光纤的传输特性

多模光纤中不同模式的光束有不同的群速度，在传输过程中，
传输过程中，不同频率的光束的时间延迟不同而产生色散称为
色度色散。色度色散包括材料色散和波导色散。
2.3光纤的传输特性
① 材料色散 由于材料折射率随光信号频率的变化而不同，光信号不同频 率成分所对应的群速度不同，由此引起的色散称为材料色散。 ② 波导色散 由于光纤波导结构引起的色散称为波导色散。其大小可以和材 料色散相比拟，普通单模光纤在1.31μm处这两个值基本相互抵 消。
这些频率成分和模式到达光纤终端有先有后，使得光脉冲发生
展宽，这就是光的色散特性。 表征：色散一般用时延差来表示。所谓时延差，是指不同
频率的信号成分传输同样的距离所需要的时间之差。
图8 色散引起的脉冲展宽示意图
2014-10-22
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2.3光纤的传输特性
光纤的色散可分为模式色散、色度色散、偏振模色散。 （1）模式色散 不同模式的光束的时间延迟不同而产生的色散，称模式色散。 （2）色度色散 由于光源的不同频率（或波长）成分具有不同的群速度，在
2.3光纤的传输特性
（4）衰减系数 指光在单位长度光纤中传输时的衰耗量，单位一般用dB/km。 它是描述光纤损耗的主要参数。
其中L为光纤长度，Pi和Po分别为输入和输出光功率。一般标准单模光 纤在1550nm的损耗系数为0.2dB/km。
2.3光纤的传输特性
三、光纤的色散特性
定义：光脉冲中的不同频率或模式在光纤中的群速度不同，
色散系数 G.652
波长 普通色散补偿光 纤 DSCF: 色散斜率补偿光纤
在单模光纤中有两个低损耗区域，分别 在1 310nm和1550nm附近，即通常说的1 310nm窗口和1 550nm窗口； 1550nm窗口又可以分为C-band（1 525nm～1 562nm）和L-band（1 565nm～ 1 610nm）。

2.3光纤的传输特性
二、光纤的损耗特性
产生原因 （1）吸收损耗
光纤吸收损耗是制造光纤的材料本身造成的损耗，包括紫外
吸收、红外吸收和杂质吸收。 （2）散射损耗 由于材料的不均匀使光信号向四面八方散射而引起的损耗称 为瑞利散射损耗。 光纤制造中，结构上的缺陷会引起与波长无关的散射损耗。
2.3光纤的传输特性
(3）弯曲损耗（辐射Baidu Nhomakorabea耗）
光纤的弯曲会引起辐射损耗。
决定光纤衰减常数的损耗主要是吸收损耗和散射损耗，弯曲 损耗对光纤衰减常数的影响不大。
光纤的传输特性
光纤特性 光纤的损耗
光纤的色散和带宽
2.3光纤的传输特性
一、概述
光纤的几何特性包括芯直径、包层直径、纤芯/包层同心度、不圆 度和光纤翘曲度等。 光纤的光学特性有折射率分布、最大理论数值孔径、模场直径及
截止波长等。
光纤的传输特性主要是指光纤的损耗特性和色散特性，另有机
械特性和温度特性。

模式色散主要存在于多模光纤。单模光
纤无模式色散，只有材料色散和波导色
散。当波长在1.31μ m附近，色散接近为
零。
色散系数
色散主要用色散系数D(λ ) 表示。 色散系数的定义：单位波长间隔内光波 长信号通过单位长度光纤所产生的时延 差，用D表示，单位是ps/（nm·km）。

脉宽是色散在时域上的表示
输入脉冲
输出脉冲
△Γ
色散系数：单位谱线宽度的光线传播单位距离 引起的脉冲展宽。
D=
△Γ △λ· L
（ps/nm· km）
2014-10-22
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色散补偿
目前降低色度色散的影响主要是采用色散补偿模块对光纤中的色散 累积进行补偿,主要方式为使用DCF（色散补偿光纤）。 色散补偿光纤与普通传输光纤的不同之处是它在1550nm处具有负 的色散系数，DCF补偿法实际上就是利用这种负色散的光纤，抵消 G.652 /G.655光纤中的正色散
2.3光纤的传输特性
二、光纤的损耗特性
定义：光波在光纤中传输，随着传输距离的增加，而光功率强 度逐渐减弱，光纤对光波产生衰减作用，称为光纤的损耗
光纤的损耗限制了光信号的传播距离
2.3光纤的传输特性
二、光纤的损耗特性
影响因素：光纤损耗大小与波长密切相关，损耗与波长的关
系曲线叫做光纤的损耗谱。
工作波长（工作窗口）：损耗值较低地方对应的波长