光导纤维传输原理及特性课件.ppt

1、12图图1-1 1-1 光纤典型结构光纤典型结构34567图图1-2 光纤的三种基本结构光纤的三种基本结构89内护套内护套铠装层铠装层外护层外护层10111213141516外护层金属加强件塑料绕包带带状光纤单元带状线光纤塑料17181920212223242526213c12n1n2折 射 光反 射 光入 射 光27282930(b)临界角ci消逝波kt31323334353637几何光学方法波动光学方法适用条件dd研究对象光线模式基本方程射线方程波导场方程研究方法折射/反射定理边值问题研究内容光线轨迹模式分布3839 404142光纤的折射率分布光纤的折射率分布43子午射线在阶跃折射率多模

2、光纤中的传播子午射线在阶跃折射率多模光纤中的传播44 由此可知，若使子午光线在多模阶跃型光纤中以全由此可知，若使子午光线在多模阶跃型光纤中以全反射形式向前传播，必须保证三点：反射形式向前传播，必须保证三点：（1）芯层折射率）芯层折射率n1必须大于包层折射率必须大于包层折射率n2，即：，即：n1n2。（2）光线在芯）光线在芯/包界面上必须发生全反射，包层内折射包界面上必须发生全反射，包层内折射光线的折射角大于或等于光线的折射角大于或等于90，则对应的芯层的入射光，则对应的芯层的入射光线的入射角线的入射角1必须大于或等于临界角必须大于或等于临界角c，即：，即：1c。（3）对应光发射机）对应光发射机

3、光纤入射端面上的入射光线的入光纤入射端面上的入射光线的入射角射角（又称孔径角）必须小于或等于临界孔径角（又称孔径角）必须小于或等于临界孔径角c，即：即：c。45 光纤端面的光线最大入射角光纤端面的光线最大入射角c（又称（又称临界孔径角临界孔径角或最大接收角或最大接收角）是一个非常重要的参数，为描述光纤这）是一个非常重要的参数，为描述光纤这种集光和传输光的能力与光线最大入射角种集光和传输光的能力与光线最大入射角c的关系，的关系，在这里引入一个物理量在这里引入一个物理量数值孔径数值孔径NA。对光纤而言，。对光纤而言，这个最大的孔径角这个最大的孔径角c只与光纤的折射率只与光纤的折射率n1、n2有关。

4、因有关。因此，将它的正弦值定义为光纤的数值孔径此，将它的正弦值定义为光纤的数值孔径NA：NA=sinc=n12-n221/2n1(2)12（n1-n2）/n1，n1n246 当子午光线沿着空气中的直圆柱形纤维传播当子午光线沿着空气中的直圆柱形纤维传播时，时，光路长度光路长度可用下式算出：可用下式算出：式中，式中，P（）是）是受光角为受光角为时时的光路长度，的光路长度，L是纤维长度。由该式可知，光路长度与纤维直径是纤维长度。由该式可知，光路长度与纤维直径无关，只取决于纤维的入射角、芯料的折射率和无关，只取决于纤维的入射角、芯料的折射率和纤维长度。纤维长度。47 光在纤维内部全反射的次数，可用下式

5、计算：光在纤维内部全反射的次数，可用下式计算：式中，式中，是是受光角，受光角，d是纤维直径是纤维直径48子午射线子午射线在弯曲圆柱形纤维中的传播在弯曲圆柱形纤维中的传播 在纤维的弯曲部位，光线有两种传播途径。一种在在纤维的弯曲部位，光线有两种传播途径。一种在弯曲部位仍能很好的发生全反射，传送到另一端面；另弯曲部位仍能很好的发生全反射，传送到另一端面；另一种在弯曲部位穿透纤维而散失。一种在弯曲部位穿透纤维而散失。可用一个简化公式来判断能否发生全反射：可用一个简化公式来判断能否发生全反射：R4d R为曲率半径，为曲率半径，d为纤维的直径。为纤维的直径。49斜射线在阶跃型多模光纤中的传播斜射线在阶跃

