新工科光纖通信課件C2-光纖傳輸原理

光纖通信Optics-fibercommunication新工科第2章 光纖傳輸理論與特性2009年10月7日，高錕獲得了諾貝爾獎，他的獲獎理由是：“Forgroundbreakingachievementsconcerningthetransmissionoflightinfibersforopticalcommunication”。第2章 光纖傳輸理論與特性2.1光纖 2.2光纖傳輸?shù)牟▌永碚?2.3光纖的傳輸特性 2.4多模光纖 2.5單模光纖 2.6光纖的非線性效應 2.7光纖的制作 2.8光纜 2.1光纖2.1.1光纖的結構 2.1.2數(shù)值孔徑 2.1.1光纖的結構光纖是纖芯和包層組成的同心圓柱形細纖維絲纖芯和包層由透明的石英玻璃（SiO2）介質組成，纖芯（fibercore）的折射率n1比包層（cladding）的折射率n2大，能引導光的傳播。包層外面是涂覆層，用來增加韌性，保護光纖不易折斷。這種結構的光纖稱為裸光纖。單模光纖的纖芯直徑是8～10um、包層直徑是125um、涂覆層直徑是250um。多模光纖的纖芯直徑是50/62.5um、包層直徑是125um、涂覆層直徑是250um。階躍型光纖（SIF，StepIndexFiber）2.1.2數(shù)值孔徑1.可接收角度光纖中有子午線和斜光線兩類射線可以傳播子午光線是經過光纖軸心線的子午平面內的光線射線；斜光線是入射光線與光纖軸心線不相交的光線射線，沿一條類似于螺旋形的路徑傳播。光在光纖里面?zhèn)鞑?，不同路徑的光波，將以不同的相位到達纖芯和包層界面，光波在纖芯和包層界面發(fā)生全反射，光波在反射時，也會發(fā)生相位移動，只有那些在同一等相位面上各點同相的波，才能不斷反射并傳播下去?？山邮战嵌仁侵腹饩€限制的一個錐形區(qū)域里面，光就可以耦合到光纖里面，在纖芯和包層界面發(fā)生全反射；如果超出了這個角度范圍，接收進去的光線會發(fā)生部分折射，在一個子午平面內，把對應的這個角度叫做可接收角度。臨界入射角臨界傳播角可接收角度滿足【例2-1】已知硅光纖n1=1.468，n2=1.444；塑料光纖n1=1.495，n2=1.402，試計算硅光纖和塑料光纖的可接收角度？解：根據(jù)（2-4）式，計算可得硅光纖可接收角度=30°，塑料光纖可接收角度=56°。塑料光纖更容易接收到光。但由于塑料光纖的損耗比較大，實際應用的相對較少。2數(shù)值孔徑（NA，Numericalaperture）光纖的數(shù)值孔徑表示光纖接收入射光的能力。NA越大，則光纖接收光的能力也越強。纖芯和包層的折射率的差值稱為絕對折射率差相對折射率差可表示為數(shù)值孔徑【例2-2】已知硅光纖n1=1.468，n2=1.444，塑料光纖n1=1.492，n2=1.417，試計算硅光纖和塑料光纖的數(shù)值孔徑？解：根據(jù)（2-4）式，計算可得硅光纖塑料光纖

不同的光纖，其NA的值不同。NA是一個無量綱的數(shù)，通常NA的數(shù)值在0.14～0.5范圍之內。

光纖的數(shù)值孔徑NA越大，外部光源發(fā)送的光線就越容易被耦合到該光纖中。

數(shù)值孔徑是可以測量的，可用專門的儀器測量，相比之下，光纖的折射率就不容易精確測量。所以，在光纖產品的技術資料中，能找到數(shù)值孔徑NA的值，但并沒有光纖纖芯和包層折射率的值。2.2光纖傳輸?shù)牟▌永碚?/p>

2.2.1麥克斯韋方程組和波動方程 2.2.2階躍光纖的矢量模式 2.2.3階躍光纖的線性偏振模式 通過麥克斯韋方程，可以推導出光纖傳輸?shù)牟▌臃匠?，用波動理論分析光的傳播。通常有兩種方法求解光的波動方程：矢量解法和標量解法。矢量解法是一種嚴格的傳統(tǒng)解法，求滿足邊界條件的波動方程的解，這種方法比較煩瑣，所得結果也比較復雜。目前實用的光纖幾乎都可以看成是弱導波光纖，對于這種弱導波光纖，可以尋求一些近似解法，使問題得到簡化。2.2.1麥克斯韋方程組和波動方程電磁波是由同相振蕩且互相垂直的電場與磁場在空間中以波的形式傳播通過麥克斯韋方程，可以推導出光纖傳輸?shù)牟▌臃匠?，用波動理論分析光的傳播。微分形式的麥克斯韋方程組

