光通信原理与技术第3章讲义.pptVIP

光通信原理与技术;光纤的传输特性;光纤的损耗; 光纤通信系统中，光功率常用dBm来表示，dBm和mW之间的换算关系 ;即便是在理想的光纤中都存在损耗——本征损耗(吸收损耗)。;损耗的种类;紫外吸收 光纤材料的电子吸收入射光能量跃迁到高的能级，同时引 起入射光的能量损耗，一般发生在短波长范围; 杂质吸收：这里的杂质不是指光纤中的掺杂物，而是指由于材料不纯净及工艺不完善而引入的杂质。 主要是过渡金属离子（如铁、钴、镍、铜、锰、铬等）和OH离子。; 它不是普遍存在的，只在某些环境中才有。损耗可以很大，达 到几百dB/Km，甚至几万dB/Km。为此，光纤材料一般需要选择对辐 射不敏感的石英玻璃，以避免原子缺陷吸收。; 2) 散射损耗 ;瑞利散射 是一种不可能被消除的损耗，它的特点是与波长的四次方成反比，可表示为;受激喇拉曼散射和受激布里渊散射 仅当光纤中传输功率大于某一阈值才能产生。室温下，芯径较粗的多模光纤不容易出现，而单模光纤就可能存在受激布里渊散射和受激拉曼散射。; 综合来看石英光纤的吸收、散射损耗分析，其损耗谱如下图示。OH离子吸收的存在，使石英光纤低损耗区形成了三个窗口，而瑞利散射决定了损耗的最低极限值。;商用的多模光纤与单模光纤的损耗谱比较; 3) 弯曲损耗 ; 宏弯损耗：它是由光纤实际应用中必需的盘绕、曲折等 引起的宏观弯曲导致的损耗；它是曲率半径 比光纤的直径大得多的弯曲引起的损耗。;;过渡弯曲损耗：这种损耗的机理是由于光纤由直突然变 “弯曲”不一致，引起模场的不匹配，导致 导模与辐射模之间相互耦合，并损失功率。; 微弯曲损耗：微弯曲是因为光纤在制造过程中内部的应 力没有完全释放而造成的，也可能是使用 过程中由于光纤各个部分热胀冷缩的不同 而导致的后果。 这种弯曲损耗主要是光在纤芯和包层 交界面上引起的散射，它也是由于弯曲而 引起的导模功率的横向泄漏。; 理论分析表明，对于单模光纤，微弯曲损耗主要取决于模场半径W0，相对折射率Δ和纤轴畸变程度。而且，模场半径的微小增加都会引起微弯损耗的大幅度上升。;宏弯和微弯对损耗的附加影响;宏弯带来的应用局限：Verizon的烦恼;新技术：抗宏弯的柔性光纤; 4) 光纤-光纤连接损耗 ; 内部损耗因子包括纤芯的半径a，相对折射率差Δ，和折射率分布参数g。; 各种损耗因子对于光纤连接的总损耗的贡献是不一样的。; 在单模光纤中，内部损耗因子引起的连接损耗相对模光纤要小的多。 而对于外部损耗因子，因为单模光纤纤径小，对于横向偏移与角向偏移都极为敏感。为保证连接损耗小于0.5dB，要求光纤对准调整误差在十分之几微米之内。因此单模光纤的连接要比多纤光纤困难的多。;损耗的补偿办法：放大;光纤的色散;;;;;;3.3 单模光纤的色散及单模光纤的分类;;;3.5 单模光纤的非线性特性;;;;;;光纤的制造工艺;;;光缆的结构和种类;;;;;;;;;;;;;