光纤的色散与非线性效应ppt

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《光纤色散》PPT课件

《光纤色散》PPT课件
石英光纤中,从原材料上看1.55μm段的传输损耗 最小(约0.2dB/km)。
D()cdd22cdd22
D()为色散系数,单位是ps/nm/km。
对于谱线宽度为的光源,波导色散产生的 总时延 差为 = ·D()(ps)
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20
单模光纤色散波谱特性曲线
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21
传输使用的三种不同类型的单模光纤
G.652单模光纤(NDSF)
非色散位移单模光纤,也称为常规单模光纤
G.653单模光纤(DSF) DSF:DispersionShifted Fiber
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3
对色散有4种表示方法:
1.单位长度上的群延时差,即在单位长度上 模式最先到达终点和最后到达终点的时间差。
2. 用输出与输入脉冲宽度均方根之比表示。
3.用光纤的冲激响应经傅氏变换得到的频率 响应的3dB带宽表示。
4.用单位长度的单位波长间隔内的平均群延 时差来表示。
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4
光纤的色散
波导色散和材料色散都是模式的本身色散,也 称模内色散。对于多模光纤,既有模式色散,又 有模内色散,但主要以模式色散为主。而单模光 纤不存在模式色散,只有材料色散和波导色散, 由于波导色散比材料色散小很多,通常可以忽略。
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19
材料色散:不同波长的光 ,折射率不同。 波导色散:不同波长的光,传播常数不同。
对于谱线宽度为Δλ的光波,经过长度为L的光纤后,由材料色
散引起的时延差为c Nhomakorabea LC
d2n
d2
该式也可写成 c m
式中,C = 3×108m/s,是真空中的光速,
—是光源的谱线宽度
波导色散
波导色散是由于波导结构参数与波长有关而产生 的色散(同一模式的光,其传播常数β随λ变化而引 起的色散)。取决于波导尺寸和纤芯包层的相对折 射率差。

第5章-光纤光学ppt课件光纤的特征参数与测试技术

第5章-光纤光学ppt课件光纤的特征参数与测试技术
对于 1 Gbps速率的光脉冲,脉宽约为 1 ns. 如果脉冲展宽 达到脉宽的20%,则系统将不能工作。上述情形显然不适 合于1 Gbps速率,因为脉冲展宽已经达到100%;但是对 于 155 Mbps速率系统没有问题,因为 其脉冲宽度为 6.5 ns,20%的展宽为1300ps。
如果采用线宽为 300 MHz的DFB激光器,在1 Gbps 调制 速率下光谱被展宽 2 GHz,即光源谱宽为2,300 MHz 或 .02 nm (1500 nm波长). 则传输10 公里距离,色散脉冲展 宽值为 : D = 17ps/nm/km × .02 nm × 10 km = 3.4 ps
显然这种情形下, 1 Gbps速率光通信系统没有任何问题。
课堂测验(7)
1. 哪些因素限制光通信传输距离? 2. 一光纤长220公里,已知光纤损耗为0.3dB/km,当输出光功率
为2.5 mW时,输入光功率为多少? 3. 为什么光纤在1.55μm的波长损耗比1.3μm波长小? 4. 光纤的损耗能否降为零?为什么? 5. 三角形折射率分布光纤与平方率折射率分布光纤哪种波导色散
光纤的损耗
§5.1.1 光纤材料的吸收损耗
光纤的损耗谱
不断拓展的光纤窗口波长
2004年
7
§5.1.2 散射损耗
特点:不可能消除的损耗
散射损耗
特点:非线性散射
产生新的频率分量
散射
机理: 光
新光波长+声子
§ 5.1.3 光纤的弯曲损耗
物理机制
光纤发生弯曲
全反射条件破坏
约束能力下降
导摸转化为辐射摸
大?为什么? 6. 简述光纤中三种色散的机理。在什么条件下光纤的色散为零?
习题:5.4~5.11

光纤的色散与非线性效应-文档资料

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Polarisation Mode Dispersion (PMD)
• There is usually a very slight difference in RI for each polarisation. It can be a source of dispersion, usually less than .5 ps/nm/km. • The effect is to cause a circular or elliptical polarisation to form as the signal travels along the fibre. • Dispersion resulting from the birefringent properties of fibre is called “Polarisation Mode Dispersion” (PMD).
Waveguide Dispersion
• The shape (profile) of the fibre has a very significant effect on the group velocity. This is because the amount that the fields overlap between core and cladding depends strongly on the wavelength. The longer the wavelength the further the the electromagnetic wave extends into the cladding. • since a greater proportion of the wave at shorter wavelengths is confined within the core, the shorter wavelengths “see” a higher RI than do longer wavelengths. Therefore shorter wavelengths tend to travel more slowly than longer ones.

