光纤前沿技术.doc

光纤光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介.是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的传输媒介。纤」与「光缆」两个名词会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为「光缆」.光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害,如水,火,电击等.光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15μm~50μm， 大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套， 以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。 纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。光纤的特性 是一种传输媒介,它可以像一般铜缆线,传送电话通话或电脑数据等资料,所不同的是,光纤传送的是光讯号而非电讯号.因此,光纤具有很多独特的优点. 宽.低损耗.屏蔽电磁辐射.重量轻.安全性.隐秘性. 光纤系统的运作 道任何通讯传输的过程包括:编码→传输→解码,当然,光纤系统的传输过程也大致相同.电子讯号输入后,透过传输器将讯号数位编码,成为光讯号,光线透过光纤为媒介,传送到另一端的接受器,接受器再将讯号解码,还原成原先的电子讯号输出. 光纤光缆的运用 用区分,可分为3种:专业用途,一般屋外,一般屋内.在专业用途上包括海底光缆,高压电塔上之空架光缆,核能电厂之抗辐射光缆,化工业之抗腐蚀光缆等.而一般屋内及一般屋外的分类差异,依各型光缆依制造设计时之特质,其所适用之范围各有不同. 光缆从屋外至屋内的过程中可分为空架,地下道,直接埋设,管道间铺设,室内用。光纤的历史 1880-AlexandraGrahamBell发明光束通话传输 1960-电射及光纤之发明 1977-首次实际安装电话光纤网路 1978-FORT在法国首次安装其生产之光纤电 1990-区域网路及其他短距离传输应用之光纤 2000-到屋边光纤=gt;到桌边光纤光纤的分类光纤主要分以下两大类:　　1）传输点模数类　　传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。单模光纤的纤芯直径很小, 在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大。多模光纤是在给定的工作波长上,能以多个模式同时传输的光纤。 与单模光纤相比,多模光纤的传输性能较差。　　2)折射率分布类　　折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是一个常数。 在纤芯和保护层的交界面,折射率呈阶梯型变化。1.光导纤维技术特性1.1.非零色散光纤　　非零色散光纤(G.655光纤)的基本设计思想是在1550窗口工作波长区具有合理的、较低的色散, 足以支持10Gbps的长距离传输而无需色散补偿,从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本；同时其色散值又保持非零特性, 具有最小数值限制，适宜开通具有足够多波长的DWDM系统, 同时满足TDM和DWDM两种发展方向的需要。　　为了达到上述目的，我们可以将零色散点移向短波长侧或长波长侧, 使之在1550nm附近的工作波长区呈现一定大小的色散值以满足上述要求。典型G.655光纤在1550nm波长区的色散值为G.652光纤的1/6～1/7，因此色散补偿距离也大致为G.652光纤的6～7倍，色散补偿成本(包括光放大器、色散补偿器和安装调试)远低于G.652光纤。另外，由于G.655光纤采用了新的光纤拉制工艺，具有较小的极化模色散，单根光纤的极化模色散一般不超过0.05ps/km0.5。即便按0.1ps/km0.5考虑，这也可以实现至少400km长的40Gbps信号的传输。　　在两种零色散点不同偏移方向的G.655光纤中，具有正色散的G.655光纤的主要优点是可以利用色散补偿其一阶和二阶色散；另外，由于在1550nm附近D为正，有可能与能够产生负啁啾的MZ外调制器结合, 利用SPM技术来扩大色散受限传输距离甚至实现光孤子传输；最后, 这类光纤在1310nm波长区的色散较小，有利于开放1310窗口。但它的主要缺点是可能产生调制不稳定性；另外, 这类光纤对XPM的影响比较敏感, 由之产生的性能劣化较大。　　具有负色散的G.655光纤的主要优点是不存在调制不稳定性问题，接收机眼图清楚, 对XPM的影响不敏感, 由之产生的性能劣化较小。其缺点是不能利用SPM来扩大色散受限传输距离, 也不支持光孤子通信, 1310nm窗口色散较大；此外，在光纤制造工艺相同和折射率剖面形状类似的条件下，零色散