光纤的分类及比较(包括各种单模光纤的色散及衰减特性)
第四章-光纤简介
子午光线的传播
子午面：通过光纤中心 轴的任何平面。 子午线：位于子午面内 的光线。
n0
n2 n1
子午光线的入射光线、反射光线和分界面的法线三者均在子午面内。 要使光能完全限制在光纤内传输，则应使光线在纤芯－包层分界面上的 入射角 大于或等于临界角 0，即 n sin 0 ＝ 2 ， ≥ 0 ＝ arcsin [n2/n1] n
四 光纤器件
光纤耦合器
当两光纤纤芯相互充分靠近时，通过包层中消逝场的互相 渗透而产生光纤间能量的耦合，其中一部分变为传输模， 这就使得功率可以互易地从一根光纤转换到另一根光纤中 去，功率转移比由纤芯距离和相互作用长度决定。
制作光纤耦合器的方法：熔拉法和磨抛法
磨抛型单模光纤定向耦合器
光纤与光源的耦合
Mach-Zehnder 光纤滤波器
PZT 1 L + L 3
2
3dB耦合器
2、波导色散：由于某一传播模的群速度对于光的频率（或波长）不是常数， 同时光源的谱线又有一定的宽度，因而产生波导色散。
3、材料色散：由于光纤材料的折射率随入射光频率变化而产生的色散。
4、偏振模色散：一般的单模光纤中都同时存在两个正交模式。若光纤的结 构为完全的轴对称，则这两个正交偏振模在光纤中的传播 速度相同，即有相同的群延迟，故无色散。实际的光纤必 然会有一些轴的不对称，因而两正交模有不同的群延迟， 这种现象称之为偏振模色散。
a--纤芯半径，=1~ 10时，趋近阶跃型 r a 当» 当=1时，三角型（色散位移） r a 当=2时，平方律分布
相对折射率差
2 n12 n2 n1 n2 2 2n1 n1
在石英光纤中 n1 1.5
0.01
光纤几种分类区别和性能差异（必读）
光纤几种分类区别和性能差异（必读）目前光纤的分类方法大致有四种，即按套塑类型分类，按传播模式分类、按工作波长分类和光纤剖面折射率分布分类等。
此外按光纤的组成成份分类，除目前最常应用的石英光纤之外，还有塑料光纤与含氟光纤等。
一、按套塑类型分类──紧套光纤与松套光纤（一）紧套光纤所谓紧套光纤是指二次、三次涂敷层与予涂敷层及光纤的纤芯，包层等紧密地结合在一起的光纤。
目前此类光纤居多。
未经套塑的光纤，其衰耗──温度特性本是十分优良的，但经过套塑之后其温度特性下降。
这是因为套塑材料的膨胀系数比石英高得多，在低温时收缩较厉害，压迫光纤发生微弯曲，增加了光纤的衰耗。
（二）松套光纤所谓松套光纤是指，经过予涂敷后的光纤松散地放置在一塑料管之内，不再进行二次、三次涂敷。
松套光纤的制造工艺简单，其衰耗──温度特性与机械性能也比紧套光纤好，因此越来越受到人们的重视。
二、按传播模式分类──多模光纤与单模光纤传播模式概念：我们知道，光是一种频率极高（3×1014赫兹）的电磁波，当它在波导──光纤中传播时，根据波动光学理论和电磁场理论，需要用麦克斯韦式方程组来解9决其传播方面的问题。
而通过繁琐地求解麦氏方程组之后就会发现，当光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播，如TMmn 模、TEmn 模、HEmn 模等等（其中m、n=0、1、2、3、……）。
其中HE11模被称为基模，其余的皆称为高次模。
（一）多模光纤当光纤的几何尺寸（主要是纤芯直径d1）远远大于光波波长时（约1 微米），光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。
不同的传播模式会具有不同的传播速度与相位，因此经过长距离的传输之后会产生时延，导致光脉冲变宽。
这种现象叫做光纤的模式色散（又叫模间色散）。
计算多模光纤中传播模式数量的经典公式为NV=142，其中 V 为归一化频率。
例如当 V=38 时，多模光纤中会存在三百多种传播模式。
光纤的分类及比较(包括各种单模光纤的色散及衰减特性)
4 对各种单模光纤特性的比较
• G652 • G653 • G654 • G655
1 ）G652光纤又被称为标准单模光纤，这种光纤是目前应用在1310nm窗口的最广泛的零色散波长的单模光纤。
2）其特点是当工作波长在1310nm时，光纤的色散很小，约为3.5ps/nm*km,系统的传输距离基本上只受光纤衰减所限制；但在1550nm波段色散较大，约为20ps/nm*km。
1）G654光纤又称为非零色散光纤，这是一种改进的色散位移光纤，其零色散波长不在1550nm处，而在1525nm或1585nm处。 2）零色散光纤同时削减了色散效应和四波混频效应，所以非零色散光纤综合了标准单模光纤和色散位移光纤，有比较好的传输特性，特别适合于高密度的波分复用系统的传输。
G655
A(l) = 10lg p1 (dB)
p2
p1、p2分别为光纤注入端和输出端的光功率。 （ dB与dBm）
光纤损耗（衰减）的定义
若光纤是均匀的，则还可以用单位长 度的衰减即衰减系数α来表示：
a (l) = 1 A(l) = 1 10 lg p1 (dB / km)
L
L
p2
光脉冲注入光纤后，长距离传输后脉冲的宽 度被展宽
色散补偿技术
