《现代新型光纤》PPT课件.ppt

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1、提问1、光纤的色散有哪几种表示方法？2、光纤有哪几种色散类型？色散的计算方法是什么？3、为什么单模光纤比多模光纤的带宽要宽得多？4、三种色散类型的大小关系是什么？5、怎样由光纤的色散计算出光纤的带宽？6、为什么在低温条件下工作会增加光纤的损耗？1第四节现代新型光纤影响传输距离的因素主要有两个，其一是光纤损耗，其二是光纤色散。光纤损耗所限制的最长传输距离可通过光纤放大器得以继续延伸，但光纤色散对传输距离的限制限制不容忽视，尤其是在高速率、大容量信号传输时，色散的影响更为强烈。2目前，ITU－T已经在建议G.65

2、2、G.653、G.654、G.655和G.65x中分别定义了五种不同类型的单模光纤。一、标准单模光纤(G.652光纤)这种光纤就是我们目前广泛应用的常规单模光纤，称之为1310nm波长性能最佳的单模光纤，又称为色散未移位单模光纤。3这种光纤可适用于1310nm和1550nm窗口工作。1310nm波长工作时，理论色散值为零；在1550nm波长工作时，传输损耗最低。41.01.21.41.6-20246材料色散波导色散全色散波长(m)色散系数(ps/km•nm)SiO2单模光纤色散与光波长的关系5SiO2光

3、纤的损耗-波谱曲线6二、色散位移光纤(DSF)（G.653）目前常规的石英单模光纤有三个低损耗窗口即850nm，1310nm和1550nm，其中1550nm窗口损耗最低，而1310nm窗口具有零色散特性。如果在这种光纤上采用1550nm波长，虽然损耗最小，但色散很大(约17ps/nmkm)，直接影响到传输性能，因此必须重新设计一种新型光纤。7色散位移光纤(DSF)就是为将零色散点从1310nm移到1550nm处而设计的一种光纤，它可使工作于1550nm最低损耗波长点同时也具有零色散。目前采用的方法是通过改变

4、光纤的结构参数，加大波导色散值，从而移动零色散点达到修正色散的目的，实现1550nm处的低损耗与零色散。为达到零色散点移位的目的，目前采用的方法是设计新型的光纤剖面折射率分布。8色散位移光纤的色散9单模光纤的折射率分布形状1、单包层阶跃型DSF2、单包层渐变型DSF3、多包层型DSF10三、1550nm波长最低衰减光纤（G.654光纤）这种光纤是指1550nm波长损耗最小的光纤，它的设计重点是如何降低1550nm处的衰减，其零色散点仍然位于1310nm波长处。主要应用与需要很长再生段距离的海底光纤通信。11四

5、、非零色散光纤近几年为解决1550nm波长下采用EDFA以后出现的大容量实现问题，提出了密集波分复用(DWDM)技术。即在1550nm附近(1530～1560nm)，选用密集的多路光载波，各自受到不同信号的调制，然后汇集在一根光纤上通过EDFA实现大容量超长距离的传输，尤其是G.653光纤(DSF)在1550nm处优良性质是人们考虑的首选光纤。12但进一步的研究发现：DSF在单波长、长距离通信中具有很大的优越性。但当用于WDM系统时，在零色散波长区将出现严重的非线性问题，限制了WDM技术的应用，成为DSF(G

6、.653)的主要缺陷；从而引出了另一种新型光纤一非零色散光纤(NZDF)。13NZDF的工作原理为了容许在光纤上传播较大功率和多路波长，诞生了非零色散光纤(NZDF)。其特点是将DSF的零色散点进行了移动，使1540～1565nm范围内色散值保持在1.0～4.0ps/nmkm，避开了零色散区，但又保持了较小的色散值。而零色散点可设置在1550nm以下或以上的较短波长范围内(如1520nm或1570nm)。14五、色散补偿光纤(一)概述目前，光纤通信发展迅猛，业已安装了大量的G.652常规单模光纤。这种光纤虽

7、然在1310nm色散几乎为零，但损耗较大，虽然掺镨光纤放大器(PDFA)是工作在1310nm波长区，但该器件尚未成熟，价格昂贵。DSF对现有线路的升级和扩容无能为力。在这种情况下，如何解决常规光纤在1550nm波长下的色散问题已成当务之急，而色散补偿光纤(DCF)正好应运而生。15(二)色散补偿的基本原理色散补偿，又可称为光均衡，其基本原理是当光脉冲信号经长距离光纤传输后，由于色散效应而产生脉冲展宽或畸变，这时可用一段色散补偿光纤来修正，目的是消除展宽和畸变。例如：普通单模光纤的色散在1550nm波长工作区是

8、正色散值，因此，可以设计一段特殊的光纤使之在该波长区具有负的色散系数，而且其负色散系数很大，因此用很短的一段负色散光纤即可补偿几十千米的普通光纤所产生的色散，使在1550nm窗口也实现了无展宽的接收波形。这一段特殊光纤因其功能而称之为色散补偿光纤(DCF)。16DCF的主要特点是：①DCF可放在光纤线路中的任何位置上(仅受到EDFA和光接收机灵敏度的限制)，安装灵活方便。②DCF的色散补偿量可以控制