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单模光纤与多模光纤的色散

单模光纤与多模光纤的色散
单模光纤与多模光纤的色散

单模光纤与多模光纤的色散2007-10-18 08:20在对光纤进行分类时，严格地来讲应该从构成光纤的材料成分、光纤的制造方

法、光纤的传输点模数、光纤横截面上的折射率分布和工作波长等方面来分类。

现在计算机网络中最常采用的分类方法是根据传输点模数的不同进行分类。根

据传输点模数的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。所谓"模"是指以一定

角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源，多模光纤则采用

发光二极管做光源。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散

(因为每一个“模”光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同，

这种特征称为模分散。)，模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离，因此，

多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，整体的传输性能差，但其成本比较

低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。单模光纤只能允许一束光传

播，所以单模光纤没有模分散特性，因而，单模光纤的纤芯相应较细，传输频

带宽、容量大，传输距离长，但因其需要激光源，成本较高，通常在建筑物之

间或地域分散时使用。同时，单模光纤是当前计算机网络中研究和应用的重点，

也是光纤通信与光波技术发展的必然趋势。

多模光纤又根据其包层的折射率进一步分为突变型折射率和渐变型折射率。以

突变型折射率光纤作为传输媒介时，发光管以小于临界角发射的所有光都在光

缆包层接口进行反射，并通过多次内部反射沿纤心传播。这种类型的光缆主要

适用于适度比特率的场合，多模突变型折射率光纤的散射通过使用具有可变折

射率的纤心材料来减小，折射率随离开纤心的距离增加导致光沿纤心的传播好

象是正弦波。将纤心直径减小到一种波长（3-10um），可进一步改进光纤的性

能，在这种情况下，所有发射的光都沿直线传播，这种光纤称为单模光纤，这

种单模光纤通常使用ＩＬＤ(注入式激光二极管)作为发光组件，可操作的速率

为数百Mbps。从上述三种光纤接受的信号看，单模光纤接收的信号与输入的

信号最接近，多模渐变型次之，多模突变型接收的信号散射最严重，因而它所

获得的速率最低。

一、概述

色散是

onclick="javascript:window.open("https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html,/pagead/icl k?sa=l&ai=Bfui5bqYWR4XiJYm66wPa_viEAoWO_TDBxtSgA8CNtwHQ9wcQBBgEILHzmwkoFDgAUIetq

p4FYJ250IGQBaoBCjIwMDAwMDU0NDWyAQ93d3cua25vd3NreS5jb23IAQHaASBodHRwOi8vd3d3Lmtub

3dza3kuY29tLzg1NTYuaHRtbKkCjGjsltnbgT7IArnc8gKoAwHoA7wD6AOyAw&num=4&adurl=http:/ /https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html,/product/product_4.asp&client=ca-pub-9553494669999741");GgKw ClickStat("光纤","https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html,","afc","2000005445");" onmouseout="isShowGg = false;InTextAds_GgLayer="_u5149_u7EA4"">光纤的传输特性之一。由于不同波长光脉冲在光纤中具有不同的传播速度，因此，色散反应了光脉冲沿光纤传播时的展宽。光纤的色散现象对光纤通信极为不利。光纤数字通信传输的是一系列脉冲码，光纤在传输中的脉冲展宽，导致了脉冲与脉冲相重叠现象，即产生了码间干扰，从而形成传

输码的失误，造成差错。为避免误码出现，就要拉长脉冲间距，导致传输速率降低，从而减少了通信容量。另一方面，光纤脉冲的展宽程度随着传输距离的增长而越来越严重。因此，为了避免误码，光纤的传输距离也要缩短。光纤的色散可分为：

1．模式色散又称模间色散

光纤的模式色散只存在于多模光纤中。每一种模式到达光纤终端的时间先后不同，造成了脉冲的展宽，从而出现色散现象。

2．材料色散

含有不同波长的光脉冲通过光纤传输时，不同波长的电磁波会导致玻璃折射率不相同，传输速度不同就会引起脉冲展宽，导致色散。

3．波导色散又称结构色散

它是由光纤的几何结构决定的色散，其中光纤的横截面积尺寸起主要作用。光在光纤中通过芯与包层界面时，受全反射作用，被限制在纤芯中传播。但是，如果横向尺寸沿光纤轴发生波动，除导致模式间的模式变换外，还有可能引起一少部分高频率的光线进入包层，在包层中传输，而包层的折射率低、传播速度大，这就会引起光脉冲展宽，从而导致色散。

4、偏振模色散（PMD）又称光的双折射

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。PCVD工艺生产出的单模光纤具有极低的偏振模色散（PMD）。

二、色散（带宽）的描述

模内色散系数的定义是：单位光源

onclick="javascript:window.open("https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html,/pagead/icl k?sa=l&ai=BaP2obqYWR4XiJYm66wPa_viEAsvI0Sznj6y9AsCNtwGQvwUQBxgHILHzmwkoFDgAUKyF3 oP4_____wFgnbnQgZAFqgEKMjAwMDAwNTQ0NbIBD3d3dy5rbm93c2t5LmNvbcgBAdoBIGh0dHA6Ly93d