6、型多模光纤中的传播50子午射线在阶跃折射率多模光纤中的传播子午射线子午射线在渐变折射率多模光纤中的传播在渐变折射率多模光纤中的传播51221sincnn 5253PsPb2R2R（a)正弦分布（a)螺旋分布hsh斜射线斜射线在渐变型多模光纤中的传播在渐变型多模光纤中的传播5455高次模高次模基模基模低次模低次模5657用波动光学方法理解模用波动光学方法理解模58596061626364656667模间色散：模间色散：每个模式在光纤中传播速度不同，导致光脉冲在每个模式在光纤中传播速度不同，导致光脉冲在不同模式下的能量到达目的的时间不同，造成脉冲展宽。不同模式下的能量到达目的的时间不同，造成脉冲展

7、宽。68206.001.0246.12)0(nNA2501.022546.131.122210anV69 根据波动理论，多模光纤中传导有限个分离的模。传导根据波动理论，多模光纤中传导有限个分离的模。传导模的数目可以从求解波动方程得出。对于折射率为幂函数规模的数目可以从求解波动方程得出。对于折射率为幂函数规律分布的光纤，近似公式为：律分布的光纤，近似公式为：222VN对于抛物线型光纤，因对于抛物线型光纤，因=2，所以：，所以：241VN 221VN 对于阶跃型光纤，即对于阶跃型光纤，即，所以：，所以：从上面两个从上面两个N值公式可以看出，对具有相同芯部最大折射率和值公式可以看出，对具有相同芯部最

8、大折射率和芯径的阶跃型多模光纤和抛物线型多模光纤，在同一工作波长芯径的阶跃型多模光纤和抛物线型多模光纤，在同一工作波长时，它们有相同的归一化频率，但在多模传输时，阶跃型多模时，它们有相同的归一化频率，但在多模传输时，阶跃型多模光纤中的传导模数比抛物线型多模光纤中的导模多一倍。光纤中的传导模数比抛物线型多模光纤中的导模多一倍。70 71 一根光纤是不是单模传输，与一根光纤是不是单模传输，与(1)(1)光纤自身的结构参光纤自身的结构参数和数和(2)(2)光纤中传输的光波长有关。光纤中传输的光波长有关。当光纤的几何尺寸（主要是芯径当光纤的几何尺寸（主要是芯径d d）远大于光波波长时）远大于光波波长时

9、（约（约1m1m），光纤传输的过程中会存在着几十种乃至几百种），光纤传输的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模式，即多模传输。传输模式，即多模传输。当光纤的几何尺寸（主要是芯径当光纤的几何尺寸（主要是芯径d d）较小，与光波长在）较小，与光波长在同一数量级，如芯径同一数量级，如芯径d d在在4m4m10m10m范围，这时，光纤只允范围，这时，光纤只允许一种模式（基模）在其中传播，即单模传输。其余的高次许一种模式（基模）在其中传播，即单模传输。其余的高次模全部截止。模全部截止。因此，对于给定波长，单模光纤的芯径要比多模光纤小。因此，对于给定波长，单模光纤的芯径要比多模光纤小。例如，对于常用的通信

10、波长例如，对于常用的通信波长(1550 nm)(1550 nm)，单模光纤芯径为，单模光纤芯径为8 812 mm12 mm，而多模光纤芯径，而多模光纤芯径 50 mm 50 mm。7212.00035.0245.12)0(nNA327.20035.02445.131.122210anV73 前面已经提到，判断一根光纤是不是单模传输，主要依据是前面已经提到，判断一根光纤是不是单模传输，主要依据是归一化频率的大小，光纤单模工作的充分必要条件是：光纤的归归一化频率的大小，光纤单模工作的充分必要条件是：光纤的归一化频率要小于次低阶模的归一化截止频率一化频率要小于次低阶模的归一化截止频率Vc，即，即VV

11、c。所谓。所谓光纤次低阶模的归一化截止频率是指光纤中第二个低阶模截止时光纤次低阶模的归一化截止频率是指光纤中第二个低阶模截止时的归一化频率。的归一化频率。Vc主要与光纤的折射率分布指数有关。在此给出主要与光纤的折射率分布指数有关。在此给出一个由光纤折射率分布指数计算一个由光纤折射率分布指数计算Vc值的近似公式。值的近似公式。21405.2cV对于阶跃型光纤，对于阶跃型光纤，则，则Vc=2.405；对于抛物线型光纤，；对于抛物线型光纤，=2，则，则Vc=3.401，上面给出的阶跃型单模光纤算出，上面给出的阶跃型单模光纤算出V=2.327Vc=2.405，因此该光纤满足单模传输条件。从上式中还可以

