第二章 光纤和光缆

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1、第二章光纤和光缆第2章光纤和光缆图表图2.1.1实用光纤的结构、折射率分布和在纤芯内的传输路径图2.1.2渐变型（GI）多模光纤减小模间色散的原理19第二章光纤和光缆图2.1.3光纤预制棒制造和拉丝装置示意图（a）不同入射角的光线（b）的光线图2.2.1光纤传输条件图2.2.2光线以法线和斜射入射时在纤芯内以不同的路经传输19第二章光纤和光缆（数字表示光线反射的次数）(a)（HE11）电力线和磁力线在光纤波导中的分布（b）与光纤轴垂直的横截面的电场分布（c）与光纤轴垂直的横截面的强度分布图2.2.3阶跃光纤

2、各模的电场分布图2.2.4几种LP模的归一化传输常数与归一化频率V的关系，随着V的增加，光纤传输的模式也增加19第二章光纤和光缆图2.2.5归一化模场半径w/a与V参数的关系图2.2.6LP01模（HE11模）和LP11的归一化光功率分布19第二章光纤和光缆图2.3.1单模光纤衰减谱图2.3.2典型光纤衰减谱图2.3.5模式色散在多模光纤中，不同模式的光信号在光纤中传输的群速度不同，引起到达光纤末端的时间延迟不同，经光电探测后各模式混合使输出光生电流脉冲相对于输入脉冲展宽Dt19第二章光纤和光缆图2.3.6

3、色散引起单模光纤输出脉冲展宽Dt图2.3.7典型单模光纤的色散系数图2.3.8标准光纤、色散移位光纤、非零色散移位光纤、色散平坦光纤和色散补偿光纤的色散特性图中用灰色线也画出标准单模光纤的衰减曲线图2.3.9几种单模光纤的结构和折射率分布19第二章光纤和光缆图2.3.10色散平坦光纤的色散系数和折射率分布图2.3.11偏振模色散假如纤芯折射率沿两个正交的方向（对应电场振荡方向，即偏振方向）具有不同的值，，导致和以不同的群速度在纤芯内传输，在输出端产生不同的时间延迟，使输出光脉冲展宽图2.3.12纤芯材料为的

4、单模光纤在不同芯径时的材料色散和波导色散系数19第二章光纤和光缆是波长均方根宽度，是色散引起的输出电脉冲展宽图2.3.13数字光纤系统和光纤色散使输出脉冲展宽是均方根展宽，是均方根色散图2.3.14高斯输出光脉冲和允许两个连续输出光脉冲互相搭接的程度19第二章光纤和光缆图2.3.15传输模拟信号的光纤线路及光纤的传输特性图2.3.15四波混频产生了新的频率分量图2.3.16在光纤近端四波混频影响最大，在远端由于衰减和传输延迟的不同影响减小表2.4.1通信光纤的工作窗口初始波段扩展波段短波段常规波段长波段超长

5、波段工作波段OESCLU工作波长/nm1260~13601360~14601460~15301530~15661566~16251625~167519第二章光纤和光缆图2.4.1光纤的损耗谱和工作窗口表2.4.2标准光纤、色散移位光纤、非零色散移位光纤和色散补偿光纤的比较标准光纤（G.652）色散移位光纤（DSF）（G.653）非零色散移位光纤（NZ-DSF）（G.655）色散补偿光纤零色散波长1.3mm附近1.55mm附近在1.525mm或1.585mm附近在1.7mm以上1.55mm色散值D色散值较大（

6、17~20）ps/（nm×km）色散值很小±3.5ps/（nm×km）色散值小±（2~3）ps/（nm×km）负色散值大-（70~200）ps/（nm×km）色散斜率S0.09ps/（nm2×km）0.075ps/（nm2×km）~0.1ps/（nm2×km）-0.15ps/（nm2×km）模场直径（mm）9~107~8.38.4±0.65衰减衰减大0.35dB/km衰减较大0.215dB/km（敷设后）衰减中等0.21dB/km衰减大0.3～0.5dB/km表2.4.3色散补偿光纤在1550nm波长的主要

7、参数类型[%]损耗dB/km有效芯径面积mm2色散ps/（km×nm）色散斜率ps/（km2×nm）品质指数Mps/（nm×dB）（为真波光纤设计）（为低斜率NZ-DSF设计）A1.60.3019-87-0.712901.6´10-47.4´10-5B2.20.5015-145-1.342901.3´10-46.4´10-519第二章光纤和光缆图2.4.2DCF模块的色散和损耗特性19第二章光纤和光缆表2.5.1成缆G.651多模光纤典型特性折射率分布纤芯直径/mm包层直径/mm纤芯不圆度包层不圆度同心度误

8、差数值孔径衰减/dB/km色度色散/ps/（nm×km）850nm1300nm850nm1300nmGI50±6%125±2.4%<6%<2%<6%0.18~0.24（±0.02）4～60.8～1£120£6带宽´距离=（20~100）MHz×km表2.5.2成缆单模光纤典型特性项目G.652G.653G.654G.655全波光纤特征常规单模光纤色散移位光纤1.55mm衰减最小非零色散移位光纤无水峰光纤纤芯材料和