当前，发展比较成熟的、主流的色散补偿技术主要是采用色散补偿光纤（DCF）来进行色散补偿。其主要技术是在每个（或几个）光纤段的输入或输出端通过放置 DCF色散补偿模块（DCM），周期性地使光纤链路上累积的色散接近零，从而可以使单信道1550nm外调制光纤干线的色散得到较好的补偿。
因此，对于超长距离的光纤传输，现有的色散补偿技术可以相对较好的解决色散问题，对于超远距离的传输，其首要考虑的因素是光纤的衰减特性。
ps/nm·km
光纤的分类：单模、多模
光纤的分类光纤按光在其中的传输模式可分为单模和多模。
多模光纤的纤芯直径为50或62.5μm，包层外径125μm，表示为50/125μm或62.5/125μm。
单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外径125μm，表示为8.3/125μm。
故有62.5/125μm、50/125μm、9/125μm等不同种类。
光纤的工作波长有短波850nm、长波1310nm和1550nm。
光纤损耗一般是随波长增加而减小，850nm的损耗一般为2.5dB/km,1.31μm 的损耗一般为0.35dB/km，1.55μm的损耗一般为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。
由于OHˉ(水峰)的吸收作用，900~1300nm和1340nm~1520nm范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。
1、单模光纤单模光纤(SingleModeFiber)：单模光纤只有单一的传播路径，一般用于长距离传输，中心纤芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。
因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。
后来发现在1310nm波长处，单模光纤的总色散为零。
从光纤的损耗特性来看，1310nm正好是光纤的一个低损耗窗口。
这样，1310nm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。
1310nm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU-T在G652建议中确定的，因此这种光纤又称G652光纤。
900~1300nm和1340nm~1520nm范围内都有损耗高峰，该现象称为水峰。
目前美国康普公司提供的TeraSPEEDTM零水峰单模光缆，正解决了此问题，TeraSPEED系统通过消除了1400nm水峰的影响因素,从而为用户提供了更广泛的传输带宽,用户可以自由使用从1260nm到1620nm的所有波段,因此传输通道从以前的240增加到400，性能比传统单模光纤多50%的可用带宽，为将来升级为100G带宽的CWDM粗波分复用技术打下了坚实的基础，TeraSPEED解决方案为园区/城市级理想的主干光纤系统。
光纤的分类 特性 优缺点 详解
光纤的分类特性优缺点详解单模光纤：中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10μm），只能传一种模式的光。
因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。
多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或μm），可传多种模式的光。
但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。
传输距离较近，最多几公里。
我只是知道有单模和多模的，单模就是波长在1310NM上，多模就是850NM的，还有就是接口也不同，分LC ,SC ,FC，因本人专业知识有限,其他的是我在网上查找的！请参考！一，光纤的分类些特种光纤如晶体光纤并未列出光纤是光导纤维（OF：Optical Fiber）的简称。
但光通信系统中常常将Optical Fibe（光纤）又简化为Fiber，例如：光纤放大器（Fiber Amplifier）或光纤干线（Fiber Backbone）等等。
有人忽略了Fiber虽有纤维的含义，但在光系统中却是指光纤而言的。
因此，有些光产品的说明中，把fiber直译成“纤维”，显然是不可取的。
光纤实际是指由透明材料作成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料作成的包层所被覆，并将射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤芯中传播前进的媒体。
光纤的种类很多，根据用途不同，所需要的功能和性能也有所差异。
但对于有线电视和通信用的光纤，其设计和制造的原则基本相同，诸如：①损耗小；②有一定带宽且色散小；③接线容易；④易于成统；⑤可靠性高；⑥制造比较简单；⑦价廉等。
光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的，兹将各种分类举例如下。
（1）工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（、、）。