12、看出，因此该光纤满足单模传输条件。从上式中还可以看出，光纤的折射率分布指数光纤的折射率分布指数越小，其归一化截止频率越小，其归一化截止频率Vc越大，允许越大，允许单模工作的相对折射率差单模工作的相对折射率差值和纤芯半径值和纤芯半径a也相应增大。也相应增大。74 7576777879808182838485868788899091929394 dBPPA21log1095 LA/LPP21log109697发射端光 纤接收端q 反映光信号损失的特性反映光信号损失的特性q 限制了传输的距离限制了传输的距离q 原因：吸收、散射、弯曲原因：吸收、散射、弯曲98紫外吸收区99100101)/(12EEh

13、c102103104105106107108109110111112113114115116117118119120121122123124125126127128129130131132BRRAe133134微弯的原因：微弯的原因：光纤的生产过程中的带来的不均；光纤的生产过程中的带来的不均；成缆时受到压力不均；成缆时受到压力不均；使用过程中由于光纤各个部分热胀冷缩的不同。使用过程中由于光纤各个部分热胀冷缩的不同。导致的后果：造成能量辐射损耗导致的后果：造成能量辐射损耗高阶模功率损耗高阶模功率损耗低阶模功率耦合到高阶模低阶模功率耦合到高阶模减小微弯的一种办法是在光纤外面一层弹性保护套减小微弯的

14、一种办法是在光纤外面一层弹性保护套135光纤的微弯衰减可利用下式计算：光纤的微弯衰减可利用下式计算：式中：式中：NN随机微弯的个数；随机微弯的个数；hh微弯凸起的高度；微弯凸起的高度；E Ec c涂覆层材料的杨氏模量；涂覆层材料的杨氏模量；E Ef f光钎材料的杨氏模量光钎材料的杨氏模量aa光波导一半宽度；光波导一半宽度；bb光纤包层外径；光纤包层外径；相对折射率差；相对折射率差；N N（h h2 2）hh的统计平均值。的统计平均值。233642/fcmEEbahN136137套管连接套管连接 138V V形槽连接形槽连接 139三棒连接三棒连接 140光纤焊接机构光纤焊接机构 1411421

15、43144145146147148149150151152 实用光纤的损耗谱实用光纤的损耗谱 根据以上分析和经验，光纤总损耗根据以上分析和经验，光纤总损耗与波长与波长的关系可以的关系可以表示为表示为=+B+CW()+IR()+UV()4A 式中，式中，A为瑞利散射系数，为瑞利散射系数，B为结构缺陷散射产生的损耗，为结构缺陷散射产生的损耗，CW()、IR()和和UV()分别为杂质吸收、红外吸收和紫外吸收分别为杂质吸收、红外吸收和紫外吸收产生的损耗。产生的损耗。153损耗测量损耗测量注入条件与稳态分布注入条件与稳态分布 在介绍光纤损耗测试之前，讨论一下光功率的注入与稳在介绍光纤损耗测试之前，讨论一

16、下光功率的注入与稳态传输及其实现和判断是很有必要的，因为几乎所有参数的态传输及其实现和判断是很有必要的，因为几乎所有参数的测试都无一例外地要涉及到这些问题。测试都无一例外地要涉及到这些问题。光功率进入光纤有两种注入方式：光功率进入光纤有两种注入方式：(1)(1)稳态注入：稳态注入又称限制注入。通过适当的光学系稳态注入：稳态注入又称限制注入。通过适当的光学系统，使注入光本身接近于光纤的稳态分布，即仅激励损耗较统，使注入光本身接近于光纤的稳态分布，即仅激励损耗较低的低阶模，因为只有低阶模才能够在光纤中远距离传输。低的低阶模，因为只有低阶模才能够在光纤中远距离传输。(2)(2)满注入：就是要激励所有

17、的导模，所以又叫全激励。满注入：就是要激励所有的导模，所以又叫全激励。154 只有在稳态模式分布的条件下，才能得到惟一代表光纤只有在稳态模式分布的条件下，才能得到惟一代表光纤本征特性的本征特性的值。值。获得稳态模式分布有三种方法：获得稳态模式分布有三种方法：(1)(1)建立建立NANAb bNANAf f的光学系统；的光学系统；(2)(2)建立稳态模式模拟器，一般包括扰模器、滤模器和建立稳态模式模拟器，一般包括扰模器、滤模器和包层模消除器；包层模消除器；(3)(3)用一根性能和被测光纤相同或相似的辅助光纤，代用一根性能和被测光纤相同或相似的辅助光纤，代替光纤耦合长度的作用，这种方法在现场应用得