非线性效应及举例ppt课件

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非线性效应及举例
非线性效应及举例
非线性效应是指强光作用下由于介质的非线性极化而产生的效应, 包括光学谐波,倍频,受激啦曼散射,双光子吸收,饱和吸收,自聚焦, 自散焦等。 光纤传输的非线性效应 在光通信系统中,光纤传输的衰耗和色散与光纤长度呈线性变化的, 呈线性效应。增加入纤光功率可以在增加传输距离的同时保持足够大的 OSNR。实践表明这会造成各种各样的非线性问题。通常情况下,玻璃材 料中的非线性效应非常微弱。但是当光信号在光纤中传输时,由于光纤 的芯径非常小,致使光纤中光信号的功率密度很高。 光纤中的非线性效应包括:①散射效应、②源于克尔效应的那些非 线性效应,包括自相位调制(SPM)、交叉相位调制(XPM)和四波混频 (FWM)等。SPM是某光信道激发的光纤非线性折射率对该信道本身产 生的附加相位调制,XPM和FWM是某个信道受邻近信道的非线性干扰。 这些效应是造成传输代价的主要原因。 非线性效应一般在WDM系统上和长跨距系统上反映较多,因需采用 EDFA进行放大补偿,在放大光功率的同时,也使光纤中的非线性效应大 大增加,成为影响系统性能,限制中继距离的主要因数之一。
自相位调制SPM


即光纤中激光强度的变化导致光纤折射率的变化,引起光信号自 身的相位调整,这种效应叫做自相位调制SPM 。 由于折射率对光强存在依赖关系,在光脉冲持续时间内折射率发 生变化,脉冲峰值的相位对于前、后沿来说均是延迟的,这种相 移随着传输距离的增加而积累起来,达到一定距离后显示出相当 大的相位调制,从而使光谱展宽导致脉冲展宽,这就称为自相位 调制SPM。 光脉冲的频谱展 vs 光谱展宽。 一般情况下,自相位调制SPM 效应只在超长系统中表现比较明显, 同时在色散大的光纤中也表现比较明显,所以,采用G.653、 G.655光纤,且将信道设置在零色散区附近,有利于减小自相位 调制效应,对于使用G.652 光纤,且长度小于1000km的系统,可 以在适当的间隔进行色散补偿的方法来控制自相位调制SPM 效应。

《光纤的非线性》课件

《光纤的非线性》课件
超快光纤非线性现象的研究
随着超快激光技术的发展,超快光纤非线性现象成为新的研究领域,如飞秒脉冲在光纤 中的传输和演化等。
光纤非线性的多物理场耦合研究
光纤中的非线性效应与温度、压力、电磁场等多种物理场存在耦合作用,深入研究这些 耦合作用有助于更好地理解和应用光纤非线性效应。
05
光纤非线性的实验研究
实验设备与环境
光纤非线性在光传感中的应用案例
光纤传感器
光纤的非线性效应可以用于实现光纤传感,通过测量光纤中光的非线性效应来 检测温度、压力、磁场等物理量,提高光纤传感器的灵敏度和精度。
光干涉仪
利用光纤的非线性效应,可以实现光干涉仪的干涉条纹移动和调制,提高光干 涉仪的测量精度和稳定性。
感谢观看
THANKS
02
当光在光纤中传输时,如果光强度足够高,会使光 纤的折射率发生变化,从而产生非线性效应。
03
光纤非线性是光纤通信系统中的重要问题,它会对 信号传输产生影响。
光纤非线性的产生原因
光强度的变化
当光强度足够高时,光纤中的电子受到激发,导 致折射率发生变化,从而产生非线性效应。
光纤结构
光纤的结构也会影响非线性效应的产生,例如光 纤的芯径、折射率等参数。
四波混频
总结词
四波混频是一种光纤非线性现象,它发生在多个不同频率的光波在光纤中传播时相互作用的情况。
详细描述
当多个不同频率的光波在光纤中传播时,它们之间会发生相互作用,导致光波的频率发生变化。这种 频率变化通常表现为产生新的频率分量,即四波混频。这种现象在强光作用下尤为明显,对光纤通信 系统性能产生重要影响。
光纤非线性机制的研究
研究者们通过理论和实验研究,深入了解了光纤 中非线性机制的物理本质,包括非线性折射率、 非线性耦合等。