3cua25vd3NreS5jb20vODU1Ni5odG1sqQKMaOyW2duBPsgCn7XbAqgDAegDvAPoA7ID&num=7&adurl= https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html,/&client=ca-pub-9553494669999741");GgKwClickStat("光谱","https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html,","afc","2000005445");" onmouseout="isShowGg = false;InTextAds_GgLayer="_u5149_u8C31"">光谱宽度、单位光纤长度所对应的光脉冲的展宽（延时差）[ps/（nm·km）]。对所有类型的光纤，该系数是根据测定不同波长的光通过一定长度的光纤的相对时差（延时）来确定的。根据国际标准ITU、IEC和EIA/TIA的规定，

onclick="javascript:window.open("https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html,/pagead/icl k?sa=l&ai=ByaynbqYWR4XiJYm66wPa_viEAsy38izM-Zb4A8CNtwHwogQQChgKILHzmwkoFDgAUOm17 54BYJ250IGQBaoBCjIwMDAwMDU0NDWyAQ93d3cua25vd3NreS5jb23IAQHaASBodHRwOi8vd3d3Lmtub 3dza3kuY29tLzg1NTYuaHRtbKkCjGjsltnbgT7IApCBmQOoAwHoA7wD6AOyAw&num=10&adurl=http: //https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html,&client=ca-pub-9553494669999741");GgKwClickStat("测量","https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html,","afc","2000005445");" onmouseout="isShowGg = false;InTextAds_GgLayer="_u6D4B_u91CF"">测量单位光纤长度乘波长的群延时数据，宜用Sellmeier三项表达式来拟合（适用于单模和多模光纤）。图1和图2给出了PCVD工艺的单模光纤与多模光纤的典型模内色散曲线。

三、带宽的影响因素

（一）光纤的类型

1．单模光纤

单模光纤中，模内色散是比特率的主要制约因素。由于其比较稳定，如果需要的话，可以通过增加一段一定长度的“色散补偿单模光纤”来补偿色散。零色散补偿光纤就是使用一段有很大负色散系数的光纤，来补偿在1550nm处具有较高色散的光纤。使得光纤在1550nm 附近的色散很小或为零，从而可以实现光纤在1550nm处具有更高的传输速率。

在单模光纤中，另一种色散现象是偏振模色散（PMD），由于PMD是不稳定的，因而不能进行补偿。

2．多模光纤

多模光纤中，模式色散与模内色散是影响带宽的主要因素。PCVD工艺能够很好地控制折射率分布曲线，给出优秀的折射率分布曲线，对渐变型多模光纤（GIMM），可限制模式色散而得到高的模式带宽。

全系统带宽达到一定程度时，同样也受到模内色散的制约，尤其在850nm处，多模光纤的模内色散非常大。一些国际标准给出的多模光纤在850nm处的色散系数为-120ps/（nm·km），而PCVD多模光纤的色散值介于-95～-110 ps/（nm·km）。

（二）光源的光谱宽度

色散除了与光纤的类型、性能有关外，还与光源的谱宽有关。LED、LD以及动态单频激光器（DFB、DBR等）的谱宽依次变窄，而色散明显地减小。例如，如果使用光谱宽度小（大约1nm）的激光二极管，光纤就可维持高的带宽，而使用LED（谱宽约40nm）可大大降低系统带宽，并且显著降低优质多模光纤的模式带宽。

另外，LED较LD对调制带宽制约更多，系统设计者也需要考虑这种限制。

四、色散的测量

（一）单模光纤

PCVD单模光纤色散的测量是按照国际标准ITU、IEC及EIA/TIA，采用“相位移方法”（PHASE-SHIFT METHOD），使用两个已调制的LED（1310nm及1550nm）。典型结果显示于图1。

单模光纤的模内色散的国际标准为S0≤0.093[ps/（nm·km）]及1300nm≤λ0≤1324 nm。图3a和图3b给出了PCVD单模光纤的S0和λ0的分布。其数据来源于长飞公司的临时光纤数据库的随机样本（包含少量不合格光纤），可以看出，所有值都在国际标准的限制之内。

（二）多模光纤

PCVD工艺生产的50μm和62.5μm芯的多模光纤色散的测定，是按照国际标准ITU、IEC及EIA/TIA，采用“相对传播时间方法”（RELATIVE TIME OF FLIGHT METHOD）。测定波长范围为780nm～1550nm的激光脉冲，通过整个光纤长度的相对传播时间差。

从实验中观察到一个重要现象：激光二极管的谱宽以及所选用的波长都会对零色散波长及该点的斜率产生影响。虽然国际标准没有陈述这种现象，但是类似设置的测量结果显示

了这种差异的存在。基于同样的原因，用发光二极管，采用相位移方法，测量1310nm和1550nm处多模光纤的模内色散，也可观察到这种差异。多模光纤使用波长范围较密（从850nm到1300nm），因而，对PCVD光纤而言，采用“传播时间方法”（Time-of-Flight Method），使用波长范围宽的激光二极管（780nm、850nm、1290nm、1300nm、1430nm、1520nm）会更适宜些。

摘自《通信世界》

通信用单模光纤 第1部分：非色散位移单模光纤特性(标准状态：现行)

I C S33.180.10 M33 中华人民共和国国家标准 G B/T9771.1 2020 代替G B/T9771.1 2008 通信用单模光纤 第1部分:非色散位移单模光纤特性 S i n g l e-m o d e o p t i c a l f i b r e s f o r t e l e c o m m u n i c a t i o n P a r t1:C h a r a c t e r i s t i c s o f ad i s p e r s i o nu n s h i f t e d s i n g l e-m o d e o p t i c a l f i b r e 2020-06-02发布2020-12-01实施 国家市场监督管理总局

目 次 前言Ⅰ 1 范围1 2 规范性引用文件1 3 术语和定义1 4 缩略语1 5 修约规则2 6 要求2 6.1 尺寸参数2 6.2 传输特性3 6.3 机械性能5 6.4 环境性能 7 附录A (资料性附录) G B /T9771与I E C 标准二I T U -T 标准中单模光纤代号的对应关系9 参考文献10 G B /T 9771.1 2020