（2）折射率分布：阶跃（SI）型、近阶跃型、渐变（GI）型、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。
（3）传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多模光纤。
单模光纤和多模光纤分类知识
单模光纤和多模光纤分类知识一、单模光纤单模光纤（Single-Mode Fiber, SMF）是光纤的一种类型，其传输模式仅为单一的模态，也就是说，光线在光纤中传播时只以一种方式进行。
单模光纤的纤芯直径很小，约为4~10μm，只有单一的反射镜面，因此只能传输单一的波长光。
这种光纤主要用于长距离、大容量的数据传输，如长途电话线、高速网络连接和海底光缆等。
1.传输特性：单模光纤的传输特性包括低损耗、高带宽和低色散等。
由于其纤芯直径很小，光线在光纤中传播时不易发生散射，因此传输损耗较低。
同时，由于只传输单一的模态，其色散效应也较小，适合高速、长距离的数据传输。
2.应用领域：由于单模光纤具有传输容量大、传输距离远等优点，广泛应用于长距离、高速的光纤通信系统，如高速网络连接、数据中心、云计算和远程医疗等领域。
3.技术发展：随着光通信技术的不断发展，单模光纤的技术也在不断进步。
新型的单模光纤材料和制造技术能够进一步提高光纤的性能和可靠性，为未来的光通信系统提供更高效、更可靠的数据传输解决方案。
二、多模光纤多模光纤（Multi-Mode Fiber, MMF）是光纤的一种类型，其传输模式为多个模态，也就是说，光线在光纤中传播时可以以多种方式进行。
多模光纤的纤芯直径较大，一般在50~100μm之间，允许多种不同路径的光线在光纤中传播。
这种光纤主要用于短距离、低容量的数据传输，如建筑物内的网络连接、局域网等。
1.传输特性：多模光纤的传输特性包括高带宽和低成本等。
由于允许多种模态传输，其带宽相对较大，适合短距离、低容量的数据传输。
同时，多模光纤的成本较低，易于安装和维护。
2.应用领域：由于多模光纤具有成本低、易于安装和维护等优点，广泛应用于短距离、低容量的光纤通信系统，如建筑物内的网络连接、局域网和校园网等。
3.技术发展：随着光通信技术的不断发展，多模光纤的技术也在不断进步。
新型的多模光纤材料和制造技术能够进一步提高光纤的性能和可靠性，为未来的短距离光通信系统提供更高效、更可靠的数据传输解决方案。
光纤分类
光纤的种类很多，分类方法也是各种各样的。
（一）按照制造光纤所用的材料分：石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤。
塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）制成的。
它的特点是制造成本低廉，相对来说芯径较大，与光源的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便。
但由于损耗较大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离低速率通信，如短距离计算机网链路、船舶内通信等。
目前通信中普遍使用的是石英系光纤。
（二）按光在光纤中的传输模式分：单模光纤和多模光纤。
多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm，包层外直径125μm，单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外直径125μm。
光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。
光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85μm的损耗为2.5dBkm,1.31μm的损耗为0.35dBkm，1.55μm的损耗为0.20dBkm，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。
由于OHˉ的吸收作用，0.90~1.30μm和1.34~1.52μm范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。
80年代起，倾向于多用单模光纤，而且先用长波长1.31μm。
多模光纤多模光纤(Multi Mode Fiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。
但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。
例如：600MBKM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。
因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。
单模光纤单模光纤(Single Mode Fiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。
