質(zhì))252.光纖的傳光原理利用上述的射線分析方法,可以直觀地對(duì)光纖的傳光原理進(jìn)行解釋,但是必須要指出的是,射線分析方法雖然具有易于理解的優(yōu)點(diǎn),但其本質(zhì)上是一種近似分析方法,只能定性地解釋光纖的傳光原理,并不能作為定量的分析依據(jù)。26階躍折射率光纖中的全反射傳輸光纖軸線方向纖芯(n1)包層(n2)n1>n2思考:如果光纖發(fā)生彎曲或形變會(huì)有什么結(jié)果?此處亦有折射現(xiàn)象,如何由光纖內(nèi)部的全反射條件推導(dǎo)處此處的入射條件?27最大接收角和數(shù)值孔徑最大接收角數(shù)值孔徑為式中,n1,n2

分別為光纖芯和包層的折射率,Δ為相對(duì)折射率差。282.2.2波動(dòng)光學(xué)分析方法

射線光纖理論分析方法雖然形象地給出了光纖中光的傳輸原理,但其是假定光波長(zhǎng)趨于0時(shí)的近似分析方法,無(wú)法對(duì)光在光纖中的傳輸狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格的定量分析,因此需要引入波動(dòng)光學(xué)理論分析方法。

波動(dòng)光學(xué)理論分析方法的核心是求解波動(dòng)方程。29簡(jiǎn)化形式的波動(dòng)方程

(2-11)

(2-12)式中,和分別是電場(chǎng)強(qiáng)度矢量和磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量,k為波數(shù),表示為

ω為角頻率,ε和μ分別為介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。

光纖中波動(dòng)方程的求解考慮光纖的外形是圓柱形,纖芯和包層是存在一定折射率差的石英(SiO2)材料。因此,可以把光纖抽象為一個(gè)圓柱形介質(zhì)波導(dǎo)體,z軸是軸向坐標(biāo)(光信號(hào)傳播的前進(jìn)方向)。用求解波動(dòng)方程的方法考察光在光纖中具體的傳播和存在形式,即在圓柱坐標(biāo)系中求解

6個(gè)變量。由于波動(dòng)方程只有2個(gè)方程,因此需要進(jìn)行必要的矢量變換。30312.2.4柱面坐標(biāo)系下的波動(dòng)方程

322.階躍折射率光纖模式分析本節(jié)將用波動(dòng)理論來(lái)分析階躍折射率分布光纖,得到在光纖中傳播的各種模式的表示方法。討論各模式的截止條件,并引入線性極化模的概念。用于分析的階躍折射率光纖幾何圖形如圖2-7所示。假設(shè)光纖包層的半徑b

足夠大,以使得包層內(nèi)電磁場(chǎng)按指數(shù)冪衰減,并在包層和空氣的界面處趨于0,這樣就可以把光纖作為兩種介質(zhì)的邊界問(wèn)題進(jìn)行分析。33圖2-9階躍折射率光纖幾何圖形34波動(dòng)方程的求解運(yùn)用分離變量法求解波動(dòng)方程經(jīng)過(guò)一系列數(shù)學(xué)處理,可得上式是貝塞爾方程,式中m是貝塞爾函數(shù)的階數(shù),稱為方位角模數(shù),它表示纖芯沿方位角

繞一圈場(chǎng)變化的周期數(shù)。35方程解的討論根據(jù)邊界條件的假設(shè),在纖芯和包層中波動(dòng)方程的解(分別對(duì)應(yīng)纖芯和包層中場(chǎng)的存在形式)應(yīng)該不一樣。纖芯中(

