大学本科课件---光纤通信原理第4章 光纤和光缆.ppt

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1、第4章光纤和光缆§4.1单模光纤及其应用§4.2光纤的选择§4.3光纤的温度特性和机械特性§4.4光缆的结构和种类§4.1单模光纤及其应用G.651标准多模光纤G.652标准单模光纤G.653色散移位光纤G.654衰减最小光纤G.655非零色散光纤全波光纤色散补偿光纤单模光纤的种类：G.652标准单模光纤标准单模光纤是指零色散波长在1.3m窗口的单模光纤，国际电信联盟(ITU-T)把这种光纤规范为G.652光纤。这属于第一代单模光纤。其特点是当工作波长在1.3m时，光纤色散很小，系统的传输距离只受一个因素，即光纤衰减所限制。G.652光纤在1.3m波段的损耗较大，

2、约为0.3~0.4dB/km；在1.55m波段的损耗较小，约为0.2~0.25dB/km。色散在1.3m波段为3.5ps/nmkm，在1.55m波段较大，约为20ps/nmkm。这种光纤可支持用于在1.55m波段的2.5Gb/s的干线系统，但由于色散较大，若传输10Gb/s的信号，传输距离超过50km时，就要求使用价格昂贵的色散补偿模块。另外，由于色散补偿模块的使用，增加了线路损耗，缩短了中继距离，不适用于DWDM系统。G.652标准单模光纤G.653色散移位光纤G.652光纤的最大缺点是低衰减和零色散不在同一工作波长上，这不仅使工程应用受到一定的限制，而

3、且在1.3m的光纤放大器开发应用之前，使不经过光-电转换过程的全光通信无法实现。G.653是在80年代中期开发成功的第二代单模光纤。它是一种将零色散波长从1.3m移到1.55m的色散移位光纤(DSF,Dispersion-ShiftedFiber)。ITU把这种光纤的规范为G.653。光纤的色散特性0.5000.3751700波长(nm)色散0102030-10-3.5ps/(nmkm-90色散补偿光纤色散标准光纤衰减15001600非零色散移位光纤色散色散平坦光纤1300标准光纤色散0.0000.2500.1251400衰减(dB/km)色散移位光纤色散.)G.

4、654衰减最小光纤ITU将一种衰减最小的光纤规范为G.654光纤。它是一种可应用于1.55m波长的纯石英芯单模光纤，能够满足海底光缆长距离通信的需求。在1.55m波长附近衰减最小，仅为0.185dB/km。在1.3m波长区域色散为零，但在1.55m波长区域色散较大，约为17~20ps/(nmkm)。由色散移位光纤到非零色散光纤色散移位光纤在1.55m色散为零，不利于多信道的WDM传输，因为当复用的信道数较多时，信道间距较小，这时就会发生一种称为四波混频(FWM，FourWaveMixing)的非线性光学效应，这种效应使两个或三个传输波长混合，产生新的、有害的

5、频率分量，导致信道间发生串扰。如果光纤线路的色散为零，FWM的干扰就会十分严重；如果有微量色散，FWM干扰反而还会减小。针对这一现象，科学家们研制了一种新型光纤，即非零色散光纤(NZ-DSF)。G.655非零色散光纤非零色散光纤实质上是一种改进的色散移位光纤。其零色散波长不在1.55m，而是在1.525m或1.585m处。在光纤制作过程中，适当控制掺杂剂的量，使它大到足以抑制高密度波分复用系统中的四波混频，小到足以允许单信道数据速率达到10Gb/s，而不需要色散补偿。消除了色散效应和四波混频效应；而标准光纤和色散移位光纤都只能克服这两种缺陷中的一种；非零色散光纤综

6、合了标准光纤和色散移位光纤最好的传输特性，既能用于新的陆上网络，又可对现有系统进行升级改造，它特别适合于高密度WDM系统的传输，所以非零色散光纤是新一代光纤通信系统的最佳传输介质。G.655非零色散光纤的特点非零色散光纤举例AT&T研制的真波光纤(TrueWaveTM)美国康宁玻璃公司开发的叶状光纤(LeafFiber)阿尔卡特的特锐光纤(TeraLightTM)国内长飞公司的大保实光纤等全波光纤（1360~1460nm波段就是E波段(Extendedwavelengthband)，它位于O波段和S波段之间。120014001600衰减波长0.10.20.30.5170

7、0150013000.40.6窗口O全波光纤去掉了的水峰SCLUE(dB/km)(nm)1385nmO：OriginalwavelengthbandE：ExtendedwavelengthbandS：short-wavelengthbandC：ConventionalwavelengthbandL：Long-wavelengthbandU：Ultralongwavelengthband全波光纤光纤制造商在1380nm波长附近，把OH离子浓度降到了10-8以下，消除了（1360~1460nm波段的损耗峰，使该波段的损耗也降低到0.3dB/k