光通信技术基础 光纤光缆 的讲解PPT课件

光通信技术基础 光纤光缆 的讲解PPT课件

数值孔径
c
o
1
2
3
3 2
qC l
L
θ
y q1
1
z x 纤芯n1
包层n2
接收锥
NA表示光纤接收和传输光的能力,NA(或θc)越大,光 纤接收光的能力越强,从光源到光纤的耦合效率越高。
NA越大, 纤芯对光能量的束缚越强,光纤抗弯曲性 能越好; 但NA越大,经光纤传输后产生的信号畸变越大。
35
数值孔径:NA,导模,最大角度(可逆性) 是光纤能接收光辐射角度范围的参数,是表征
本章的重点: 光纤具有何种结构 光在光纤中如何传播 光纤的常用术语 光在光纤中传输信号衰减的主要机制。 dBm的计算,对通信用光纤的衰减有量级概念 光纤衰减的测量方法 光在光纤中传输信号,色散是如何影响传输的。
光纤的非线性效应有哪些,它们对通信的影响有一个概 念性的了解 光纤的简单分类(单模分类):了解652光纤的零色散 点以及1550的色散值,653光纤和655光纤的色散特点 和名称,以及他们的应用环境。对656和657光纤有简 单的了解。 光纤是由什么材料制造的,光纤是如何制造的
(
x)
s
(
x)
dx
R(z):反射系数 P(z):光到达待测点z处的功率 α s(x):背向散射光的单位长度衰减系数 α i(x):光信号沿正向传播时单位长度损耗系数 Pi:输入功率
典型测量曲线
a段:由于耦合设备和光纤前端面引起的菲涅尔反射脉冲 b段:光脉冲沿具有均匀特性的光纤段传播时的背向散射曲线 c段:光纤的高损耗区,焊点等 d段:光纤活动连接、裂痕(或气泡) e段:光纤终端引起的反射损耗
测量特点: 基准测试法,属于破坏性测量,测量精度高,误差可
低于0.1dB 剪断法光纤损耗测量系统框图

《光纤的色散》PPT课件

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•3. 单模光纤的色散
a) 、色散系数
单模光纤中只有主模式传输,总色散包括材料色散、波导色散 和折射率剖面色散的波长色散,还有归入模式色散的偏振模色散。 如果光纤的双折射参量很小,则波长色散是主要的。
单模光纤的波长色散用D(λ)度量,即单位波长间隔的两个频率 成分在光纤中传播1km时所产生的群时延差,工程中称D(λ)为色散 系数,定义为
正常 色散
反常 色散
b) 、波导色散
由于光纤的纤芯与包层的折射率差很小,因此在交界面产生全 反射时,就可能有一部分光进入包层之内。这部分光在包层内传输 一定距离后,又可能回到纤芯中继续传输。
进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关,这就相当于光传 输路径长度随光波波长的不同而异。把有一定波谱宽度的光源发出 的光脉冲射入光纤后,由于不同波长的光传输路径不完全相同,所 以到达终点的时间也不相同,从而出现脉冲展宽。
上述三类波长色散效应产生的传播时延差与光信号的 谱宽成正比,所在光源本身起决定性作用的条件下,减 小波长色散影响的最有效措施是采用窄线宽的光源。。
2) 、模式色散
模式色散是由于光纤不同模式在同一波长下传播速度 不同,使传播时延不同而产生的色散。这种色散的机理 与波长色散不同,它与光信号的谱宽没有关系,仅由传 播模式间相位常数的差异导致色散效应。
光信号的频谱宽度决定于光源的线宽和调制信号的 频谱。在大多数情况下,光纤通信系统主要采用光源为L ED和LD,此时光信号的谱宽主要取决于光源的线宽。但 对于高速率的传输系统,一般采用DFB激光器作为光源 ,这时信号谱宽几乎完全决定了光信号的谱宽。
光信号在光纤中以群速度传播,群速度定义为光载波 的角频率对相位常数的微分,即
p 2
L
即总的偏振模色散与光纤长度的平方根成正比,这是与实际测