)應(yīng)該是振蕩場(chǎng),場(chǎng)的能量可以沿z軸方向傳輸;包層(

)中應(yīng)該是衰減場(chǎng),理想情況下應(yīng)該沒(méi)有場(chǎng)存在,這也符合前述的穩(wěn)態(tài)傳輸條件假設(shè),即場(chǎng)能量只存在于纖芯中。由于波動(dòng)方程中的各系數(shù)都是待定的,因此波動(dòng)方程的求解可能得到許多組解,也即對(duì)應(yīng)著可能會(huì)在光纖中存在多種形式的傳輸場(chǎng)。36模式存在條件對(duì)每一個(gè)傳播模來(lái)說(shuō),應(yīng)該僅能存在纖芯中,而在包層中衰減無(wú)窮大,即不能在包層中存在,場(chǎng)的全部能量都沿光纖軸線方向傳輸。如果某一個(gè)模式在包層中沒(méi)有衰減,稱該模式被截止(cutoff)。不同的模式具有不同的模截止條件,滿足該條件時(shí)能以傳播模形式在纖芯中傳輸,否則該模式被截止;在所有的模式中,僅有HE11模不存在模截止條件,即截止頻率為0。也就是說(shuō),當(dāng)其它所有模式均截止時(shí)該模式仍能傳輸,稱HE11模為基模。從基模及其他模式(稱為高階模)的截止條件和波長(zhǎng)等,即可推導(dǎo)出對(duì)應(yīng)的邊界條件(包括纖芯和包層的幾何尺寸、折射率等參數(shù))。372.2.3單模傳輸條件階躍折射率光纖的傳播模式是歸一化頻率V的函數(shù)。當(dāng)

(2-22)

時(shí),光纖中傳播的唯一的模式為HE11模(即LP01模),光纖為單模傳輸。381.截止波長(zhǎng)在前面的分析中已知,只有歸一化頻率V小于LP11模的截止頻率(Vc=2.4048)時(shí),才能保證光纖中只傳輸基模(LP01?;騂E11模),所以單模光纖理論截止波長(zhǎng)為

(2-23)截止波長(zhǎng)是單模光纖的基本參量,也是單模光纖最基本的參數(shù)。39截止波長(zhǎng)和工作波長(zhǎng)的關(guān)系判斷一根光纖是不是單模傳輸,只要比較一下它的工作波長(zhǎng)λ與截止波長(zhǎng)λc的大小就可以了。如果λ>λc

,則為單模光纖,該光纖只能傳輸基模;如果λ<λc

,就不是單模光纖,光纖中除了基模外,還能傳輸其它高階模。目前工程上有四種截止波長(zhǎng):(1)理論截止波長(zhǎng)λc1;(2)2米長(zhǎng)光纖截止波長(zhǎng)λc2;(3)光纜制造長(zhǎng)度的截止波長(zhǎng)λc3;(4)一個(gè)中繼段的截止波長(zhǎng)λc4。一般是λc1>λc2>λc3>λc4。402.模場(chǎng)直徑單模光纖中基模(LP01?;騂E11模)場(chǎng)強(qiáng)在光纖的橫截面內(nèi)有一特定的分布,該分布與光纖的結(jié)構(gòu)有關(guān)。光功率被約束在光纖橫截面的一定范圍內(nèi)。也就是說(shuō),單模光纖傳輸?shù)墓饽懿皇峭耆性诶w芯內(nèi),而是有相當(dāng)部分在包層中傳播。所以不用纖芯直徑來(lái)作為衡量單模光纖中功率分布的參數(shù),而用所謂的模場(chǎng)直徑作為描述單模光纖傳輸光能集中程度的參數(shù)。412.3光纖傳輸特性光信號(hào)經(jīng)過(guò)一定距離的光纖傳輸后要產(chǎn)生衰減和畸變,因而輸出信號(hào)和輸入信號(hào)不同,光脈沖信號(hào)不僅幅度要減小,而且波形要展寬。產(chǎn)生信號(hào)衰減和畸變的主要原因是光在光纖中傳輸時(shí)存在損耗和色散等性能劣化。損耗和色散是光纖的最主要的傳輸特性,它們限制了系統(tǒng)的傳輸距離和傳輸容量。本節(jié)要討論光纖損耗和色散的機(jī)理和特性。422.6.1損耗特性*(Attenuation)光纖的損耗將導(dǎo)致傳輸信號(hào)的衰減。在光纖通信系統(tǒng)中,當(dāng)入纖的光功率和接收靈敏度給定時(shí),光纖的損耗將是限制無(wú)中繼傳輸距離的重要因素。*也稱為衰減特性

43損耗和損耗系數(shù)的定義當(dāng)工作波長(zhǎng)為時(shí),L公里長(zhǎng)光纖的衰減及光纖每公里衰減可用下式表示:

式中:Pi、Po分別為光纖的輸入、輸出的光功率,單位W。L為光纖長(zhǎng)度,單位km。44光纖損耗的產(chǎn)生機(jī)理造成光纖中能量損失的原因是吸收損耗、散射損耗和輻射損耗。吸收損耗與光纖材料有關(guān),散射損耗與光纖材料及光纖中的結(jié)構(gòu)缺陷有關(guān),輻射損耗則是由光纖幾何形狀的微觀和宏觀擾動(dòng)引起的。45吸收損耗本征吸收是由材料中的固有吸收引起的。物質(zhì)中存在著紫外光區(qū)域光譜的吸收和紅外光區(qū)域的吸收。吸收損耗與光波長(zhǎng)有關(guān)。紫外吸收帶是由于原子躍遷引起的。紅外吸收是由分子振動(dòng)引起的。SiO2的光纖材料中含有一定的摻雜劑(如鍺Ge,硼B(yǎng),磷P等)和躍遷金屬雜質(zhì)(如鐵Fe,銅Cu,鉻Cr等)。這些成分的存在把紫外吸收尾部轉(zhuǎn)移到更長(zhǎng)的波長(zhǎng)上去。所含的雜質(zhì)離子,在相應(yīng)的波長(zhǎng)段內(nèi)有強(qiáng)烈的吸收。雜質(zhì)含量越多,損耗越嚴(yán)重。除了躍遷金屬雜質(zhì)吸收外,氫氧根離子(OH-)的存在也產(chǎn)生了大的吸收。46散射損耗散射損耗是由于材料不均勻,使光散射而引起的損耗。瑞利散射損耗瑞利散射是由于光纖內(nèi)部的密度不均勻引起的。瑞利散射損耗的大小與1/λ4成正比。波導(dǎo)散射損耗光纖在制造過(guò)程中,會(huì)發(fā)生某些缺陷。這就會(huì)產(chǎn)生散射損耗。47圖2-11光纖損耗-波長(zhǎng)特性48輻射損耗光纖受到某種外力作用時(shí),會(huì)產(chǎn)生一定曲率半徑的彎曲。彎曲后的光纖可以傳光,但會(huì)使光的傳播途徑改變。一些傳輸模變?yōu)檩椛淠?,引起能量的泄漏,這種由能量泄漏導(dǎo)致的損耗稱為輻射損耗。消逝場(chǎng)q¢