因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。
后来又发现在1.31μm波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。
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51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
光纤的分类及比较(包括各种单模光纤 的、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
单模和多模光纤的特点和应用
单模和多模光纤的特点和应用一、光纤结构光纤是光导纤维的简称，是一种新的光波导，是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质。
它由单根玻璃纤芯、紧靠纤芯的包层、一次涂覆层以及套塑保护层组成。
（光纤呈圆柱形，由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。
）纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高。
包在外围的覆盖层就像不透明的物质一样，防止了光线在穿插过程中从表面逸出。
1. 纤芯位置: 位于光纤的中心部位，直径：在4-50μm，单模光纤的纤芯直径为4-10μm ,多模光纤的纤芯直径为50μm。
纤芯的成分：含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅（如二氧化锗，五氧化二磷）作用是适当提高纤芯对光的折射率，用于传输光信号。
2. 包层位置: 位于纤芯的周围直径：125μm成分：是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。
掺杂剂（如三氧化二硼）的作用：适当降低包层对光的折射率，使之略低于纤芯的折射率，即纤芯的折射率大于包层的折射率（这是光纤结构的关键），它使得光信号封闭在纤芯中传输。
3. 光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。
一次涂覆层：一般使用丙烯酸醋、有机硅或硅橡胶材料；缓冲层：一般为性能良好的填充油膏；二次涂覆层：一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。
涂覆层的作用：是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。
涂覆后的光纤外径约2. 5 mm 。
4. 光纤最重要的两个传输特性损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。
(l)光纤传输损耗：损耗是影响系统传输距离的重要因素之一，光纤自身的损耗主要有吸收损耗和散射损耗。
吸收损耗是因为光波在传输中有部分光能转化为热能；散射损耗是因为材料的折射率不均匀或有缺陷、光纤表面畸变或粗糙造成的。
当然，在光纤通信系统中还存在非光纤自身原因的一些损耗，包括连接损耗、弯曲损耗和微弯损耗等。
这些损耗的大小将直接影响光纤传输距离的长短和中继距离的选择。
光纤的损耗和色散
解决方法： (1) 光纤材料化学提纯，比
如达到 99.9999999% 的 (2) 制纯造度工艺上改进，如避
免使用氢氧焰加热 ( 汽 相轴向沉积法)
原子缺陷吸收
光纤制造 -> 材料受到热激励 -> 结构不完 善 强粒子辐射 -> 材料共价键断裂 -> 原子缺 光陷纤晶格很容易在光场的作用下产生振动
群时延色散
通常在 波 长2域c习 惯 用Dl 来2表2c示谱宽。
根据w和l之间的关系：
代 其 入 中T DD T(L l中) 称2 ， 为 那色 么散L 可 系2 以2 数 得2 ：c 到 ： L D
ps/(km·nm)
标 为
准 ~ 1单7 模p s光D/ k(纤m)在·n1m52502cnm2
带宽和距离乘积：
BL < 1 (Gb/s)·km
模内色散对传输带宽的影响
01 不同线宽下的系统 色散所允
单击此处添加正文，文字是您思想的 提炼，请尽量言简意赅地阐述观点。
03
结论：
一． 光源线宽越宽色散越严重 二． 零色散光纤对提高系统性
02 许的带宽与传输距 离的关系 nm：光源线宽非常小
对于高速光链路 (> 40 Gb/s)，色散成为首要考 虑的因素之一
1320
1550 nm
普通商用光纤
色散位移光纤
G.656 色散平坦光纤
在较大的范围内保持相近的色散值，适用于波分复用系统
总色散
30 20
10 0
-10 -20 -30
1.1 1.2
普通光纤
l1
l2
色散平坦光纤
1.3 1.4 l ( mm)
1.5 1.6 1.7
光纤的分类和特点
光纤的分类和特点光纤是一种基于光波传输原理的高速通信技术，在其应用领域中广泛使用。
为了更好地了解光纤，我们需要对其分类和特点进行详细的了解。
光纤分类:1.单模光纤:单模光纤是由一条非常细的玻璃纤维组成，可以将光波从一端传输到另一端。