《光纤色散》课件

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Nhomakorabea分类
光纤色散分为色散模和波长色散。在光纤中, 有两种产生色散的主要原因:模式色散和材料
光纤色散的影响
1
降低传输速度
2
脉冲扩散导致传输速度下降,需要进
行补偿,否则会降低传输的可靠性和
质量。
3
浪费带宽
因为脉冲扩散,信号就不再能正确地 传播,从而浪费了带宽。
失真的信号
色散会导致信号形状变得模糊,从而 夹杂着噪音,使传输变得更加容易受 到干扰。
新型补偿技术的探索
通过光子晶体光纤、非线 性抗色散光纤等新型补偿 技术,提高光纤色散的补 偿效果。
2
增加传输距离
可以利用分散补偿技术等来扩大传输距离。
3
提高传输质量
可以通过自适应光纤色散补偿技术等来提高传输质量。
未来光纤色散的发展方向
基于人工智能的控制 系统
通过人工智能提高光纤色 散补偿的效果,使色散补 偿更加智能化。
新型材料的研究
通过研究新型材料和不同 形态的纤芯等,降低或消 除波长色散和模式色散。
实验室中的光纤色散测量方法
频域方法
将信号传输到光频域,再分析频域波形,根据信 号的变形程度来计算色散。可以使用光谱分析仪 来进行计算。
时域方法
信号被分析为各个时刻的波形,从而得到一个时 序图。可以使用奥托卡尔曼滤波器等算法来进行 计算。
光纤色散在通信领域的应用
1
测量光纤长度
通过光纤中的色散特征,可以精确地测量出光纤的长度。
光纤色散
在本课程中,我们会探讨光纤色散的定义、分类、对光信号传输的影响,以 及实验室中的测量方法和未来的发展方向。
什么是光纤色散?
定义
光纤色散是指出现在光纤中的信号延迟不同而 导致脉冲扩散的现象。

《光纤的传输特性》PPT课件

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5
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非本征吸收
原材料将在光纤的制造过程中引入杂质,带来较 强的非本征吸收。有害杂质主要有过渡金属离子, 如铁、钴、镍、铜、锰、铬等金属离子和OH-。
OH-吸收峰
6
解决方法: (1)对制造光纤的材料进 行严格的化学提纯,比 如材料达到 99.9999999%的纯度 (2)制造工艺上改进,如 避免使用氢氧焰加热(汽 相轴向沉积法)
0.26
因此可以算出在1320 nm处, 波导色散为:
D w()n c2Vdd 2(V V 2)b1.9
24
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标准单模光纤总的模内色散
一般来说材料色散的影响大于波导色散: |Dm| > |Dw|
DDmDw
1320
25
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模间色散
多模光纤中不同导模具有不同的传播路径和速度导致了 模间色散。
导致的后果: 造成能量辐射损耗
低阶模功率耦合到高阶模
高阶模功率损耗
减小微弯的一种办法是在光纤外面一层弹性保护套
12
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宏弯和微弯对损耗的附加影响
基本损耗 宏弯损耗
微弯 损耗
光纤弯曲带来额外损耗
V2 an1 2n2 21/22 aNA
增加,V减少
13
弯曲损耗随模场直径增加显著增加
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27
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PMD 对传输的影响
28
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色散对传输带宽的影响:宽谱光源
比较大的时候,单模光纤带宽:
BSMF1 /T 41D /4L GH z
例:考虑一个工作在1550 nm的系统,光源谱宽为15 nm,使用 标准单模光纤D = 17 ps/km·nm,那么系统带宽和距离乘积:

光纤色散精品PPT课件

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单模光纤总色散导致的脉冲展宽为:
t mat w PMD [Dmat () Dw ()]L DPMD L (9)
光纤色散补偿技术
色散是光纤的一种重要的光学特性,它引起光脉冲的展宽,严重限制了光纤 的传输容量。对于在长途干线上实际使用的单模光纤,起主要作用的是色度色散, 在高速传输时偏振模色散也是不可忽视的因素。随着脉冲在光纤中传输,脉冲的 宽度被展宽,劣化的程度随数据速率的平方增大,因而对色散补偿的研究是一项 极有意义的课题。
谢谢 观赏
1
d d
0
1 Vg
为群速度色散的倒数
2
d 2 d2
0
为群速度色散(GVD)
3
d 3 d3
为三阶色散
0
戻り
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More麦克斯韦方程出发,得到光脉冲振幅 A 在时域中的表达式为:
A(z, t)
1
2
A(0,
)eit
exp[(
i 2
2
A2
1 6
3
A3
)
z]d
(1)
为了简化计算,我们忽略三阶色散,并且只考虑单模光纤下情况。那么 上式包络在z处的脉冲持续时间可以写成半峰宽度(FHWM)的形式,即
光纤色散
主要内容
• 历史背景及发展现状 • 色散的基本概念、原理和分类 • 色散补偿技术研究
历史背景及发展现状
数据业务爆炸式增长 单信道速率正向40Gbit/s,甚至更高速率发展 影响光纤通信系统的因素
622M
2.5G