前言 G B/T9771‘通信用单模光纤“分为如下几个部分: 第1部分:非色散位移单模光纤特性; 第2部分:截止波长位移单模光纤特性; 第3部分:波长段扩展的非色散位移单模光纤特性; 第4部分:色散位移单模光纤特性; 第5部分:非零色散位移单模光纤特性; 第6部分:宽波长段光传输用非零色散单模光纤特性; 第7部分:接入网用弯曲损耗不敏感单模光纤特性三 本部分为G B/T9771的第1部分三 本部分按照G B/T1.1 2009给出的规则起草三 本部分代替G B/T9771.1 2008‘通信用单模光纤第1部分:非色散位移单模光纤特性“三与G B/T9771.1 2008相比,主要技术变化如下: 增加了修约规则(见第5章); 删除了B1.1的A子类(见2008年版的5.2.2二5.2.7); 增加了200μm及500μm两种规格涂覆层直径及容差要求,并增加了200μm光纤的涂覆层/包层同心度误差要求(见6.1.1,2008版的5.1.1); 删除了衰减系数的分级要求,增加了表注说明衰减系数要求不适用的情况(见6.2.1,2008年版的5.2.3); 增加了衰减均匀性的要求(见6.2.4); 删除了跳线缆截止波长的要求(见2008年版的5.2.1); 删除了筛选应变的要求,修改了筛选应力对应的张力值(见6.3.1,2008年版的5.3.1); 删除了标距为1m二10m二20m的要求(见2008年版的5.3.2); 修改了涂覆层剥离力(峰值)的技术指标要求,增加了涂覆层直径200μm的光纤涂覆层剥离力表注(见6.3.4,2008年版的5.3.4); 增加了环境试验1625n m波长光衰减变化的要求(见6.4.2); 修改了环境试验后剥离力峰值的要求,增加了涂覆层直径200μm的光纤涂覆层剥离力表注(见6.4.3,2008年版的5.4.3)三 请注意本文件的某些内容可能涉及专利三本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任三 本部分由中华人民共和国工业和信息化部提出三 本部分由全国通信标准化技术委员会(S A C/T C485)归口三 本部分起草单位:烽火科技集团有限公司三 本部分主要起草人:刘骋二胡古月二王冬香二戚卫二祁庆庆二胡鹏二肖婵二王小泉三 本部分所代替标准的历次版本发布情况为: G B/T9771.1 2000二G B/T9771.1 2008三

IMI-SPP+色散曲线

IMI_结构spp以及色散曲线计算 作者 jiyingke 报告日期 2020-9-25 22:08:13

目录 1. 全局定义........................................................................... 1.1. 参数............................................................................ 1.2. 函数............................................................................ 2. 组件 1 ............................................................................. 2.1. 定义............................................................................ 2.2. 几何 1 .......................................................................... 2.3. 材料............................................................................ 2.4. 电磁波，频域.................................................................... 2.5. 网格 1 .......................................................................... 3. SPP_mode ........................................................................... 3.1. 边界模式分析.................................................................... 3.2. 频域............................................................................ 4. 色散曲线........................................................................... 4.1. 参数化扫描...................................................................... 4.2. 边界模式分析.................................................................... 5. 结果............................................................................... 5.1. 数据集.......................................................................... 5.2. 表格............................................................................ 5.3. 绘图组..........................................................................

多模光纤和单模光纤对比分析

多模光纤和单模光纤区别 1、多模光纤是光纤通信最原始的技术，这一技术是人类首次实现通过光纤来进行通信的一项革命性的突破。 2、随着光纤通信技术的发展，特别是激光器技术的发展以及人们对长距离、大信息量通信的迫切需求，人们又寻找到了更好的光纤通信技术----单模光纤通信。 3、光纤通信技术发展到今天，多模光纤通信固有的很多局限性愈发显得突出： ①、多模发光器件为发光二极管（LED），光频谱宽、光波不纯净、光传输色散大、传输距离小。1000M bit/s带宽传输，可靠距离为255米(m)。100M bit/s带宽传输，可靠距离为2公里(km)。 ②、因多模发光器件固有的局限性和多模光纤已有的光学特性限制，多模光纤通信的带宽最大为1000M bit/s。 4、单模光纤通信突破了多模光纤通信的局限： ①、单模光纤通信的带宽大，通常可传100G bit/s以上。实际使用一般分为155M bit/s、 1.25G bit/s、 2.5G bit/s、10G bit/s。 ②、单模发光器件为激光器，光频谱窄、光波纯净、光传输色散小，传输距离远。单模激光器又分为FP、DFB、CWDM三种。FP激光器通常可传输60公里(km)，DFB和CWDM 激光器通常可传输100公里(km)。 5、数字式光端机采用视频无压缩传输技术，以保证高质量的视频信号实时无延迟传输并确保图像的高清晰度及色彩纯正。这种传输方式信息数据量很大，4路以上视频的光端机均

采用1.25G bit/s以上的数据流传输。8路视频的数据流高达1.5G bit/s。 因多模光纤最大带宽仅为1G bit/s，如果采用多模光纤传输，势必造成信息丢失、视频图像出现大量雪花甚至白斑、数据控制失常。 另一个致命的因素就是传输距离的限制，多模光纤1G bit/s带宽的传输距离理论上是255米(m)，如果考虑到光链路损耗，实际距离还要小几十米。 6、从单模光纤通信技术诞生之日起，就意味着多模光纤通信方式的淘汰。目前用多模光纤传输的已经很少了，只是因为市场的惯性而延续至今，对光纤通信这一行业的人来说，这早已是不争的事实。我们认为应该本照着对用户负责，对用户长远需求负责的精神提出合理建议 根据传输点模数的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。所谓"模"是指以一定角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源，多模光纤则采用发光二极管做光源。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散(因为每一个“模”光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同，这种特征称为模分散。)，模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离，因此，多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，整体的传输性能差，但其成本比较低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。单模光纤只能允许一束光传播，所以单模光纤没有模分散特性，因而，单模光纤的纤芯相应较细，传输频带宽、容量大，传输距离长，但因其需要激光源，成本较高。 多模光纤 多模光纤中光信号通过多个通路传播;通常建议在距离不到英里时应用。 多模光纤从发射机到接收机的有效距离大约是5英里。可用跟离还受发射/接收装置的类型和质量影响; 光源越强、接收机越灵敏，距离越远。研究表明，多模光纤的带宽大约为4000Mb/s。 制造的单模光纤是为了消除脉冲展宽。由于纤芯尺寸很小(7-9微米)，因此消除了光线的跳跃。在1310和 1550nm波长使用聚焦激光源。这些激光直接照射进微小的纤芯、并传播到接收机，没有明显的跳跃。如果可以把多模比作猎怆，能够同时把许多弹丸装人枪筒，那么单模就是步枪，单一光线就像一颗子弹。 单模光纤 单模光纤的纤芯较细，使光线能够直接发射到中心。建议距离较长时采用。 另外，单模信号的距离损失比多模的小。在头3000英尺的距离下，多模光纤可能损失其LED光信号强度的50%，而单模在同样距离下只损失其激光信号的

