光网络通信技术

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1、２－２、光脉冲在光纤中的传输的数学模型和物理含义光纤的简单介绍光通信在光光通信在光谱中的位置谱中的位置紫外红外可见光⇐⇒光通信400nm700nm1310nm1550nm波长λ670nm780nm激光笔CD唱碟机光纤的构成构成光纤的材料是石英纤维（SiO2）;光纤由内芯和包层组成，芯的折射率略大于包层，利用光在内芯的折射或在芯与包层界面上的全反射实现光的传播。•突变折射率型多模光纤（SIF）：纤芯直径＝50～60μm，光线以折射形状沿纤芯轴线方向传播，存在多条路径，并有较大的时延差，因而信号畸变大。n2nSIF1光纤的构

2、成•渐变折射率型多模光纤（GIF）：纤芯直径＝50μm，光线以曲线形状沿纤芯轴线方向传播，各条路径时延差较小，因而信号畸变较小。nGIF1光纤的构成单模光纤（SMF）：纤芯很细，直径约10μm，光线以直线形状沿纤芯轴线方向传播，只有一种传播模式，信号畸变很小。n2n1SMF传输使用的三种不同类型的单模光纤传输使用的三种不同类型的单模光纤G.652G.652单模光纤（单模光纤（NDSFNDSF））G.653G.653单模光纤（单模光纤（DSFDSF））G.655G.655单模光纤（单模光纤（NZNZ--DSFDSF））常规

3、G.655大有效面积G.655G.652的色散限制了系统向高速率发展G.653由于四波混频，限制了WDM系统应用，局限了未来网络的发展G.655升级方式灵活，代表着光纤发展方向同时解决了色散受限和四波混频问题大有效面积光纤代表了新一代的G.655光纤三种光纤的性能TypesG.652G.653G.654G.655Modefielddiameter9~10μm7~8.3μm10.5μm8~11μmFibercut-offwavelength1100~1280nm-1350~1600nm1470nmCablecut-offw

4、avelength<1270或1260nm<1270nm<1530nm1480nmZerodispersionλ1300~1324nm1500~1600nm-1530~1565nmZerodispersionslope≤0.093ps/(nm2•km)≤0.085ps/(nm2•km)-≤0.093ps/(nm2•km)Maxdispersion(1)<3.5ps/(nm•km)-<3.5ps/(nm•km)-Maxdispersion(2)<20ps/(nm•km)<3.5ps/(nm•km)<20ps/(nm•km)

5、0.1~6ps/(nm•km)Claddingdiameter125±2μm125±2μm125±2μm125±2μmTypicalattenuation(1)0.3~0.4dB/km---Typicalattenuation(2)0.15~0.25dB/km0.19~0.25dB/km0.15~0.19dB/km≤0.25dB/km1550nmbend<1dB<0.5dB-<0.5dBOperatingwavelength1310和1550nm1550nm1550nm1550nm•G.651：GIF型光纤，适用于中小容

6、量和中短距离；•G.652：常规单模光纤，第一代SMF，在波长1.31μm处色散为零，传输距离只受损耗限制，适用于大容量传输；•G.653：色散移位光纤，第二代SMF，在波长1.55μm色散为零，损耗小，适用于大容量长距离传输•G.654：1.55μm损耗最小的SMF，1.31μm处色散为零；•G.655：非零色散光纤，是新一代的SMF，适用于波分复用系统，提供更大的传输容量。光纤的衰减谱光纤损耗因素：1、光纤的吸收损耗。2、光纤的散射损耗。光纤损耗谱特性3、波导散射。4、光纤弯曲产生的辐射损耗2.5第一传输窗口OH离子

7、吸收峰第二传输窗口(dB/km)第三传输窗口损耗红外吸收瑞利散射0.2紫外吸收85013001550波长(nm)各种光纤的率减和色散G.652&G.6540.6200.5EDFA10频带G.6530.400.3-10(dB/km)G.6550.2(ps/nm.km)衰减-200.1色散1100120013001400150016001700波长(nm)输入脉冲输出脉冲+Disp光纤传输特性•三个低损耗窗口：•（1）0.85μm附近，损耗2~4dB/km;（2）1.31μm附近，损耗0.5dB/km;•（3）1.55μm附

8、近，损耗0.2dB/km。•色散（Dispersion）：一般包括材料色散、模式色散、波导色散等，引起接收的信号脉冲展宽，从而限制了信息传输速率。•中继器间距受损耗限制和色散限制。•色散限制用距离带宽积（Mbps·km）表示。三类光纤中SMF最高，GIF次之S最低色散对传输的限制色散对传输的限制10000100060