18、非常方便。替光纤耦合长度的作用，这种方法在现场应用得非常方便。155扰模器：扰模器：是一种用强烈的几何扰动来实现模式强耦合的装置。图是一种用强烈的几何扰动来实现模式强耦合的装置。图 示为一种扰模器结构，是将光纤在一系列圆棒之间作正弦形示为一种扰模器结构，是将光纤在一系列圆棒之间作正弦形弯曲，在几厘米之内即可达到模式稳态分布。弯曲，在几厘米之内即可达到模式稳态分布。156滤模器：滤模器：是一种用来选择、抑制或衰减某些模式的装置。滤模器是一种用来选择、抑制或衰减某些模式的装置。滤模器可以采用绕棒式的，先把光纤低张力地绕在一根可以采用绕棒式的，先把光纤低张力地绕在一根20mm20mm长的圆长的圆棒上

19、，棒的直径为棒上，棒的直径为12mm12mm，约绕，约绕5 5圈即可达到滤除高阶模的目圈即可达到滤除高阶模的目的，如图所示。的，如图所示。157包层模剥除器：包层模剥除器：是一种促使包层模转换成辐射模的装置，以便将包层模是一种促使包层模转换成辐射模的装置，以便将包层模从光纤中除掉。这种装置是将光纤的一小段去掉涂敷层，浸从光纤中除掉。这种装置是将光纤的一小段去掉涂敷层，浸入折射率等于或稍大于包层折射率的匹配液中来使包层模被入折射率等于或稍大于包层折射率的匹配液中来使包层模被剥除的。匹配液一般采用丙三醇剥除的。匹配液一般采用丙三醇(甘油甘油)、四氯化碳和液态石、四氯化碳和液态石蜡等。如果涂敷层折射

20、率高于包层折射率，就可以不去掉涂蜡等。如果涂敷层折射率高于包层折射率，就可以不去掉涂敷层而直接将光纤浸入充满折射率匹配液的正弦形槽内，也敷层而直接将光纤浸入充满折射率匹配液的正弦形槽内，也可达到剥除包层模的目的，如图所示。可达到剥除包层模的目的，如图所示。158损耗测量损耗测量 光纤损耗测量有两种基本方法：一种是测量通过光纤的光纤损耗测量有两种基本方法：一种是测量通过光纤的传输光功率，称剪断法和插入法；另一种是测量光纤的后向传输光功率，称剪断法和插入法；另一种是测量光纤的后向散射光功率，称后向散射法。散射光功率，称后向散射法。1.1.剪断法剪断法 光纤损耗系数由下确定，光纤损耗系数由下确定，即

21、即)/(lg1021KmdBppLa 式中，式中，L L为被测光纤长度为被测光纤长度(km)(km)，P P1 1和和P P2 2分别为输入光功率分别为输入光功率和输出光功率和输出光功率(mW(mW或或W)W)。159 由此可见，只要测量长度为由此可见，只要测量长度为L L2 2的长光纤输出光功率的长光纤输出光功率P P2 2，保持注入条件不变，在注入装置附近剪断光纤，保留长度为保持注入条件不变，在注入装置附近剪断光纤，保留长度为L L1 1（一般为（一般为23m23m）的短光纤，测量其输出光功率）的短光纤，测量其输出光功率P P1 1(即长度为即长度为L=LL=L2 2-L-L1 1这段光纤

22、的输入光功率这段光纤的输入光功率)，根据公式就可以计算出，根据公式就可以计算出值。值。160图 2.21 光功率和光纤长度的关系 满注入欠注入稳态模式分布光纤长度LL1L2P2P1光功率lgP耦合长度161剪断法光纤损耗测量系统框图剪断法光纤损耗测量系统框图 偏置电路注入装置光源P1P2被测光纤检测器放大器电平测量1622 2、插入损耗测量法、插入损耗测量法 在实际应用中，可以采用插入法作为替代方法。插入法是在实际应用中，可以采用插入法作为替代方法。插入法是在注入装置的输出和光检测器的输入之间直接连接，测出光功在注入装置的输出和光检测器的输入之间直接连接，测出光功率率P P1 1，然后在两者之