光纤通信系统中偏振模色散效应的补偿设计

光纤通信系统中偏振模色散效应的补偿设计 一、引言 随着社会的信息化,用户对通信容量的需求日益增加,未来全业务服务中每一用户的容量需求可能超过100 Mb/s。在这种需求的推动下,作为现代长途干线通信主体的光纤通信一直在朝着高速率、大容量和长距离的方向发展。在单信道速率不断提升(现已发展到10 Gb/s,正向40 Gb/s甚至160Gb/s发展)的同时,密集波分复用技术(DWDM)也已日趋成熟并商用化。 从技术的角度来看,限制高速率信号长距离传输的因素主要包括光纤衰减、非线性和色散。掺铒光纤放大器(EDFA)的研制成功,使光纤衰减对系统的传输距离不再起主要限制作用。而非线性效应和色散对系统传输的影响随着非零色散位移光纤(NZDSF)的引入也逐渐减小和消除。随着单信道传输速率的提高和模拟信号传输带宽的增加,原来在光纤通信系统中不太被关注的偏振模色散(PMD)问题近来变得十分突出。与光纤非线性和色散一样,PMD能损害系统的传输性能,限制系统的传输速率和距离,并被认为是限制高速光纤通信系统传输容量和距离的最终因素。正是由于PMD对高速大容量光纤通信系统有着不可忽视的影响,所以自20世纪90年代以来,已引起业界的广泛关注,并正成为目前国际上光纤通信领域研究的热点。 二、光纤中偏振模色散的定义 单模光纤中,基模是由两个相互垂直的偏振模组成的。两偏振模的群速度由于受到外界一些不稳定因素的影响而产生差异,在传播中两偏振模的迭加使得信号脉冲展宽,从而形成偏振模色散。 PMD是由以下几个方面的因素造成的:光纤所固有的双折射,即光纤在生产过程中产生的几何尺寸不规则和在光纤中残留应力导致折射率分布的各向异性;光缆在铺设使用过程中,由于受到外界的挤压、弯曲、扭转和环境温度变化的影响而产生偏振模耦合效应,从而改变两偏振模各自的传播常数和幅度,导致PMD;另外当光信号通过一些光通信器件如隔离器、耦合器、滤波器时,由于器件结构和材料本身的不完整性,也能导致双折射,产生PMD。 单模光纤中的偏振模耦合和双折射效应在数学上可以用琼斯矩阵(Jones matrix)、Stokes 参量和邦加球(Poincare sphere)来描述,并成为分析PMD的有力数学工具。自从1986年Poole 提出了单模光纤中基本偏振态(Principal states of polarization)的概念后,对理解实际光纤中的双折射和偏振模耦合等概念带来了很大的方便。在理想的双折射光纤中存在两个相互正交、与光波频率和传输距离无关的本征偏振态(Polarized eigenstates)。但在实际长距离的光纤中一般并不存在这种完全与频率和传输距离无关的本征态,而是存在由输入光脉冲分解成的沿两正交方向偏振、并与输出偏振态有最小频率相关性的光脉冲,这两个偏振的光脉冲即为基本偏振态(PSP)。在输出端,两个脉冲的到达时间是不同的,其时间差就称之为偏振模色散的群时延差(DGD)。在一阶近似下,PSP与频率无关;而在二阶近似下,PSP与DGD的值都与频率相关。 一般采用两偏振模的群时延差Δτ来表示PMD的大小,由于两偏振模之间的模式耦合是随波长和时间随机变化的,所以PMD是一个统计量,并随时间而变化。因此实际测量光纤中由偏振模色散引起的DGD时必须考虑其统计特性并采取相应的措施。通常采用以下几种定义来表征PMD的数值:群时延差的平均值、群时延差平均值系数和传输时间的均方差(RMS DGD)。某一次实际测量的群时延差值可能比群时延差的平均值大或小许多。 PMD是一统计量,随时间和温度而变化,并与测量的状态密切相关。对同一光纤在不同时间进行测量,无论应用什么测试仪器或采用何种测量方法,测试结果都可能相差10%或更多。经过多年讨论,目前,国际上一些标准组织(IEC/TIA/ITU)推荐了四种测量PMD的方法。在这

综合布线中如何选择多模光纤和单模光纤[详细]

综合布线中如何选择多模光纤和单模光纤 【文章摘要】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62.5μ米,包层外径125μ米,表示为50/125μ米或62.5/125μ米.单模光纤的纤芯直径为8.3μ米,包层外径125μ米,表示为8.3/125μ米. 1、光纤分类 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62.5μ米,包层外径125μ米,表示为50/125μ米或62.5/125μ米.单模光纤的纤芯直径为8.3μ米,包层外径125μ米,表示为8.3/125μ米. 光纤的工作波长有短波850n米、长波1310n米和1550n米.光纤损耗一般是随波长增加而减小,850n米的损耗一般为2.5dB/千米,1.31μ米的损耗一般为0.35dB/千米,1.55μ米的损耗一般为0.20dB/千米,这是光纤的最低损耗,波长1.65μ米以上的损耗趋向加大.由于OHˉ(水峰)的吸收作用,900~1300n米和1340n米~1520n米范围内都有损耗高峰,这两个范围未能充分利用. 2、多模光缆 多模光纤(米ulti 米ode Fiber) －芯较粗(50或62.5μ米),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.因此,多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里.如下表,为多模光缆的带宽的比较: 提到万兆多模光缆,需要作些说明,光纤系统在传输光信号时,离不开光收发器和光纤.因传统多模光纤只能支持万兆传输几十米,为配合万兆应用而采用的新型光收发器,ISO/IEC 11801制定了新的多模光纤标准等级,即O米3类别,并在2002年9月正式颁布.O米3光纤对LED和激光两种带宽模式都进行了优化,同时需经严格的D米D测试认证.采用新标准的光纤布线系统能够在多模方式下至少支持万兆传输至300米,而在单模方式下能够达到10 公里以上(1550n米更可支持40公里传输).

