光纤技术的发展及其在神华煤制油工程上的应用

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1、北京交通大学硕士学位论文光纤技术的发展及其在神华煤制油工程上的应用姓名：王先贵申请学位级别：硕士专业：电子与通信工程指导教师：孙强20060901i!重銮望奎堂三堡堕主童些兰垡堡苎AbstractWiththerapidgrowthofopticalfibernetworks，thetechnologiesofopticalfibershasbecomemoreandmoreimportant．Photoniccrystalfiberisanewtypeoffiber，whichwillgreatlyinflue

2、ncethedevelopmentofopticalcommunications．Inthispaper，thetraditionalfibersareanalyzed．andthecharacteristicsandapplicationprospectofphotoniccrystalfiberarealsodiscussedandevaluated．[Keywords]opticalfiber：network：photoniccrystalfiber：opticalcommunications北京交通大学工

3、程硕士专业学位论文引言光纤是光纤通信系统中最基础的传输物理媒质，随着密集波分复用(DWDM)技术、掺铒光纤放大器(EDFA)技术和光时分复用(OTDM)技术的发展和成熟，光纤通信技术正向着超高速、大容量通信系统发展，并且逐步向光网络演进。采用OTDM和波分复用(WDM)相结合的试验系统，容量可达几个太比特每秒或更高。在如此高速率的DWDM系统中，开发敷设新一代光纤已成为构筑下一代电信网的重要基础。这就对光纤技术提出了更高的要求。新一代光纤，在光传输性能方面，应具有所需要的色散斜率，大有效面积、低的偏振膜色散，以克

4、服光纤的色散和非线性效应等问题。在20世纪30年代，曾有人提出这样的观点：“总有一天光通信会取代微波通信而成为通信界的主流”。该观点反映出光纤通信技术在未来通信中的重要性。今天，光通信技术已经成熟，光纤通信已是各种通信网的主要传输方式，光纤通信在信息高速公路建设中扮演着至关重要的角色，欧美等发达国家已经把光纤通信上升到了国家发展的战略地位。现在光纤的使用已不只限于陆地，已广泛敷设到了各大洋海底，连接着众多国家和地区，这些海底光缆使得全球通信变得非常简单快捷。现在不少发达国家又把光缆敷设到办公楼和住宅前，正在逐步实

5、现光纤到办公室、光纤到家庭。光纤通信技术之所以发展这样迅速，除了人们日益增长的信息传输和交换的需要外，更主要的是由光纤通信本身所具有的优点决定的。北京交通大学工程硕士专业学位论文第一章传统光纤性能分析光纤的损耗很低，这和光纤的生产技术和工艺水平以及对光纤本质的研究是分不开的。目前，石英光纤的最低损耗已能轻易地达到0．2dB／krn以下。光纤的低损耗使通信无中继传输距离大大增加。目前，单模光纤的最大无中继距离可达上百公里，比同轴电缆长几十倍，比铜线长上百倍，如果再使用光纤放大器的话，则可以直通上万公里。相信，在不久

6、的将来，对光纤损耗的研究会有更新的突破，人们梦寐以求的长距离无中继通信将会变为现实。1单模光纤单摸光纤的纤芯很细(芯径—般为6一10pm)，常用的单模光纤为8pm／125um，9pm／125pm，10pm／125pm，适用于远程通信。单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即要求谱宽窄，稳定性好。在1．311-Im波长处，单模光纤的材料色散和波导色散分别为正色散和负色散，大小也正好相等，因此在1．3111m波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1．31um处正好是光纤的一个低损耗窗口，因此。1．3

7、lum波长区就成了光纤通信的一个很好的工作窗口。1．3lpm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟(ITU-T)在G．652建议中确定的，因此这种光纤又称．G．652光纤。传统单模光纤在1．55um波长区，虽然损耗较低，但由于色散大，仍会给高速光通信系统造成严重影响。为了使光纤较好地工作在1．55pm处，人们设计出一种新的光纤，叫色散位移光纤(DSF)，使光纤的零色散点从L31Itm处移到1．55“m附近。这种光纤又称为L55um零色散单模北京交通大学工程硕士专业学位论文光纤，ITU-T将其命名为G．653。G．

8、653光纤是单信道、超高速传输的极好的传输介质。现在这种光纤已用于通信干线网，特别是用于海缆通信类的高速率、长中继距离的光纤通信系统中。虽然G．653光纤对于单信道、超高速光通信系统是很理想的传输介质，但当它用于DWDM传输时，会产生非线形效应，从而对传输的光信号产生干扰。特别是色散为零波长附近，干扰尤为严重。为了解决这一问题，人们又研制了一种新的非零色散位移光纤—G．6