23、间插入被测光纤，再测出光功率，然后在两者之间插入被测光纤，再测出光功率P P2 2，据此，据此计算计算值。这种方法可以根据工作环境，灵活运用，但应对连值。这种方法可以根据工作环境，灵活运用，但应对连接损耗作合理的修正。接损耗作合理的修正。163插入损耗法仪器校正插入损耗法仪器校正 插入损耗法插入损耗法测量测量 1643.3.后向散射法后向散射法 原理：瑞利散射光功率与传输光功率成比例。利用与传输原理：瑞利散射光功率与传输光功率成比例。利用与传输光相反方向的瑞利散射光功率来确定光纤损耗系数的方法，称光相反方向的瑞利散射光功率来确定光纤损耗系数的方法，称为后向散射法。为后向散射法。设在光纤中正向传

24、输光功率为设在光纤中正向传输光功率为P P，经过，经过L L1 1和和L L2 2点点(L(L1 1LPP2 2)，从这两点返回输入端，从这两点返回输入端(L=0)(L=0)。光检测器。光检测器的后向散射光功率分别为的后向散射光功率分别为Pd(LPd(L1 1)和和Pd(LPd(L2 2)，经分析推导得到，经分析推导得到，正向和反向平均损耗系数。正向和反向平均损耗系数。)/()()(lg)(2102112KmdBLPdLpdLLa165 后向散射法不仅可以测量损耗系数，还可利用光在光纤中后向散射法不仅可以测量损耗系数，还可利用光在光纤中传输的时间来确定光纤的长度传输的时间来确定光纤的长度L L

25、。显然，。显然，12nctL 式中，式中，c c为光速，为光速，n n1 1为光纤的纤芯折射率，为光纤的纤芯折射率，t t为光脉冲发为光脉冲发出到返回的时间。出到返回的时间。166图 2.23 后向散射法光纤损耗测量 光学系统耦合器件光学系统光学系统信号处理放大器示波器数据处理系统被测光纤光源光检测器167 右图是后向散射功率曲线的右图是后向散射功率曲线的示例，示例，图中：图中：(a)(a)输入端反射区；输入端反射区；(b)(b)恒定斜率区，用以确定损恒定斜率区，用以确定损耗系数；耗系数；(c)(c)连接器、接头或局部缺陷连接器、接头或局部缺陷引起的损耗；引起的损耗；(d)(d)介质缺陷介质缺

26、陷(例如气泡例如气泡)引起引起的反射；的反射；(e)(e)输出端反射区，输出端反射区，用以确用以确定光纤长度。定光纤长度。(a)PA(b)(c)(d)(e)PBdB长度长度(a)PA(b)(c)(d)(e)PBdB长度长度后向散射功率曲线的示例168 用后向散射法的原理设计的测量仪器称为用后向散射法的原理设计的测量仪器称为光时域反射光时域反射仪仪(OTDR)(OTDR)。这种仪器采用单端输入和输出，不破坏光纤，。这种仪器采用单端输入和输出，不破坏光纤，使用非常方便。使用非常方便。OTDR OTDR不仅可以测量光纤损耗系数和光纤长度，还可以不仅可以测量光纤损耗系数和光纤长度，还可以测量连接器和接

27、头的损耗，观察光纤沿线的均匀性和确定测量连接器和接头的损耗，观察光纤沿线的均匀性和确定故障点的位置，是光纤通信系统工程现场测量不可缺少的故障点的位置，是光纤通信系统工程现场测量不可缺少的工具。工具。169光纤测试技术参考资料：光纤测试技术参考资料：1 1、白崇恩，光纤测试，人民邮电出版社。（学校图书、白崇恩，光纤测试，人民邮电出版社。（学校图书馆）馆）170171172 光脉冲中的不同频率或模式在光纤中的群速度不同，这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，这就是光纤的色散，如

28、图所示。展宽，这就是光纤的色散，如图所示。色散引起的脉冲展宽示意图色散引起的脉冲展宽示意图173t1t2t3t4 脉冲展宽导致接收端无法将相邻的脉冲分开，从而导致脉冲展宽导致接收端无法将相邻的脉冲分开，从而导致误码。因此，误码。因此，射散特性限制了光纤的传输容量射散特性限制了光纤的传输容量。174175176LD)(177178）（光光33.3 30lg0 1dBPfPc179）（47.3 21 22cMTBBB180）（48.3 441GHzLDBc1811820110min)/(cLnncLT202110max)/(sin/ncLnncLTc18301201minmax2)(cnNALcL