麥克斯韋方程雖然是一階微分方程組，但它們是耦合方程，即一個方程中含有兩個未知數(shù)，求解邊界條件問題時不太方便。因此在實際應用時，通過數(shù)學推導，需要進一步轉化為各自獨立的方程。

電磁場矢量的波動方程2.2.2階躍光纖的矢量模式1.波動方程正弦交變電磁場的亥姆霍茲方程根據(jù)麥克斯韋方程，只要知道了z方向的電磁場分量，就能夠計算其他方向的分量。圓柱坐標下分析得到的模式場，可與邊界形狀（圓）一致，稱為矢量模。電磁場的z分量的亥姆霍茲方程2.階躍光纖中的波動方程運用分離變量法求解（2-24a）方程式假設光纖中位置z的電場有如下形式的解

滿足的波動方程為這就是貝塞爾（Bessel）的微分方程，分析光纖中電磁場的分布，最終歸結為求解貝塞爾方程的解。引入無量綱參數(shù)u、w和Vu稱為橫向傳輸常數(shù)；w稱為橫向衰減常數(shù)；V是光纖歸一化頻率，是光纖的重要參數(shù)。u和w決定纖芯和包層橫向，r方向電磁場的分布。β決定z方向電磁場分布和傳輸性質，是縱向傳輸常數(shù)。利用這三個無量綱參數(shù)，可得到兩個貝塞爾方程（0≤r≤a）