多模光纤和单模光纤的区别

光纤的类型 1．单模光纤 单模光纤中，模内色散是比特率的主要制约因素。由于其比较稳定，如果需要的话，可以通过增加一段一定长度的“色散补偿单模光纤”来补偿色散。零色散补偿光纤就是使用一段有很大负色散系数的光纤，来补偿在1550nm处具有较高色散的光纤。使得光纤在1550nm 附近的色散很小或为零，从而可以实现光纤在1550nm处具有更高的传输速率。 在单模光纤中，另一种色散现象是偏振模色散（PMD），由于PMD是不稳定的，因而不能进行补偿。 2．多模光纤 多模光纤中，模式色散与模内色散是影响带宽的主要因素。PCVD工艺能够很好地控制折射率分布曲线，给出优秀的折射率分布曲线，对渐变型多模光纤（GIMM），可限制模式色散而得到高的模式带宽。 全系统带宽达到一定程度时，同样也受到模内色散的制约，尤其在850nm处，多模光纤的模内色散非常大。一些国际标准给出的多模光纤在850nm处的色散系数为-120ps/（nm·km），而PCVD多模光纤的色散值介于-95～-110 ps/（nm·km）。 单模光纤(Single-mode Fiber)：一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。 多模光纤(Multi-mode Fiber)：一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。 光纤使用注意！ 光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致，也就是说光纤的两端必须是相同波长的光模块，简单的区分方法是光模块的颜色要一致。 一般的情况下，短波光模块使用多模光纤（橙色的光纤），长波光模块使用单模光纤（黄色光纤），以保证数据传输的准确性。 光纤在使用中不要过度弯曲和绕环，这样会增加光在传输过程的衰减。 光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。 为什么多模光纤比单模光纤用的频繁？在什么情况下应该用单模光纤？ 一般来说，多模光纤要比单模光纤来的便宜。如果对传输距离或传送数据的速率要求不严格，那么，多模光纤在大多情况下都可以表现得很好。单模光纤虽然成本高，但是具有散射小的特点，可以应用在长距离传输或者需要高速数据速率的场合。有些应用是需要单模光纤的。 多模光缆 多模光纤(Multi Mode Fiber) －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。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。 提到万兆多模光缆，需要作些说明，光纤系统在传输光信号时，离不开光收发器和光纤。

最新偏振模色散测试仪是用来测试偏振模色散的

单模光纤偏振模色散 PMD 测试技术 4.1、托克斯参数测定法 斯托克斯参数测定法是测量单模光纤 PMD 值的基准试验方法，它的测试原理是在一波 长范围内以一定的波长间隔测量出输出偏振态随波长的变化， 通过琼斯矩阵本征分析和计算, 得到PMD 的系数值。 斯托克斯参数测定法多用于实验室测试，其测量试验设备及装置如图 2所示。 学网 V.W .xUbSxur-i 4.2、偏振态法 偏振态法是测量单模光纤 PMD 的第1替代试验方法，其测量原理是： 对于固定的输入 偏振态，当注入光波长（频率）变化时，在斯托克斯参数空间里邦加球上被测光纤输出偏振 态（SOP ）也会发生演变，它们环绕与主偏振态（ PSP ）方向重合的轴旋转，旋转速度取 决于PMD 时延：时延越大，旋转越快。通过测量相应角频率变化" 3和邦加球上代表偏振 态（SOP ）点的旋转角度" 0,就可以计算出 PMD 时延3舌"9 0 3。 偏振态法直接给出了被测试样 PSP 间差分群时延（DGD ）与波长或时间的函数关系， 通过在时间或波长范围内取平均值得到 PMD 。 可调光阳 I 00 存谄序斂 嵌护卜涉［.倚竺 LI CD 丨

学网wAM/https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html, 图s as扳状态法分析测重P?D试验设备简图清冈 httpy/ifvwwvipc n co m 4.3、干涉法 由于干涉法测量速度快，目前市面上很多仪器生产厂家都以干涉法为测试原理生产测试设备，它们共同点就是设备体积小，动态范围宽，重复性较好，很适合在现场使用。由于干涉法与偏振模耦合无关，适用于单盘短光纤和长光纤。 干涉法就是介绍一种测量单模光纤和光缆的平均偏振模色散的方法。其测试原理为：当光纤一端用宽带光源照明时，在输出端测量电磁场的自相关函数或互相关函数，从而确定PMD。在自相关型干涉仪表中，干涉图具有一个相应于光源自相关的中心相干峰。测量值代表了在测量波长范围内的平均值。在1310nm或1550nm窗口不同仪器都有一定的波长范围。 下面介绍的是光纤参考通道Michelsom干涉仪，也是大多仪器厂家使用的一种方法, 实验装置如图4所示：