29、nTTT18401201mod34)(32cnNALcLnTel021mod320cLnTel18522)(dndcDm186m27.100/22dnd0/22dnd187222)()(dVVbdVcnDw188189190本征光纤双折射随机的偏振模耦合 偏振模色散产生的原因191192三种光纤的总色散三种光纤的总色散:1300nm最优化光纤色散平坦光纤色散位移光纤193194降低衰减和色散的研究历程（同时也是光纤的一种分类方法）降低衰减和色散的研究历程（同时也是光纤的一种分类方法）制订光纤标准的国际组织主要有制订光纤标准的国际组织主要有ITU-T(国际电信联盟国际电信联盟 电信标准化机构电信

30、标准化机构)。1、G.651多模渐变型多模渐变型(GIF)光纤，这种光纤具有较大的芯光纤，这种光纤具有较大的芯径和数值孔径，以利于更有效的与光源耦合，在光纤通信发径和数值孔径，以利于更有效的与光源耦合，在光纤通信发展初期广泛应用于中小容量、中短距离的通信系统。展初期广泛应用于中小容量、中短距离的通信系统。2、G.652常规单模光纤，是第一代单模光纤，其特点是常规单模光纤，是第一代单模光纤，其特点是在波长在波长1.31m色散为零，但是在色散为零，但是在1.55m处衰减最小（约处衰减最小（约0.22DB/km，但色散系数高达，但色散系数高达18ps/nm.km），可在这两个波），可在这两个波长工作

31、长工作。目前世界上已敷设的光纤线路。目前世界上已敷设的光纤线路90%采用这种光纤。采用这种光纤。195 这种光纤的缺点是，在零色散波长这种光纤的缺点是，在零色散波长1.31m损耗损耗(0.4 dB/km)不是最小值。在不是最小值。在1.31m光纤放大器投入使用之前，要实现长光纤放大器投入使用之前，要实现长距离通信系统，只能采用电距离通信系统，只能采用电/光和光光和光/电的中继方式。电的中继方式。3、G.653色散移位光纤，是第二代单模光纤，其特点是色散移位光纤，是第二代单模光纤，其特点是在波长在波长1.55 m色散为零，损耗又最小。这种光纤适用于大容色散为零，损耗又最小。这种光纤适用于大容量长

32、距离通信系统，特别是量长距离通信系统，特别是20世纪世纪80年代末期年代末期1.55m分布反分布反馈馈激光器激光器(DFB-LD)研制成功，研制成功，90年代初期年代初期1.55 m掺铒光纤掺铒光纤放大器放大器(EDFA)投入应用，投入应用，突破通信距离受损耗的限制，进一突破通信距离受损耗的限制，进一步提高了大容量长距离通信系统的水平。步提高了大容量长距离通信系统的水平。1960.10.20.30.40.50.61600170014001300120015001100 20 10 0-10-20G.65317ps/nm.kmG.6521974 4、G.654G.654在在1.55m1.55m损

33、耗最小的单模光纤，其特点是在波长损耗最小的单模光纤，其特点是在波长1.31m1.31m色散为零，在色散为零，在1.55m1.55m色散为色散为171720ps/(nmkm)20ps/(nmkm)，和，和常规单模光纤相同，但损耗更低，可达常规单模光纤相同，但损耗更低，可达0.15dB/km0.15dB/km以下。以下。这种光纤实际上是一种用于这种光纤实际上是一种用于1.55m1.55m改进的常规单模光纤，改进的常规单模光纤，目的是增加传输距离。目的是增加传输距离。此外还有色散补偿光纤，其特点是在波长此外还有色散补偿光纤，其特点是在波长1.55m1.55m具有大具有大的负色散。的负色散。这种光纤是

34、针对波长这种光纤是针对波长1.31m1.31m常规单模光纤通信常规单模光纤通信系统的升级而设计的，因为当这种系统要使掺铒光纤放大器系统的升级而设计的，因为当这种系统要使掺铒光纤放大器(EDFA)(EDFA)以增加传输距离时，必须把工作波长从以增加传输距离时，必须把工作波长从1.31m1.31m移到移到1.55m1.55m。用色散补偿光纤在波长。用色散补偿光纤在波长1.55m1.55m的负色散和常规单的负色散和常规单模光纤在模光纤在1.55m1.55m的正色散相互抵消，以获得线路总色散为零的正色散相互抵消，以获得线路总色散为零损耗又最小的效果。损耗又最小的效果。1985 5、G.655G.655