（r＞a）纖芯中的場強分布為貝塞爾函數(shù)，包層中的場強分布為修正貝塞爾函數(shù)。光能量主要在纖芯中傳輸，在r=0時，電磁場為有限實數(shù)，在包層中，光能量沿徑向r迅速衰減，當r趨于無窮時，電磁場消失為零。m=0、1、2階貝塞爾函數(shù)m=0、1、2階修正的貝塞爾函數(shù)用MATLAB軟件，在計算機上畫出：m階貝塞爾函數(shù)m階修正貝塞爾函數(shù)電磁場強度的切向分量在纖芯包層交界面連續(xù)，利用此邊界條件，導出β滿足的特征方程如下這是一個超越方程，又稱特征方程。此方程看上去有點復雜，包括很多參數(shù)m、a、l、n1、n2和b，但仔細觀察，就會發(fā)現(xiàn)其中u與w通過其定義式與b相聯(lián)系；m是確定貝塞爾函數(shù)的參變量，m取不同的值，表示光纖不同的模式。對于確定的光源和光纖，n1、n2、a和l給定時，該方程是關于b的一個超越方程。對于確定的參數(shù)，可求出u、w和V的值，進一步可求出b的值。3.模式分類光纖結構參數(shù)給定的情況下，光纖中電磁場模式的分布是固定的。每一條曲線都相應于一個導模。每一條曲線表示一個傳輸模式的β隨V的變化，平行于縱軸的豎線與色散曲線的交點數(shù)就是光纖中允許存在的導模數(shù)，由交點縱坐標可求出相應導模的傳播常數(shù)β。橫坐標V稱為歸一化頻率波動方程的有許多特征解，這些特征解可進行排序，每個特征解稱為一個模式，即一種電磁場的分布形式稱為一個模式。(1)當m=0時電磁場可分為兩類，橫電模TE和橫磁模TM。在傳輸方向無電場的模式稱為橫電模TE傳輸方向無磁場的模式稱為橫磁模TM方程第一個根即n=1時，u=2.4048，此時，TE01模截止；方程第二個根即n=2時，u=5.5201，此時，TE02模截止。模式截止時，V=u，V稱為歸一化截止頻率。(2)當m>0時光纖的模式是混合模HEmn和EHmn。電磁場六個分量都存在，這些模式稱為混合模。HEmn,EHmn下標m是貝塞爾函數(shù)的階數(shù)，稱為方位角模數(shù)，它表示在纖芯沿方位角繞一圈電場變化的周期數(shù)。下標n是貝塞爾函數(shù)的根按從小到大排列的序數(shù)，稱為徑向模數(shù)，它表示從纖芯中心（r=0）到纖芯與包層交界面（r=a）電場變化的半周期數(shù)。方程第一個根即n=1時，u=0，是HE11模的截止頻率；方程第二個根即n=2時，u=3.8317，是HE12模的截止頻率。HE11模的截止頻率為0，其他模式截止時，HE11模還能傳輸，所以稱為基模。TE01和TM01模截止頻率是V＜2.4048，當Vc＜2.4048時，在光纖中只存在HE11模傳輸，其它導模均截止，這種條件下，把光纖稱為單模光纖。HE11、TE01、TM01、HE21這四個低階模式的橫向電場在光纖纖芯截面的分布圖2.2.3階躍光纖的線性偏振模式對于弱導光纖β滿足的本征方程可以簡化為用直角坐標系代替圓柱坐標系，使電磁場由6個分量簡化為4個分量，得到Ey、Hx、Ez、Hz或與之正交的Ex、Hy、Ez、Hz，這些模式稱為線偏振（LinearlyPolarized）模，并記為LPmn。利用商業(yè)軟件，比如COMSOLMultiphysics等數(shù)值仿真軟件，很容易計算出光纖傳播模式的電磁場分布圖，感興趣的讀者，可試著計算光纖其他模式的電磁場分布圖。2.3光纖的傳輸特性2.3.1光纖的損耗 2.3.2光纖的帶寬和脈沖響應2.3.1光纖的損耗(1)彎曲損耗彎曲損耗是指光纖軸線彎曲時，將有部分光線從纖芯滲入包層和護層，甚至透過保護層而逸出而造成光散射損失，彎曲損耗包括宏彎損耗和微彎損耗。(2)吸收損耗光波在光纖中傳輸時，部分光被光材料吸收而轉換為熱能，這種衰減現(xiàn)象叫做吸收損耗。(3)散射損耗光纖中傳導的光在不均勻點變更其傳播方向，這種現(xiàn)象稱為光的散射，由此產生的損耗為散射損耗。利用光纖的后向散射特性，可以用來測量光纖長度和損耗。測試設備光時域反射計（OTDR）就是根據(jù)光的后向散射與菲涅耳反射原理制作的。光纖衰減的光譜特性光纖有幾個衰減比較小的透光窗口（windows）。在850nm波長附近，損耗約為2dB/km；在1310nm波長附近，損耗為0.5dB/km；在1550nm波長附近，損耗可降至0.2dB/km我們把這幾個波長叫做光纖的透光窗口。光纖的衰減定義為輸出光功率與輸入光功率的比值，常使用dB做單位，衰減表示為光功率也可用dBm表示，其與mW的換算如下光纖的衰減特性還有另外一種描述形式，衰減常數(shù)單位是1/km【例2-3】在某一光纖通信系統(tǒng)中，發(fā)送器功率0dBm，接收器靈敏度－20dBm，如果使用衰減為0.5dB/km的單模光纖，計算該光纖鏈路的最大的傳輸距離？解：根據(jù)題意，最大傳輸距離【討論與創(chuàng)新】想一想家里的電視機遙控器，離電視機的距離最遠為多少米時，電視機接收端還能接收到遙控器發(fā)出的信號？這雖然是一個簡單的題目，但是整個通信的過程和光纖通信的過程非常類似。2.3.2光纖的帶寬和脈沖響應

1.光纖的脈沖響應在時域范圍內，常用均方根帶寬和半功率帶寬來描述光纖的帶寬。脈沖的半功率全帶寬（FWHM）定義為脈沖功率減小峰值功率的一半時所對應的時間寬度實際工作中，人們經常使用均方根帶寬來描述光纖的傳輸特性。一方面在時域內進行測量比在頻域內測量更加方便可行；另一方面光纖的均方根帶寬與數(shù)字光纖通信理論有著更密切的關系，因為它能直接和其傳輸?shù)墓饷}沖的均方根脈寬發(fā)生聯(lián)系。

信號通過光纖后產生的脈沖均方根帶寬脈沖的半功率帶寬和均方根帶寬的關系在實踐中，脈沖均方根帶寬不易直接測得，而半功率帶寬容易測量，通過上式，可計算均方根帶寬的值。值越小，表示脈沖能量集中，值越大，表示脈沖能量分散。2.光纖頻率響應在被測光纖上輸入一個單色光，并對它進行強度調制，改變調制頻率，觀察光纖的輸出光功率與調制頻率的關系，從而得到光纖的頻率響應。工程上近似計算帶寬以上帶寬指的是光功率信號3dB光帶寬，但接收機輸出電信號是以電壓或電流來度量的，有時測光電流更方便，因此還常用電功率的傳輸系數(shù)降低一半來定義帶寬。本質上，－3dB光帶寬和－6dB電帶寬是一樣的，2.4多模光纖