单模光纤的色散

光纤色散 在光纤中传输的光信号（脉冲）的不同频率成份或不同的模式分量以不同的速度传播，到达一定距离后必然产生信号失真（脉冲展宽），这种现象称为光纤的色散或弥散。 光纤中传输的光信号具有一定的频谱宽度，也就是说光信号具有许多不同的频率成分。同时，在多模光纤中，光信号还可能由若干个模式叠加而成，也就是说上述每一个频率成份还可能由若干个模式分量来构成。 光纤的色散主要有材料色散、波导色散、偏振模色散和模间色散四种。其中，模间色散是多模光纤所特有的。 这四种色散作用还相互影响，由于材料折射率n是波长λ（或频率w）的非线性函数，d2n/d2λ≠0，于是不同频率的光波传输的群速度不同，所导致的色散成为材料色散。 由于导引模的传播常数β是波长λ(或频率w)的非线性函数，使得该导引模的群速度随着光波长的变化而变化，所产生的色散成为波导色散（或结构色散）。 偏振模色散指光纤中偏振色散，简称PMD(polarization modedispersion)，它是由于实际的光纤中基模含有两个相互垂直的偏振模，沿光纤传播过程中，由于光纤难免受到外部的作用，如温度和压力等因素变化或扰动，使得两模式发生耦合，并且它们的传播速度也不尽相同，从而导致光脉冲展宽，引起信号失真。 不同的导引模的群速度不同引起的色散成为模间色散，模间色散只存在与多模光纤中。 色散限制了光纤的带宽—距离乘积值。色散越大，光纤中的带宽—距离乘积越小，在传输距离一定（距离由光纤衰减确定）时，带宽就越小，带宽的大小决定传输信息容量的大小。 光纤色散可以使脉冲展宽，而导致误码。这是在通信网中必须避免的一个问题，也是长距离传输系统中需要解决的一个课题。 一般来说，光纤色散包括材料色散和波导结构色散两部分，材料色散取决于制造光纤的二氧化硅母料和掺杂剂的分散性，而波导色散通常是一种模式的有效折射率随波长而改变的倾向。材料色散与波导色散都与波长有关，所以又统称为波长色散。 材料色散：是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。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。 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。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。

非对称平板波导色散曲线求解(附matlab程序)

光波导理论与技术第一次作业 题目：非对称平板波导设计 姓名：王燕 学号：201321010126 指导老师：陈开鑫 完成日期：2014 年03 月10 日

一、题目 根据以下的平板光波导折射率数据： （1）作出不同波导芯层厚度h (015h m μ＜＜)对应的TE 模式与TM 模式的色散图； （2）给出满足单模与双模传输的波导厚度范围； （3）确定包层所需的最小厚度a 与b 的值。 二、步骤 依题意知，平板波导参数为：537.11=TE n ，510.12=TE n ，444.13=TE n ； 530.11=TM n ，5095.12=TM n ，444.13=TM n 。其中321n n n 、、分别代表芯心、上包层、下包层相对于nm 1550=λ光波的折射率。 在实际应用中，平板波导的有效折射率N 必须12n N n ＜＜才能起到导光的作用。经过推导，非对称平板波导的色散方程为： 2 212 3 22 212 2 22 2 1 0arctan arctan N n n N N n n N m N n h k --+--+=-π （TE 模） 2 212 3 22 32 12212 222 2 2 1221 0arctan arctan N n n N n n N n n N n n m N n h k --+--+=-π （TM 模） 非对称平板波导光波模式截止时对应的芯层厚度为： （TE 模） 22 21 02 22123 222 2 2 1arctan n n k n n n n n n m h c ---+= π22 2102 2 2 132 22arctan n n k n n n n m h c ---+= π （TM 模） 非对称平板波导上下包层的最小透射深度为：

单模光纤与多模光纤的色散

单模光纤与多模光纤的色散2007-10-18 08:20在对光纤进行分类时，严格地来讲应该从构成光纤的材料成分、光纤的制造方 法、光纤的传输点模数、光纤横截面上的折射率分布和工作波长等方面来分类。 现在计算机网络中最常采用的分类方法是根据传输点模数的不同进行分类。根 据传输点模数的不同，光纤可分为单模光纤和多模光纤。所谓"模"是指以一定 角速度进入光纤的一束光。单模光纤采用固体激光器做光源，多模光纤则采用 发光二极管做光源。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播，从而形成模分散 (因为每一个“模”光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同， 这种特征称为模分散。)，模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离，因此， 多模光纤的芯线粗，传输速度低、距离短，整体的传输性能差，但其成本比较 低，一般用于建筑物内或地理位置相邻的环境下。单模光纤只能允许一束光传 播，所以单模光纤没有模分散特性，因而，单模光纤的纤芯相应较细，传输频 带宽、容量大，传输距离长，但因其需要激光源，成本较高，通常在建筑物之 间或地域分散时使用。同时，单模光纤是当前计算机网络中研究和应用的重点， 也是光纤通信与光波技术发展的必然趋势。 多模光纤又根据其包层的折射率进一步分为突变型折射率和渐变型折射率。以 突变型折射率光纤作为传输媒介时，发光管以小于临界角发射的所有光都在光 缆包层接口进行反射，并通过多次内部反射沿纤心传播。这种类型的光缆主要 适用于适度比特率的场合，多模突变型折射率光纤的散射通过使用具有可变折 射率的纤心材料来减小，折射率随离开纤心的距离增加导致光沿纤心的传播好 象是正弦波。将纤心直径减小到一种波长（3-10um），可进一步改进光纤的性 能，在这种情况下，所有发射的光都沿直线传播，这种光纤称为单模光纤，这 种单模光纤通常使用ＩＬＤ(注入式激光二极管)作为发光组件，可操作的速率 为数百Mbps。从上述三种光纤接受的信号看，单模光纤接收的信号与输入的 信号最接近，多模渐变型次之，多模突变型接收的信号散射最严重，因而它所 获得的速率最低。 一、概述 色散是光纤的传输特性之一。由于不同波长光脉冲在光纤中具有不同的传播速度，因此，色散反应了光脉冲沿光纤传播时的展宽。光纤的色散现象对光纤通信极为不利。光纤数字通信传输的是一系列脉冲码，光纤在传输中的脉冲展宽，导致了脉冲与脉冲相重叠现象，即产生了码间干扰，从而形成传