《光纤的色散》课件

《光纤的色散》课件

多模光纤的色散特性
1
升级成本低
2
相对于单模光纤,多模光纤的升
级成本较低,更适合大规模应用。
3
色散模小
多模光纤由于模式的相互作用, 色散模相对较小,使其更适合传 输高速数据。
传输距离短
多模光纤的色散效应会随着传输 距离的增加而加剧,限制了其传 输距离。
影响光纤色散的因素
光波频率
光波的频率对色散的影 响较大,高频率光波的 色散效应更明显。
结论和要点
• 光纤的色散是光信号在光纤中传输时的频率扩散现象。 • 光纤色散有不同的类型,包括材料色散、波导色散和偏振模色散。 • 单模光纤和多模光纤的色散特性和应用有所不同。 • 影响光纤色散的因素包括光波频率、光纤长度和光纤结构。 • 光纤色散在通信领域、光纤传感器和科学研究中有着广响色 散的程度,较长的光纤 会有更大的色散效应。
光纤结构
不同类型的光纤结构对 色散的影响也不同,如 单模光纤和多模光纤。
光纤色散的应用
1 通信领域
光纤色散可以用于增 加光纤传输的带宽和 距离。
2 光纤传感器
利用光纤色散的特性 可以制造各种类型的 光纤传感器。
3 科学研究
光纤色散的研究在光 学领域具有重要的科 学价值。
《光纤的色散》PPT课件
本课件将讨论光纤的色散现象,包括不同类型的色散、单模光纤和多模光纤 的色散特性,以及影响光纤色散的因素。
什么是光纤的色散
1 定义
光纤的色散是光信号在光纤中传输时,由于折射率的变化而引起的频率扩散。
2 类型
光纤的色散可以分为色散波长短和色散速度快慢的两种类型。
几种不同的色散类型
材料色散
由于不同材料的折射率随波 长变化的不同而引起的频率 扩散。