2.4.1模式色散 2.4.2如何解決模式色散？ 2.4.3多模光纖的類型 2.4.1模式色散1.多模光纖的模式色散光纖的模式依賴于光纖的材料特性和幾何特性，嚴格按照光纖中心軸線傳播的模式是零級模式，按照臨界傳播角傳播的模式是最高級的模式。模式數(shù)量計算公式如下：階躍光纖模式數(shù)量漸變光纖模式數(shù)量通常情況下，光纖通信中，激光器發(fā)光表示邏輯“1”，不發(fā)光表示邏輯“0”。當光源發(fā)出一個光脈沖，耦合到光纖以后，光纖的每一個模式攜帶了這個光脈沖的一部分脈沖能量。雖然不同模式傳播速度是相同的，但由于它們的傳播路徑不一樣，因此不同模式攜帶的光脈沖到達接收端的時間不同，也就是說，在光纖的輸出端，接收器接收到的光脈沖的時間寬度增加了。這種光脈沖在光纖中以不同的傳播角傳播，由模式結構造成的脈沖展寬稱為光纖的模式色散，也叫模間色散。2．脈沖展寬的計算【例2-4】已知階躍光纖NA=0.275，n1=1.487，在傳輸距離L=5km的光纖上，模式色散引起的脈沖展寬等于多少?在傳輸距離1km的光纖上，光脈沖展寬是多少？解：已知，NA=0.275，n1=1.487，L=5km代入可得=84.76ns/km脈沖展寬將引起脈沖的重疊3.比特率【思考】如何提高比特率？引入下一節(jié)內容。2.4.2如何解決模式色散？

1.漸變型光纖漸變型光纖（GIF，GradedIndexFiber），纖芯中心的折射率最大，沿徑向往外逐步變小，最后達到包層的折射率漸變型光纖的纖芯具有不同折射率，光纖的纖芯實際是由一層一層之間有細微的折射率變化的薄層組成的。光在漸變型光纖中傳輸，光在纖芯每兩層的分界面皆會產生折射現(xiàn)象，由于外層總比內層的折射率要小一些，所以每經過一個分界面，光線向軸心方向的彎曲就厲害一些，就這樣一直到了纖芯與包層的分界面。2.漸變光纖脈沖展寬【例2-5】漸變型光纖群折射率N1=1.47，相對折射率差Δ=1.7%，光纖長度L=5km，計算模式色散引起的脈沖展寬是多少？計算此光纖的比特率是多少？解：根據(jù)公式可得單位長度的脈沖展寬=0.18ns/km比特率BR=5.68Gb/s比較階躍光纖和漸變光纖的色散，可知漸變光纖的模式色散較小，但制作漸變光纖時，對光纖折射率平滑漸變的要求較高。2.4.3多模光纖的類型

多模光纖用OM（Opticalmulti-mode）表示，OM即光模式，表示光纖等級的標準，不同等級的多模光纖傳輸?shù)膸捄妥畲缶嚯x不同。自上世紀90年代以太網開始普及，多模光纖在短距離的應用場景包括商業(yè)樓宇和數(shù)據(jù)中心得到了大規(guī)模的應用。多模光纖從第一代的OM1發(fā)展到今天的第五代的OM5。OM1指850/1300nm滿注入帶寬在200/500以上，62.5um芯徑多模光纖；芯徑和數(shù)值孔徑較大，具有較強的集光能力和抗彎曲特性；OM2指850/1300nm滿注入帶寬在500/500以上，50um芯徑多模光纖；芯徑和數(shù)值孔徑都比較小，有效地降低了多模光纖的模色散，使帶寬顯著增大，制作成本也降低1/3；OM3是850nm激光優(yōu)化的50um芯徑多模光纖，在采用850nmVCSEL的10Gb/s以太網中，光纖傳輸距離可達到300m；與OM1、OM2相比，OM3具有更高的傳輸速率及帶寬，所以稱為優(yōu)化型多模光纖或萬兆多模光纖；OM4是OM3多模光纖的升級版，有效帶寬比OM3多一倍以上，光纖傳輸距離可以達到550m。OM5是寬帶多模光纖。為了支持新出現(xiàn)的SWDM4短波分復用和BiDi雙工雙波長應用。傳統(tǒng)的OM3、OM4光纖主要在850nm波長上工作，OM5光纖能夠支持850～950nm之間4個波長，因此OM5光纖傳輸40/100/200G以太網只需要兩芯光纖。OM5光纖同時支持400G以太網。【問題調研】多模光纖應用的多嗎？2.5單模光纖