多模光纤与单模光纤

深圳凯祺瑞科技有限公司-https://www.360docs.net/doc/7b2031733.html, 多 模 光 纤 与 单 模 光 纤

1 什么是单模与多模光纤？他们的区别是什么？ 单模与多模的概念是按传播模式将光纤分类──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（3×1014Hz）的电磁波，当它在光纤中传播时，根据波动光学、电磁场以及麦克斯韦式方程组求解等理论发现： 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。 1）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1μm），光纤中会存在着几十种乃至几百种传播模式。不同的传播模式具有不同的传播速度与相位，导致长距离的传输之后会产生时延、光脉冲变宽。这种现象叫做光纤的模式色散（又叫模间色散）。 模式色散会使多模光纤的带宽变窄，降低了其传输容量，因此多模光纤仅适用于较小容量的光纤通信。 多模光纤的折射率分布大都为抛物线分布即渐变折射率分布。其纤芯直径约在50μm左右。 2）单模光纤 当光纤的几何尺寸（主要是芯径）可以与光波长相近时，如芯径d1 在5～10μm范围，光纤只允许一种模式（基模HE11）在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤叫做单模光纤。 由于它只有一种模式传播，避免了模式色散的问题，故单模光纤具有极宽的带宽，特别适用于大容量的光纤通信。因此，要实现单模传输，必须使光纤的诸参量满足一定的条件，通过公式计算得出，对于NA=0.12 的光纤要在λ=1.3μm以上实现单模传输时，光纤纤芯的半径应≤4.2μm，即其纤芯直径d1≤8.4μm。 由于单模光纤的纤芯直径非常细小，所以对其制造工艺提出了更苛刻的要求。 2 使用光纤有哪些优点？ 1) 光纤的通频带很宽，理论可达30T。 2) 无中继支持长度可达几十到上百公里，铜线只有几百米。 3) 不受电磁场和电磁辐射的影响。

偏振模色散

DCF补偿的缺点是插损较大，会影响系统的传输距离。其解决方法是把DCF放在光发送机与功率放大器之间，或放在予放大器和光接收机之间，用光放大器的增益来补偿DCF的插损。 ②．光纤光栅补偿 利用光纤光栅的干涉与衍射效应进行色散补偿。 总之，系统的色度色散受限主要表现在高传输速率即2.5Gb/s以上的系统，采取的措施一是采用外调制方式，它可以降低光源的啁啾声与增加系统的色散容限（如2.5Gb/s系统的色散容限可达12800ps/nm以上），二是可以采取色散补偿手段如DCF 等。 3．偏振模色散受限（PMD） 偏振模色散受限仅对传输速率10Gb/s以上的系统有效。 （1）．偏振模色散受限机理 所谓偏振模色散PMD(Polar Mode Dispersion)，是指由于光纤的随机性双折射所引起的、对不同相位状态的光呈现不同群速度的特性。 如果单模光纤结构是理想的圆柱形而且材料是各向同性的，则二个正交方向偏振态的模式不会发生相互耦合，单模光纤可以保证单模传输，即能维持二个偏振态正交的简并模（LP01）传输。 但实际上在制造光纤过程中，由于工艺方面原因会使光纤的实际结构偏离理想的圆柱形，光纤的芯径与包层的几何尺寸也存在着差异；而且光纤的折射率分布也难以保证理想化（沿径向分布完全对称），从而使光纤存在着各向异性。 此外，在实际应用中，光缆中的光纤也不可避免地要受侧压力、扭曲力、弯曲力等外部应力的作用，它的随机性非常大。 所有这一切都破坏了模式的简并，导致了两偏振态模的耦合；也导致两个偏振方向光的传播常数不相同，这就是所谓双折射现象。 双折射使不同偏振态的光信号不能同时到达接收端，即出现延时。如图2.8.4所示。 图2.8.4：PMD引起的光信号差分群延时DGD 偏振模色散是客观存在的，但对不同的传输速率有着不同的影响。

光纤的色散

光纤的色散 ---- 由于光纤中所传信号的不同频率成分，或信号能量的各种模式成分，在传输过程中，因群速度不同互相散开，引起传输信号波形失真，脉冲展宽的物理现象称为色散。光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变，从而限制了光纤的传输容量和传输带宽。从机理上说，光纤色散分为材料色散，波导色散和模式色散。前两种色散由于信号不是单一频率所引起，后一种色散由于信号不是单一模式所引起。光纤色散如图2-19所示。 图2-19 光纤色散 ---- 单模光纤中只传输基模(主模) HE 11 ( LP 01 ),总色散由材料色散、波导色散组成。这两种色散都与波长有关，所以单模光纤的总色散也称为波长色散。 光纤的波长色散系数是单位光纤长度的波长色散，通常用表示，单位为 。光纤的波长色散总系数为：

(2-77) 是纯材料色散系数，为： (2-78) 为波导色散系数，为： (2-79) 式中，为信号的波长；为真空中的光速；为光纤材料的折射率；为信号的相位传播常数。 2．5．1 材料色散 ---- 材料色散：是光纤材料的折射率随频率（波长)而变，可使信号的各频率（波长)群速度不同引起色散，如图2-20所示。

图2-20 材料色散 2．5．2 波导色散 ---- 波导色散是模式本身的色散。即指光纤中某一种导波模式在不同的频率下，相位常数不同，群速度不同而引起的色散。 ---- 波导色散是光纤波导结构参数的函数，如图2-21所示。从图中可看出，在 一定的波长范围内，波导色散与材料色散相反为负值，其幅度由纤芯半径、 相对折射率差及剖面形状决定。通常通过采用复杂的折射率分布形状和改变剖面结构参数的方法获得适量的负波导色散来抵消石英玻璃的正色散，从而达到移动零色散波长的位置，即使光纤的总色散在所希望的波长上实现总零色散和负色散的目的。正是这种方法才研制出色散位移光纤、非零色散位移光纤。