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>qcq¢RqqCladdingCore場(chǎng)分布宏彎微彎492.3.2色散特性(Dispersion)光纖中傳輸?shù)墓庑盘?hào)可能包括不同的頻率成分和模式成分,這些包含不同頻率或不同模式成分的光脈沖在光纖中傳輸?shù)乃俣炔煌瑥亩a(chǎn)生時(shí)延差并引起光脈沖形狀的變化。定義色散(Dispersion)為單位波長(zhǎng)間隔內(nèi)不同波長(zhǎng)成分的光脈沖傳輸單位距離后脈沖前后沿的時(shí)延變化量,其單位為ps/nm·km。色散是導(dǎo)致光纖中傳輸信號(hào)畸變的主要性能參數(shù),會(huì)使光脈沖隨著傳輸距離延長(zhǎng)而出現(xiàn)展寬現(xiàn)象,進(jìn)一步地產(chǎn)生碼間干擾(ISI),繼而增加系統(tǒng)的誤碼率。因此,色散一方面限制了光纖通信系統(tǒng)的傳輸距離,另一方面由于高速率系統(tǒng)對(duì)于色散更加敏感,因而色散也限制了光纖通信系統(tǒng)的傳輸容量。50色散分類材料色散:由于材料本身折射率隨頻率而變,于是信號(hào)各頻率的群速度不同,引起色散。模式間色散:在多模傳輸下,光纖中各模式在同一光源頻率下傳輸系數(shù)不同,因而群速度不同而引起色散。波導(dǎo)色散:它是模式本身的色散。對(duì)于光纖中某一模式本身,在不同頻率下,傳輸系數(shù)不同,群速不同,引起色散。偏振模色散:輸入光脈沖激勵(lì)的兩個(gè)正交的偏振模式之間的群速度不同而引起的色散。51色散造成光脈沖畸變示例522.3.3非線性效應(yīng)光纖的制造材料本身并不是一種非線性材料,但光纖的結(jié)構(gòu)使得光波以較高的能量沿光纖長(zhǎng)度聚集在很小的光纖截面上,會(huì)引起明顯的非線性光學(xué)效應(yīng),對(duì)光纖傳輸系統(tǒng)的性能和傳輸特性產(chǎn)生影響。特別是近幾年來(lái),隨著光纖放大器的出現(xiàn)和大量使用,提高了傳輸光纖中的平均入纖光功率,使光纖非線性效應(yīng)顯著增大。所以光纖非線性效應(yīng)及其可能帶來(lái)的對(duì)系統(tǒng)傳輸性能的影響必須加以考慮。53非線性效應(yīng)類型在高強(qiáng)度電磁場(chǎng)中電介質(zhì)的響應(yīng)會(huì)出現(xiàn)非線性效應(yīng),光纖也不例外,這種非線性響應(yīng)分為受激散射和非線性折射。散射分為彈性散射和非彈性散射。彈性散射中,被散射的光的頻率(或光子能量)保持不變,相反在非彈性散射中被散射的光的頻率將會(huì)降低。在較高功率下,考慮到非線性的影響,石英的折射率會(huì)發(fā)生變化,并產(chǎn)生一個(gè)非線性相位移。541.受激拉曼散射(SRS)如果高頻率信道與低頻率信道的頻率差在光纖的拉曼增益譜內(nèi),則高頻率信道的能量可能通過(guò)受激拉曼散射向低頻率信道的信號(hào)傳送,這種能量的轉(zhuǎn)移不但使低頻信道能量增加而高頻信道的能量減小,更重要的是能量的轉(zhuǎn)移與兩個(gè)信道的碼形有關(guān),從而形成信道間的串?dāng)_,使接收噪聲增加而接收靈敏度劣化。552.受激布里淵散射(SBS)高頻信道的能量也可能通過(guò)SBS向低頻信道傳送,但由于SBS的增益譜很窄(約10~100MHz),為實(shí)現(xiàn)泵浦光與信號(hào)光能量的轉(zhuǎn)移,要求兩者頻率嚴(yán)格地匹配,所以只要對(duì)信號(hào)載頻設(shè)計(jì)得好,可以很容易地避免SBS引起的干擾。并且SBS要求兩個(gè)信號(hào)光反向傳輸,所以如果所有信道的光都是同方向傳輸?shù)模瑒t不存在SBS引起的干擾。563.交叉相位調(diào)制(XPM)當(dāng)某一信道信號(hào)沿光纖傳輸時(shí),信號(hào)的相位移不僅與自身的強(qiáng)度有關(guān),而且與其它信道的光信號(hào)強(qiáng)度有關(guān),對(duì)于IM/DD系統(tǒng),由于檢測(cè)只與入射光的強(qiáng)度有關(guān)而與相位無(wú)關(guān),所以XPM不構(gòu)成對(duì)系統(tǒng)性能的影響,但在相干檢測(cè)方式中,信號(hào)相位的改變將會(huì)引起噪聲,因此XPM會(huì)對(duì)這種系統(tǒng)形成信道串?dāng)_。574.四波混頻(FWM)在四波混頻中,三個(gè)信道的頻率ωi、ωj和ωk(i,j,k可取1到最大信道數(shù)N),通過(guò)混頻而產(chǎn)生第四個(gè)頻率為ωijk=ωi±ωj±ωk的信號(hào)。如果信道間隔是等分的,則這第四個(gè)頻率會(huì)與某一個(gè)信道的頻率相同,這樣通過(guò)FWM導(dǎo)致能量在信道之間的轉(zhuǎn)換。582.4常用光纖類型