单模光纤主要通过单一的光波模式进行传输，使其可以在长距离传输的同时，保持较低的信号损耗和干扰。
单模光纤适用于远距离的高速光通信，以及高精度传感器等需要高精度光学传输的场合。
2.多模光纤:多模光纤也是由玻璃纤维组成，但相对于单模光纤，多模光纤内包含的光波模式更多。
在短距离高速通信领域中，多模光纤通常被用作数据中心的连接和千兆以太网等数据传输。
多模光纤的光纤芯直径更大，光波的传播距离也更短，但其也具有较低的材料成本和易于安装的优点。
3.塑料光纤:根据其名称，塑料光纤是由塑料材料制成的光导纤维，其光学传输性能略逊于玻璃光纤。
因此，塑料光纤适用于较短距离的低速光通信，例如车辆电气系统的传感器和灯光控制等。
塑料光纤通常以耐压、耐热、抗紫外线等特性作为排障需求支持，同时其也具有良好的柔性和低成本的优点。
光纤特点:1.稳定:光纤轻便、紧凑、柔韧、释放热量速度慢，不易烧坏。
2.耐腐蚀:在通常使用条件下，光纤不会腐蚀。
3.大容量:光纤传输的信息量很大，因此它可以传输大量数据和图像，具有较高的传输速率。
4.抗干扰:光纤信号不受外界干扰，如雷电、电磁干扰、辐射干扰以及其他干扰，因此具有可靠性高等优点。
5.安全:光纤信号的传输是通过光波来实现的，没有电流存在，没有电磁辐射和电磁污染，不会对人体产生危害。
总之，光纤通信技术相比其他传输媒介在传输距离、可靠性、抗干扰等方面有着明显的优势。
在现代高速通信领域中，光纤是一种非常重要的技术，不论是单模光纤、多模光纤，还是塑料光纤，都为现代通信网络的建设提供了有力的支持。
光纤种类及规格特点
光纤种类及规格特点光纤是一种用于传输光信号的电缆，由玻璃或塑料制成。
根据不同的应用需求，光纤可以分为多种类型，下面将介绍常见的几种光纤种类及其规格特点。
1. 单模光纤单模光纤（Single-Mode Fiber）是一种具有较小芯径（通常为9um）的光纤，适用于长距离高速传输。
单模光纤可以传输高达100公里以上的信号，并且具有较低的衰减和色散。
它主要应用于电话、广播电视、数据中心等领域。
2. 多模光纤多模光纤（Multi-Mode Fiber）是一种具有较大芯径（通常为50um 或62.5um）的光纤，适用于短距离传输。
多模光纤可以传输数百米至数千米的信号，并且价格相对便宜。
它主要应用于局域网、城域网等领域。
3. 塑料光纤塑料光纤（Plastic Optical Fiber）是一种采用塑料材料制成的光纤，通常具有较大芯径（通常为0.5mm至2mm），适用于短距离传输。
塑料光纤价格相对便宜，但衰减和色散较大，适用于低速数据传输、汽车仪表板显示等领域。
4. 特种光纤特种光纤是一种应用于特定领域的光纤，具有特殊的物理和化学性质。
例如，光栅光纤可以通过调制反射率来实现测量应变或温度变化；分布式光纤传感器可以在单根光纤上实现多点测量等。
这些特殊的应用要求特定的规格和性能指标。
总结：不同类型的光纤具有不同的规格和特点，选择合适的光纤种类可以根据应用需求进行选择。
单模光纤适用于长距离高速传输；多模光纤适用于短距离传输；塑料光纤价格相对便宜，适用于低速数据传输等。
在一些特殊领域中需要使用到特种光纤，以满足其独特的需求。
G单模光纤具体分类CD有什么区别？
单模光纤称为非色散位移光纤，也被叫作1310nm波长性能最佳的单模光纤，1983年开始投入商用，其零色散波长在1310nm，在波长为1550nm时衰减最少，但有较大的正色散，其色散系数为18ps/，所以工作波长既可选 1310nm，也可选1510nm，是目前应用最广泛的单模光纤。
单模光纤按特性分为A B C D四类主要区别在宏弯损耗、衰减系数、PMD系数上有所差异。
形成这种差异的原因在于生产制造技术，1998朗讯公司采用新的生产技术尽可能消除原料中的OH根形成的1383nm附近的水吸收峰，使光纤的损耗完由坡墩的本征损耗所决定
支持10Gbit/s系统传输距离可达400km，10Gbit/s以太网的传输达40km，支持40Gbit/s系统的距离为2km。
型光纤，支持10Gbit/s系统传输距离可达3000km以上，40Gbit /s系统的传输距离为80km。
型光纤，基本属性与相同，但在1550nm的衰减系数更低，而且消除了1380nm附近的水吸收峰，即系统可以工作在1360~1530nm波段。
型光纤的属性与光纤基本相同，而衰减系数与光纤相同，即系统可以工作在1360~1530nm波段。
是所有级别中指标最严格的并且完全向下兼容的，结构上与普通的光纤没有区别，是目前最先进的城域网用非色散位移光纤。
光纤传输重要基础知识点
光纤传输重要基础知识点光纤传输是一种常见且广泛应用于通信领域的数据传输技术。
它利用光的物理特性，将信息以光信号的形式通过光纤传输，具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点。
下面将介绍一些光纤传输的重要基础知识点。
1. 光纤的结构和工作原理：光纤主要由纤芯、包层和包覆组成。
光信号通过纤芯的全内反射来传输。
纤芯的折射率高于包层，确保光信号沿纤芯内部传播而不会发生衰减。
包层的作用是保护纤芯，并通过降低折射率的差异减小信号的传播损耗。