多模光纤与单模光纤的优缺点与应用 2

目录 摘要 (1) Abstract (1) 引言 (1) 1光纤的发展 (2) 1.1单模光纤的发展 (2) 1.2多模光纤的发展 (2) 2多模与单模光纤通信的原理 (3) 2.1多模光纤 (3) 2.2单模光纤 (4) 3两种光纤的特性 (4) 3.1单模光纤的特点 (4) 3.2多模光纤的特点 (5) 3.3单模光纤与多模光纤的比较 (6) 4单模光纤与多模光纤的应用 (6) 结语 (8) 参考文献 (8) 致谢 (9)

多模光纤与单模光纤的优缺点与应用 学生姓名：杨荣林学号：20095040032 单位：物理电子工程学院专业：物理学 指导老师：张新伟职称：讲师 摘要：光纤通信技术是指把光波作为信息传输的载波，以光纤作为信息传输的媒介，将信息进行点对点发送的现代通信方式。光纤通信技术的诞生及深入发展是信息通信史上一次重要的改革。光纤通信技术从理论提出到工程领域的技术实现，再到今天高速光纤通信的实现，前后经历了几十年的时间。本文对光纤通信的发展以及单模光纤与多模光纤的特点及其应用进行了阐述。 关键词：多模光纤；单模光纤；光纤通信 The advantages and disadvantages of multimode and single-mode fiber and their application Abstract:Technology of optical fiber communication is the modern way of communication that it uses the light wave as the carrier of information transmission and information is transmitted from point to point by optical fiber regarded it as the medium.The birth and development of optical fiber communication technology is an important reform in the history of information communication. In this paper, the development of optical fiber communication and single-mode and multimode fiber characteristics and their application are discussed. Key words: Multimode optical fiber; Optical fiber; Optical fiber communication 引言 科学技术、工业、农业和国防现代化国际经济贸易中的人与人之间交流必然带来了全球性的海量信息交换。光纤通信以其通信容量大、中继距离长、抗电磁干扰等优点，己成为支撑全世界海量信息交换的最重要的技术支柱之一。光纤通

常见单模光纤

1.光纤优点。光纤通信系统框图。常见单模光纤：G.652标准单模光纤G.653色散位移光纤 G.654截止波长移位的单模光纤G.655非零时色散位移光纤 2.波长色散：波的不同在一个单独的模式内发生脉冲展宽产生的色散。模式色散：一个光脉冲的能量分配到不同的模式上，以不同的速度传播到输出端，导致光脉冲展宽。 3.光纤的连接：光纤熔接法V形槽机械连接弹性管连接 4.光无源器件：光纤连接器：活接头可拆卸重复使用，用于光纤与一些器件之间的连接。 光纤耦合器：一输入多输出或多输入一输出，具有多个输入\输出端的光纤汇接器件。 光衰减器：控制光能衰耗。光隔离器：把光信号按一个方向从一个端口送到另一个端口，并防止光信号沿错误方向传播引起的不必串扰。波分复用\解复用器：把多个不同波长的光波复合注入同一根光纤中传输，或将输入光口多个不同波长的光波分开输出到不同的光端口。 5.啁啾现象：在调制脉冲的上\下升沿向短\长波长漂移，动态的使谱线加宽。 6.光与物质的作用：自发辐射（LED发光）受激辐射（激光器）受激吸收（半导体光接收器） 7.半导体激光器LD工作原理：受激辐射由电子在价带与导带之间连续分布的能级间跃迁产生的受激辐射光，用半导体晶体的解剖面形成两个平行反射镜面组成谐振腔，使光振荡、反馈，产生光的辐射放大，输出激光。 8.单模激光器：激光器发出的激光是单纵模，所对应的的光谱只有一个谱线线宽为0.1nm 多模激光器：光谱特性包括内含3~5个纵模，对应线宽为3~5nm 9.直接调制：通过信息流直接控制激光器的驱动电流，从而通过输出功率的变化实现调制。优点：方便简单缺点：调制速度受载流子寿命及高速性能劣化的限制。仅适用半导体光源。间接调制：用调制信号改变调制器的物理特性，从而用调制器将来自激光二极管的连续光波转换成随电信号变化的光输出信号。应用于高速率、远距离的传输。 优点：调制频率展宽很小，光源谱线宽度能维持很小。缺点：较复杂，损耗大，造价高。 10.直接调制的光发送机（框图） 均衡器：对由PCM电端机送来的码流进行均衡用以补偿由电缆传输所产生的畸变和衰减保证光端机间信号的幅度阻抗适配，以便正确译码。 码型变换：将传输码转变为适合于光纤线路中传输的单极性二进制码。 信号扰码：有规律的破坏长连1或0的码流，使0和1等概出现。 线路编码：消除或减少数字信号中的直流分量和低频分量，以便接收和监测 时钟提取：提取电路中的时钟信号供给码型变换，扰码电路和线路编码使用。 驱动电路：消除外部干扰。 自动功率控制电路APC：自动跟踪光功率输出变化，相应改变LD的偏置电流和调制电流，使光功率输出保持稳定。 自动温度控制电路A TC：保持LD工作温度基本稳定，提高LD的稳定性和寿命。 保护电路：保护，告警，检测电路。 11. 光检测器：PIN光电二极管：在P区和N区之间区域有层轻掺杂的N型材料成为I层。利用半导体材料的光电效应将入射光子转换成电子—空穴对形成光电流，实现光电转换。雪崩光电二极管APD：利用载流子在高场区的碰撞电离形成倍效应使检测灵敏度大幅提高。 12.光接收机（框图） 光检测与前置放大：接收机前端，核心，将耦合入光电检测器的光信号转换为时变光生电流，实现光电转换并进行预放大 主放大器、均衡滤波和自动增益控制：主放大器作用是提供足够高的增益，为判决电路提供所需的信号电平，一般要采用自动增益控制电路控制其增益以扩大接收机动态范围，均衡滤波是将主放大器输出的失真数字脉冲进行整合补偿，有利于判决，减少码间干扰。 判决、再生电路:完成数字信号的恢复。

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