根據(jù)ITU-T規(guī)定,目前常用的單模光纖包括G.652光纖(常規(guī)單模光纖)、G.653(色散位移光纖)、G.654(1550nm低損耗光纖)、G.655(非零色散位移光纖)、G.656(色散平坦光纖)、G.657光纖(彎曲損耗不敏感單模光纖)和DCF(色散補(bǔ)償光纖)等。59G.652光纖的性能指標(biāo)與要求性能模場(chǎng)直徑(μm)截止波長(zhǎng)(nm)零色散波長(zhǎng)(nm)工作波長(zhǎng)(nm)損耗系數(shù)(dB/km)色散系數(shù)(ps/nm·km)1310nm1310nm1550nm1310nm1550nm要求值9≤126013101310/1550≤0.36≤0.220+18G.652光纖又稱為常規(guī)單模光纖或標(biāo)準(zhǔn)單模光纖(STDSMF),被廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)通信和圖像傳輸。在1310nm窗口處有零色散。在1550nm窗口處有較大的色散,達(dá)+18ps/nm·km,不利于高速率大容量系統(tǒng)。G.652光纖G.652A:僅能支持2.5Gbit/s及其以下速率的系統(tǒng)(對(duì)光纖的PMD系數(shù)不作要求);G.652B:可以支持10Gbit/s速率的系統(tǒng)(要求光纖的PMD系數(shù)小于0.5ps/km1/2);G.652C:基本屬性與

G.652A相同,但在1550nm的損耗系數(shù)更低,而且消除了1380nm附近的水吸收峰,可以工作在整個(gè)1360~1530nm波段;G.652D:屬性與G.652B光纖基本相同,而損耗性能與G.652C光纖相同,即系統(tǒng)可以工作在1360~1530nm波段。6061性能模場(chǎng)直徑(μm)截止波長(zhǎng)(nm)零色散波長(zhǎng)(nm)工作波長(zhǎng)(nm)損耗系數(shù)(dB/km)色散系數(shù)(ps/nm·km)1310nm1310nm1550nm1310nm1550nm要求值8.3≤127015501550≤0.45≤0.25-180G.653光纖又稱為色散位移光纖(DSF),將在λ=1310nm附近的零色散點(diǎn),移至1550nm波長(zhǎng)處,使其在λ=1550nm波長(zhǎng)處的損耗系數(shù)和色散系數(shù)均很小。主要用于單信道長(zhǎng)距離海底或陸地通信干線,其缺點(diǎn)是不適合波分復(fù)用系統(tǒng)。G.653光纖的性能指標(biāo)與要求62性能模場(chǎng)直徑(μm)截止波長(zhǎng)(nm)零色散波長(zhǎng)(nm)工作波長(zhǎng)(nm)損耗系數(shù)(dB/km)色散系數(shù)(ps/nm·km)1310nm1310nm1550nm1310nm1550nm要求值10.5≤153013101550≤0.45≤0.200+18G.654光纖又稱為1550nm損耗最小光纖,它在λ=1550nm處損耗系數(shù)很小,α=0.2dB/km,光纖的彎曲性能好。主要用于無(wú)需插入有源器件的長(zhǎng)距離無(wú)再生海底光纜系統(tǒng)。其缺點(diǎn)是制造困難,價(jià)格貴。G.654光纖的性能指標(biāo)與要求63性能模場(chǎng)直徑(μm)截止波長(zhǎng)(nm)零色散波長(zhǎng)(nm)工作波長(zhǎng)(nm)損耗系數(shù)(dB/km)色散系數(shù)(ps/nm·km)1310nm1310nm1550nm1310nm1550nm要求值8~11≤14801540~15651540~1565≤0.5≤0.24-181≤|D|≤4G.655光纖稱為非零色散位移光纖(NZDSF)。G.655光纖在1550nm波長(zhǎng)處有一低的色散(但不是最小),能有效抑制“四波混頻”等非線性現(xiàn)象。適用于速率高于10Gb/s的使用光纖放大器的波分復(fù)用系統(tǒng)。G.655光纖的性能指標(biāo)與要求G.655光纖G.655A:支持200GHz及其以上間隔的DWDM系統(tǒng)在C波段的應(yīng)用;G.655B:支持以10Gbit/s為基礎(chǔ)的100GHz及其以下間隔的DWDM系統(tǒng)在C和L波段的應(yīng)用;G.655C:能滿足100GHz及其以下間隔DWDM系統(tǒng)在C、L

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