2.5.1單模光纖的特性2.5.2單模光纖的色散 2.5.3單模光纖的色散補償 2.5.4偏振模色散與保偏光纖 2.5.5單模光纖的類型 2.5.6G.652單模光纖產品 2.5.1單模光纖的特性1.單模光纖模場直徑模場直徑（MFD，ModeFieldDiameter），用來表征在單模光纖的纖芯區(qū)域基模（HE11）光的分布狀態(tài)?；Ｔ诶w芯區(qū)域軸心線處光強最大，并隨著偏離軸心線的距離增大而逐漸減弱，即近似高斯分布，也就是說場強的分布符合高斯模型。即當光功率減小至0.135時，對應的光束截面半徑稱為模場的半徑。2.單模光纖的截止波長當V值小于2.405時，只有HE11一個模式存在，HE11即為基模，因此，單模光纖傳輸條件為

≤2.4052.5.2單模光纖的色散單模光纖的色散包括材料色散、波導色散和偏振模色散。材料色散是指與輸入波長有關的脈沖展寬，波導色散是指波導結構、相對折射率差等原因有關的脈沖展寬，材料色散和波導色散也統(tǒng)稱為色度色散。1.材料色散光信號脈沖中不同波長分量的傳播路徑是相同的，但傳播速度不同，從而引起脈沖展寬，稱為材料色散。電磁波表達式中相位兩邊求導可得相位上任意一點，相對參考軸的運動速度，即相速度群速度群折射率所有信息信號和能量的的傳播是以群速度而不是相速度來傳播的。脈沖群延時光脈沖群時延差定義材料色散系數(shù)2.波導色散由于光纖的結構、相對折射率差等多方面的原因，光纖中有一部分光會進入包層內傳播，光能量的大小與光波長有關，其速度要比在纖芯中傳播快，這種由于波導結構引起的脈沖展寬稱為波導色散。3.工程中單模光纖色散的計算光纖的材料色散系數(shù)對于零色散波長附近的色散系數(shù)工程上，常用下式計算材料色散4.總色散的計算單模光纖材料色散是正值，光纖波導色散是負值，5.比特率-距離積為了更清晰的理解光纖的容量，我們也用比特率-距離積來表示光纖帶寬【例2-6】已知有零色散波長是1310nm的光纖，色散系數(shù)當光源譜線寬度=1nm，計算：（1）在傳輸距離1km的光纖上，比特率是多少？（2）在傳輸距離100km的光纖上，比特率是多少？（3）該光纖的最大比特率-距離積是多少？解：己知光源譜線寬度=1nm，光纖長度L=5km。根據(jù)公式，計算得，L=1km，比特率BR=125Gb/sL=100km，比特率BR=1.25Gb/s該光纖的最大比特率-距離積是=125Gb/s·km這個例子說明：一個光纖系統(tǒng)的比特率-距離乘積約是125Gb/s·km，代表這個系統(tǒng)在100km內的信號比特率可以到1.25Gb/s，而如果距離縮短至1公里時，比特率則可以增加100倍，達到125Gb/s。從系統(tǒng)的角度來看，光纖色散與光纖的長度呈正比，即光纖色散是具有累積性質的，因而光通信系統(tǒng)設計上存在著有光纖色散決定的傳輸距離限制，對于長距離的應用，必須對色散進行控制和管理。2.5.3單模光纖的色散補償色散補償光纖（DCF，DispersionCompensatingFiber）是一種具有較大負色散系數(shù)和負色散斜率的特殊光纖，色散補償光纖是一種特制的光纖，其色度色散為負值，恰好與G.652光纖相反，可以抵消G.652常規(guī)色散的影響，即可使總鏈路色散值接近于零。【例2-7】現(xiàn)有100km的傳統(tǒng)單模光纖，特性如表2-4，G.652單模光纖特性參數(shù)。當工作波長是1560nm，用DCF進行色度色散補償，DCF的色散系數(shù)是問需要多長的色散補償光纖?解：單模光纖色散系數(shù)