35、非零色散光纤，是一种改进的色散移位光纤。在密集非零色散光纤，是一种改进的色散移位光纤。在密集波分复用波分复用(WDM)(WDM)系统中，当使用波长系统中，当使用波长1.55 m1.55 m色散为零的色散色散为零的色散移位光纤时，由于复用信道多，信道间隔小，出现了一种称为移位光纤时，由于复用信道多，信道间隔小，出现了一种称为四波混频的非线性效应。四波混频的非线性效应。这种效应是由两个或三个波长的传输光混合而产生的有害这种效应是由两个或三个波长的传输光混合而产生的有害的频率分量，它使信道间相互干扰。如果色散为零，四波混频的频率分量，它使信道间相互干扰。如果色散为零，四波混频的干扰十分严重，如果有微

36、量色散，四波混频反而减小。为消的干扰十分严重，如果有微量色散，四波混频反而减小。为消除这种效应，科学家开始研究了非零色散光纤。这种光纤的特除这种效应，科学家开始研究了非零色散光纤。这种光纤的特点是有效面积较大，零色散波长不在点是有效面积较大，零色散波长不在1.55 m1.55 m，而在，而在1.525m1.525m或或1.585m1.585m。在在1.55m 1.55m 有适中的微量色散，其值大到足以抑制密集波有适中的微量色散，其值大到足以抑制密集波分复用系统的四波混频效应，小到允许信道传输速率达到分复用系统的四波混频效应，小到允许信道传输速率达到10 10 Gb/sGb/s以上。非零色散光纤

37、具有常规单模光纤和色散移位光纤的以上。非零色散光纤具有常规单模光纤和色散移位光纤的优点，是最新一代的单模光纤。这种光纤在密集波分复用和孤优点，是最新一代的单模光纤。这种光纤在密集波分复用和孤子传输系统中使用，实现了超大容量超长距离的通信。子传输系统中使用，实现了超大容量超长距离的通信。19917ps/nm.km0.10.20.30.40.50.61600170014001300120015001100 20 10 0-10-20G.653G.65220020-10-20-30101.11.21.31.41.51.61.7030(m)普通光纤1总色散2色散平坦光纤在较大的范围内保持相近的色散值，

38、适用于波分复用系统普通商用光纤色散平坦光纤201国际电信联盟（ITU T）关于光纤的分类参考资料：胡先志，光纤与光缆技术，电子工业出版社。P126202光纤色散的测量方法光纤色散的测量方法203光纤色散的测量方法光纤色散的测量方法204光纤色散的测量方法光纤色散的测量方法205206207208LS2121p2LS209212LErLK1ErKIC2210211 tAKdtdLVnInICcAKV 212213 snfAt1214fdaft112ndaafA112ndaafA215112ndaafAisSnBntlg2lglglg216217cE121TF218njjjgnjjjAEEAEF1

39、21219制动轮筛选试验机的结构组成示意图制动轮筛选试验机的结构组成示意图 试验装置试验装置制动轮筛选试验机制动轮筛选试验机220制动轮筛选试验机的结构组成示意图制动轮筛选试验机的结构组成示意图 试验装置试验装置固定重量筛选试验机固定重量筛选试验机221222223224225226227ffxR222 光纤翘曲度的测量方法有：光纤翘曲度的测量方法有：侧视显微技术和激光束散射侧视显微技术和激光束散射法。法。光纤翘曲度光纤翘曲度R R越大，伸出长度越大，伸出长度x x越小，等效轴线型倾斜角越小，等效轴线型倾斜角越小，连接损耗也越小，当前有关光纤标准是翘曲度应大于越小，连接损耗也越小，当前有关光纤标准是翘曲度应大于4m4m，这对确保很小的光纤连接损耗起到十分大的作用。，这对确保很小的光纤连接损耗起到十分大的作用。228229230231预处理条件预处理条件温度测试条件温度测试条件标称值标称值2h,23,50RH最低温度最低温度TA-60或或-40最高温度最高温度TB+85或或+70在每个温度下最小的持在每个温度下最小的持续时间续时间t12h最大的温度速率最大的温度速率斜坡速率斜坡速率1/min需要完成的循环次数需要完成的循环次数循环次数循环次数2232233234235236237