2. 光纤的类型：常见的光纤类型包括单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）和多模光纤（Multi Mode Fiber，MMF）。
单模光纤适用于远距离传输，传输的光信号只有一个传播模式。
多模光纤适用于短距离传输，传输的光信号可以同时具备多个传播模式。
3. 光纤的衰减和色散：光信号在光纤中传输时会发生衰减和色散效应。
衰减是指光信号强度随传输距离增加而减弱，常用单位是分贝（dB）。
色散是指光信号在传输过程中不同波长的光信号到达终点的时间不同，导致信号畸变和距离限制。
为了减小衰减和色散带来的影响，可以采用光纤光放大器和补偿技术。
4. 光纤的连接和连接器：在光纤传输中，需要对光纤进行连接。
常用的光纤连接器包括FC（Fiber Connector）、SC（Subscriber Connector）和LC（Lucent Connector）等。
这些连接器可以实现光纤之间的精确对接，确保信号的传输质量。
5. 光纤网络的组成：光纤传输技术被广泛应用于构建各种类型的光纤网络。
光纤网络包括传输子系统、交换子系统和接入子系统。
传输子系统负责光信号的传输和放大，交换子系统实现光信号的转发和路由，接入子系统连接终端用户与光纤网络之间。
总的来说，光纤传输作为一种重要的数据传输技术，具有众多优点和广泛应用前景。
掌握光纤传输的基础知识，对于理解光纤通信原理、设计光纤网络以及解决光纤传输中的问题都具有重要意义。
光纤种类及特点
光纤类型及特点G652光纤纤芯图片G657光纤纤芯图片多模光纤纤芯图片我们常用的光纤有G652B(蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑)和G657A(蓝、橙、绿、棕、灰、黄、红、紫)，两种光纤主要特性的区别是光纤的弯曲半径，G652B 是R30（光纤弯曲半径不可以小于30mm），G657A是R10（光纤弯曲半径不可以小于10mm）G652光纤的排列顺序G657光纤的排列顺序光纤类型知识：ITU—T建议规范分类：G.651、G.652、G.653、G.654、G.655、G.656、G.657MMF（Multi Mode Fiber多模光纤）- OM1光纤（62.5⁄125um）- OM2⁄OM3光纤（G.651光纤）其中：OM2—50⁄125um；OM3—新一代多模光纤。
SMF（Single Mode Fiber单模光纤）- G.652（色散非位移单模光纤）- G.653（色散位移光纤）- G.654（截止波长位移光纤）- G.655（非零色散位移光纤)- G.656（低斜率非零色散位移光纤）- G.657（耐弯光纤）◆G.651：长波长多模光纤（ITU-T G.651）50／125μm梯度多模光纤工业标准。
70年代末到80年代初建立。
ITU-T G.651即OM2⁄OM3光纤或多模光纤（50⁄125）。
ITU-T推荐光纤中并没有OM1光纤或多模光（62.5⁄125），但它们在美国的使用仍非常普遍。
主要应用于局域网，不适用于长距离传输，但在300至500米的范围内，G.651是成本较低的多模传输光纤。
◆G.652：常规单模光纤（色散非位移单模光纤），截止波长最短，既可用于1550NM，又可用于1310NM。
其特点在设计和制造时的波长在1310nm附近时的色散为零，1550nm波长时损耗最小，但色散最大。
（1310nm窗口的衰减在0.3～0.4dB/km，色散系数在0～3.5ps/nm.km。
1550nm窗口的衰减在0.19～0.25dB/km，色散系数在15～18ps/nm.km。
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4 对各种单模光纤特性的比较
四种单模光纤
• G652 • G653 • G654 • G655
G652
1 ）G652光纤又被称为标准单模光纤，这种光纤是目前应用在 1310nm窗口的最广泛的零色散波长的单模光纤。 2）其特点是当工作波长在1310nm时，光纤的色散很小，约为 3.5ps/nm*km,系统的传输距离基本上只受光纤衰减所限制；但 在1550nm波段色散较大，约为20ps/nm*km。 3）这种光纤在1310nm波段的损耗较大，约为0.3-0.4db/km；在 1550nm波段的损耗较小，约为：0.2-0.25db/km。 基于以上特点，这种光纤应用在1550nm波段的2.5Gbps的干线 系统中，主要用于城域网。10Gbps系统色散受限距离为34Km。 且G652+DCF方案升级扩容成本高。
n1>n2
护套层
纤芯 包层
涂覆层
单模：8 ~10m 多模：50m
125m
传感器光纤
保偏光纤
• 熊猫 • 领结 • 椭圆
光敏光纤
Photosensitive Fiber for Fiber Gratings
1 光纤的分类及应用场合
中继光缆 低损耗，宽带宽；市内，城市间，长途 海底光缆 低损耗，宽带宽，高机械性能，高可靠性；海底 用户光缆 高密度，宽带宽，中低损耗；计算机网，光纤到户 局内光缆 体积小，重量轻，柔软；局域网 无金属光缆 低损耗，抗电磁干扰；电力，石化，交通 复合光缆 低损耗；电力 …...
