光纤的传输特性ppt课件.pptx

光纤的传输特性,光纤的损耗,光纤特性,光纤的色散和带宽,2.3光纤的传输特性,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。,一、概述,2.3光纤的传输特性,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,二、光纤的损耗特性,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,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。,二、光纤的损耗特性,工作波长（工作窗口）：损耗值较低地方对应的波长,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 525nm1 562nm）和L-band（1 565nm1 610nm）。,2.3光纤的传输特性,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。,二、光纤的损耗特性,2.3光纤的传输特性,(3）弯曲损耗（辐射损耗） 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。,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,定义：光脉冲中的不同频率或模式在光纤中的群速度不同，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,三、光纤的色散特性,2022/11/18,2022/11/18,2.3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 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，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, 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。 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1.31m处这两个值基本相互抵消。,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1.31m附近，色散接近为零。,色散系数色散主要用色散系数D( ) 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/（nmkm）。,2022/11/18,2022/11/18,脉宽是色散在时域上的表示,输入脉冲,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。,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,色散补偿,