=18色散補償光纖長度【思考】還有沒有其他色散補償方法？2.5.4偏振模色散與保偏光纖在實際應用中，光纖會受到機械應力變得不對稱，產生雙折射現(xiàn)象，當線偏振光沿光纖的一個特征軸傳輸時，另一個線偏振光則在與之垂直的特征軸方向傳輸，用歸一化雙折射參量定量描述光纖中雙折射現(xiàn)象，雙折射率參量雙折射拍長是指兩個正交的LP01模在光纖中傳播時產生2

相位差的長度。拍長越長光纖的雙折射越弱，拍長越短光纖的雙折射越強。偏振模色散（PMD，PolarizationModeDispersion）是指輸入光脈沖激勵的兩個正交的偏振模式之間的群速度不同而引起的色散，即光纖偏振特性的改變而造成的脈沖變寬。對于單模光纖，假設長度100km，查閱表2-4，可得偏振模色散系數(shù)，代入（2-91）式，可得偏振模色散2ps。偏振模色散雖然很小，對于低速的光纖通信，可以忽略其影響，但對于傳輸速率超過10G的光纖通信系統(tǒng)，卻是一個不能回避的問題。通過設計，光纖的材料色散可減小為零，但偏振模色散不能減小為零?！舅伎肌科衲Ｉ⒃趺崔k？保偏光纖（PMF，Polarization-maintenancefibers）能夠保證線偏振方向不變，光纖的設計中故意引入大的雙折射，光纖具有快軸、慢軸。若入射光的偏振方向與光纖的快軸或慢軸一致，則光在傳輸過程中其偏振態(tài)保持不變，2.5.5單模光纖的類型1.傳統(tǒng)的光纖G.652G.652光纖是1310nm波長性能最佳的單模光纖，它同時具有1550nm和1310nm兩個窗口。零色散點位于1310nm窗口，而最小衰減窗口位于1550nm窗口。

2.色散移位光纖G.653G.653色散移位光纖（DSF，Dispersionshiftedfiber），第二代單模光纖，其特點是在波長1550nm色散為零，損耗較小。衰減目前一般在0.19～0.25dB/km。3.截止波長位移單模光纖G.654（低衰減光纖）G.654的正式名稱為截止波長位移光纖，但普通稱為低衰減光纖。G.654光纖在1.3μm波長區(qū)域的色散為零，但在1550nm波長區(qū)域色散較大，約為17～20ps/(nm·km)，ITU把這種光纖規(guī)范為G.654。這種光纖的優(yōu)點是在1550nm工作波長衰減系數(shù)極小，其彎曲性能好。4.非零色散偏移光纖G.655G.655非零色散光纖（NZ-DSF，NoneZeroDispersionshiftfiber），一種改進的色散移位光纖G.655光纖通過設計光纖折射率剖面，使零色散點移到1550nm窗口，5.寬帶非零色散光纖G.656（色散平坦光纖）G.656是寬帶光傳送的非零色散光纖，也稱為低斜率非零色散位移光纖，在1460～1624nm波長范圍具有大于非零值的正色散系數(shù)值，能有效抑制密集波分復用系統(tǒng)的非線性效應。6.接入網用彎曲衰減不敏感單模光纖G.657（耐彎光纖）2006年12月，ITU-T第十五工作組通過了一個新的光纖標準，即G.657，名稱為“用于接入網的低彎曲損耗敏感單模光纖和光纜特性”。根據(jù)G.657標準，光纖的彎曲半徑可達5～10mm，其彎曲半徑可實現(xiàn)常規(guī)的G.652光纖的彎曲半徑的1/4～1/2。2.6光纖的非線性效應在很強的光場作用下，光纖折射率隨入射光場強變化1.自相位調制自相位調制（SPM）的產生是由于本信道光功率引起的折射率非線性變化，這一非線性折射率引起與脈沖強度成正比的相移2.交叉相位調制交叉相位調制（XPM）的產生是由于外信道光功率引起的折射率非線性變化，信道光信號產生的非線性相移不僅取決于其自身的強度或功率，也取決于其他信道信號功率3.四波混頻由于非線性效應，光纖中同時傳送的不同波長的光波發(fā)生相互作用，會產生新頻率分量的信號。4.受激布里淵散射受激布里淵散射（SBS）是由于光子受到聲學聲子的散射所產生的，形成斯托克斯波與反斯托克斯波。5.受激拉曼散射當強光信號輸入光纖后，就會引發(fā)介質中分子振動，這些分子振動對入射光調制