光纤损耗（衰减）的定义
光纤衰减是对光信号在光纤中传输时能量损失的 一种度量，单位为dB，在工作波长为λ时的衰减 A定义为： p1 l = A( ) 10 lg (dB) p2
p1、p2分别为光纤注入端和输出端的光功率。 （ dB与dBm）
光纤损耗（衰减）的定义
若光纤是均匀的，则还可以用单位长 度的衰减即衰减系数α来表示：
Dispersion)
材料色散(Chromatic
波导色散(waveguide
dispersion)
Mode Dispersion)
偏振模色散(Polarization
模间色散
在多模光纤中，各个模式走不同的路径，
高阶模走的路终端的时间先后不同，造成
脉冲展宽，如下图所示。这种由于传输模
G655
色 散 ps/nm· km
18
DWDM 波长范围
0
1310nm 1550nm
波长 l
非零色散位移光纤 （NZDSF,G.655）
四种光纤色散情况比较
G.654
色 散 ps/nm· km
18
DWDM 波长范围
0
1310nm
波长 l 1550nm G.653
G.655
DCF
谢谢！
G654光纤特性（色散、衰减）
问题讲述流程
1 光纤的分类及应用场合 2 光纤的色散特性 3 光纤的衰减特性 4 对各种单模光纤特性的比较（给出G654光纤的特性）
1 光纤的分类及应用场合
单模光纤的分类 目前，光纤主要分为两大类，单模光纤和多模光纤。
按照ITU的规范，单模光纤的分类如下：
多模光纤的分类
单模光纤色散对信号的影响
材料色散
材料色散由光纤材料自身特性造成的。石英玻璃的折射率， 严格来说，并不是一个固定的常数，而是对不同的传输波长 有不同的值。而光纤通信实际上用的光源发出的光，并不是 只有理想的单一波长，而是有一定的波谱宽度。 当光在折射率n的为介质中传播时，其速度v与空气中的光速 C之间的关系为： v=C/n 光的波长不同，折射率n就不同，光传输的速度也就不同。 因此，当把具有一定光谱宽度的光源发出的光脉冲射入光纤 内传输时，光的传输速度将随光波长的不同而改变，到达终 端时将产生时延差，从而引起脉冲波形展宽。
式引起的色散叫做模间色散。（即使谱线
很窄，模间色散也很大。）
模间色散图
单模光纤中的色散
在单模光纤中不存在多种模式，也就没有模间色
散，但脉冲展宽现象依然存在，这是由于光脉冲
信号有一定的频谱宽度（光脉冲有不同的频率成
分），不同工作波长的光信号在光纤中将有不同 的传播群速度，造成光脉冲的展宽。这种现象叫 群速度色散，它一般小于模间色散。其主要由材 料色散和波导色散所决定。
多模光纤的分类：
从性能上讲A1类光纤比A2，A3，A4光纤特性好的多。多模光纤主要用于 短距离的局域网、数据链路及传感等方面。
光纤纤芯包层模型
Fibre core SiO2+ GeO2 Ø 10 μm n1 1.443 SiO2 Cladding Ø 125 μm±2 m n2 1.44
G652
G652色散曲线图：
色 散 系 数 D
18
0
1310nm
1550nm
波长λ
色散系数D的单位： ps/nm.km
G653
1）针对标准单模光纤衰减和零色散在不同工作波长的特点， 后来开发了一种将零色散波长从1310nm移到1550nm的色散 位移光纤，ITU将这种光纤定义为G653。进行色散位移后， 这种光纤在1550nm波段的色散为0,此时零色散与低损耗工作 在同一波长上。
光纤本身损耗的分类
本征吸收损耗：光波通过光纤材料时的损耗 吸收损耗 杂质吸收损耗：材料的不纯净以及工艺的不 完善造成的附加吸收损耗（过渡金属离子吸 收以及水的氢氧根离子的吸收） 线性散射损耗 散射损耗 瑞利散射：光纤材料折射率 随机性变化引起 材料不均匀引起的散射
非线性散射损耗（与石英光纤的振动激发态 有关）
波导色散
n1>n2
反射面
虚反射面 穿透深度Z d