光纤的色散与非线性效应精品文档

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• A narrow spectral width laser might produce only one line with a linewidth of 300 MHz. Modulating it at 1 Gbps will add 2 GHz. 2,300 MHz is just less than .02 nm (at 1500 nm). So now:
• In many cases we can't have DSF because the fibre we must use is already installed.
• four-wave mixing effectively prohibit the use of DSF.
Dispersion Compensating Fibre
• in a typical single-mode fibre using a laser with a spectral width of 6 nm over a distance of 10 km : Dispersion = 17ps/nm/km × 6 nm × 10 km = 1020 ps
结论: 不适用于10Gb/s以上速率传输,但可应用于
2.5Gb/s以下速率的DWDM。
G.653单模光纤(DSF)
低损耗 零色散 小有效面积 长距离、单信道超高速EDFA系统
四波混频(FWM)是主要的问题,不利于DWDM技术
结论: 适用于10Gb/s以上速率单信道传输,但不适
用于 DWDM应用,处于被市场淘汰的现状。
• since a greater proportion of the wave at shorter wavelengths is confined within the core, the shorter wavelengths “see” a higher RI than do longer wavelengths. Therefore shorter wavelengths tend to travel more slowly than longer ones.
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Dispersion Shifted Fibre
• dispersion shifted fibre is designed with a dispersion zero point at around 1550 nm. • However, it is not always possible or indeed desirable: • In many cases we can't have DSF because the fibre we must use is already installed. • four-wave mixing effectively prohibit the use of DSF.
是未来大容量传输,DWDM系统用光纤的理想选择。
三种光纤色散情况比较
普通光纤(SMF) 非色散位移光纤(NDSF,G.652) 已有光纤的>95% 18
正常色散区
DWDM 波长范围
反常色散区
色散 0 ps/nmkm 1310nm 波长 1550nm 色散位移光纤(DSF,G.653) 非零色散位移光纤(NZDSF,G.655)
Polarisation Mode Dispersion (PMD)
• There is usually a very slight difference in RI for each polarisation. It can be a source of dispersion, usually less than .5 ps/nm/km. • The effect is to cause a circular or elliptical polarisation to form as the signal travels along the fibre. • Dispersion resulting from the birefringent properties of fibre is called “Polarisation Mode Dispersion” (PMD).
Calculating Dispersion
• in a typical single-mode fibre using a laser with a spectral width of 6 nm over a distance of 10 km : Dispersion = 17ps/nm/km × 6 nm × 10 km = 1020 ps • At 1 Gbps a pulse is 1 ns long. So the system would not work. (20% is a good guideline for the acceptable limit.) But it would probably work quite well at a data rate of 155 Mbps (a pulse length of 6.5 ns). • A narrow spectral width laser might produce only one line with a linewidth of 300 MHz. Modulating it at 1 Gbps will add 2 GHz. 2,300 MHz is just less than .02 nm (at 1500 nm). So now: • Dispersion = 17ps/nm/km × .02 nm × 10 km = 3.4 ps
Principle
• This spectral inversion is pபைடு நூலகம்rformed by a process called “optical phase conjugation”. Devices that change the wavelength using either 4-Wave Mixing or Difference requency Generation invert the spectrum as a biproduct of their wavelength conversion function. These can be used as spectral inverters if we can tolerate the wavelength shift involved.
色散补偿技术
• • • • • 控制光源线宽 色散位移光纤 色散补偿光纤 中途谱反转 啁啾光纤光栅
Control of Spectral Width
• Simple FP laser: over 5 nm; • External cavity DBR laser: < .01 nm • Modulation adds to the bandwidth of the signal, by twice the highest frequency present in the modulating signal (1 Gbps, .04 nm)! • Using more complex signal coding rather than simple OOK. • Using WDM(a 2.5 Gbps signal has 1/4 of the problem with dispersion as a 10 Gbps signal).
G.655单模光纤(NZ-DSF)
在1530-1565nm窗口有较低的损耗 工作窗口较低的色散,一定的色散抑制了非线性效应( 四波混频)的发生。 可以有正的或负的色散——海底传输系统
正色散SPM效应压缩脉冲,负色散SPM效应展宽脉冲。 为DWDM系统的应用而设计的
结论:
适用于10Gb/s以上速率DWDM传输,
Dispersion Compensating Fibre
Balancing Dispersion on a Link
DCF存在的问题
高损耗(0.5dB/km) 小截面积(DCF: 20mm2 G-652: 80mm2 ), 比 标准光纤的非线性系数高 2-4个数量级 非线性阈值低3-6dB 较大的色散斜率(DCF:-15 ~ -20 ps/nm2/km;G-652: 0.09ps/ nm2/km). 短波长过补偿,长波长欠补偿。
光纤的色散与非线性效应
光纤的色散
随着脉冲在光纤中传输,脉冲的宽度被展宽
模间色散(Mode Dispersion) 色度色散(Cromatic Dispersion) 偏振色散(Polarization Mode Dispersion)
劣化的程度随数据速率的平方增大
决定了电中继器之间的距离
色散对传输的限制
结论: 不适用于10Gb/s以上速率传输,但可应用于 2.5Gb/s以下速率的DWDM。
G.653单模光纤(DSF)
低损耗 零色散 小有效面积 长距离、单信道超高速EDFA系统 四波混频(FWM)是主要的问题,不利于DWDM技术
结论:
适用于 10Gb/s 以上速率单信道传输,但不适 用于 DWDM应用,处于被市场淘汰的现状。
Waveguide Dispersion
• The shape (profile) of the fibre has a very significant effect on the group velocity. This is because the amount that the fields overlap between core and cladding depends strongly on the wavelength. The longer the wavelength the further the the electromagnetic wave extends into the cladding. • since a greater proportion of the wave at shorter wavelengths is confined within the core, the shorter wavelengths “see” a higher RI than do longer wavelengths. Therefore shorter wavelengths tend to travel more slowly than longer ones.
10000
1000 600km
100
小色散光纤-理论上 小色散光纤-实际上 传统光纤-理论上 传统光纤-实际上
10
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
调制速率(Gbps)
Material (Chromatic) Dispersion
• This is caused by the fact that the refractive index of the glass we are using varies (slightly) with the wavelength. Some wavelengths therefore have higher group velocities and so travel faster than others. Since every pulse consists of a range of wavelengths it will spread out to some degree during its travel.
Group Velocity Dispersion” (GVD)
• Normal Dispersion Regime :the long wavelengths travel faster than the short ones! Thus after travelling on a fibre wavelengths at the red end of the pulse spectrum will arrive first. This is called a positive chirp! • Anomalous Dispersion Regime: the short wavelengths (blue end of the spectrum) travel faster than the long wavelengths (red end). After travel on a fibre the shorter wavelengths will arrive first. This is considered a negative chirp.
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