侧向位移
n2
n1
偏振模色散PMD
• 单模光纤只能传输一种基模的光。基模实际上是由 两个偏振方向相互正交的模场HE11x和HE11y所组 成。若单模光纤存在着不圆度、微弯力、应力等， HE11x和HE11y存在相位差，则合成光场是一个方 向和瞬时幅度随时间变化的非线性偏振，就会产生 双折射现象，即x和y方向的折射率不同。因传播速 度不等，模场的偏振方向将沿光纤的传播方向随机 变化，从而会在光纤的输出端产生偏振色散。通常 小于0.5 ps/ km1/2
G654
1）G654光纤又称为衰减最小光纤，这是一种应用于1550nm 波段的纯石英芯单模光纤（普通的光纤纤芯要掺锗），这种 光纤在1550nm波段衰减最小，仅为0.185dB/km。 2）G654光纤在1310nm波段的色散为0，但在1550nm处波段 色散较大，约为17-20ps/nm*km. 3)因G654光纤在1550nm波段的衰减最小特性，结合较成熟的 色散补偿技术，该光纤原主要用于超长距离的的海底光缆。 但在G655、G656成熟后，G654光纤现也基本不用，属于淘 汰产品。
2）但是零色散不利于多信道WDM传输，因为当复用的信道 数较多时，信道间距较小，这时就会产生一种称为四波混频 （FWM）的非线性光学效应，这种效应使两个或三个传输 波长混合，产生新的、有害的频率分量，导致信道间发生串 扰。如果光纤线路的色散为零，FWM的干扰就会十分严重。 3）这种光纤适用10Gbps以上的单信道传输，但在波分复用 后会发生严重的4波混频现象，现已基本被淘汰。
G655
1）G654光纤又称为非零色散光纤，这是一种改进的色散位移 光纤，其零色散波长不在1550nm处，而在1525nm或1585nm 处。 2）零色散光纤同时削减了色散效应和四波混频效应，所以非 零色散光纤综合了标准单模光纤和色散位移光纤，有比较好 的传输特性，特别适合于高密度的波分复用系统的传输。
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传输，另一部分 在纤芯中传输。进入包层内的光在传输一定距离后，又可能 回到纤芯中继续传输。由于纤芯和包层的折射率不同造成脉 冲展宽的现象称为波导色散。 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。具体来 说，入射光的波长越长，进入包层中的光强比例就越大，这 部分光走过的距离就越长。这种色散是由光纤中的光波导引 起的，由此产生的脉冲展宽现象叫做波导色散。
应 用 场 合
2
光纤的损耗（衰减）特性
光纤的损耗（衰减）特性
光波在光纤中传输时随着传输距离的增加而光功 率逐渐下降，这就是光纤的传输损耗（也可叫传 输衰减）。 形成光纤损耗的原因有很多，有来自光纤本身的 损耗（吸收损耗、散射损耗），也有光纤与光源 的耦合损耗以及光纤之间的连接损耗，还有光纤 弯曲损耗以及纤芯与包层中的损耗。
p1 1 1 a (l ) = A(l ) = 10 lg (dB / km) L L p2
3 光纤的色散特性
光纤中的色散
光脉冲注入光纤后，长距离传输后脉冲的宽 度被展宽
光纤的色散严重影响了系统的误码性 能，并限制了通信系统的容量和通信 距离
光纤色散的分类:
模间色散(Mode
Dispersion)
色散补偿技术
当前，发展比较成熟的、主流的色散补偿技术主要 是采用色散补偿光纤（DCF）来进行色散补偿。其主要 技术是在每个（或几个）光纤段的输入或输出端通过放 置DCF色散补偿模块（DCM），周期性地使光纤链路 上累积的色散接近零，从而可以使单信道1550nm外调 制光纤干线的色散得到较好的补偿。 因此，对于超长距离的光纤传输，现有的色散补偿 技术可以相对较好的解决色散问题，对于超远距离的传 输，其首要考虑的因素是光纤的衰减特性。