光纤通信技术第二章(共116张).pptxVIP

光信号的传输特性;光源;第二章光信号的传输特性;2.1 光纤概述

光纤的损耗特性

2.3 光纤的色散特性及色散限制

2.4 光纤中的非线性光学效应;2.1光纤概述;2.1.1光纤的结构;根据芯区折射率径向分布的不同，可分为：;-数值孔径(NA);以不同入射角进入光纤的光线将经历不同的途径，虽然在输入端同时入射并以相同的速度传播，但到达光纤输出端的时间却不同，出现了时间上的分散，导致脉冲严重展宽。;1.阶跃光纤;1.阶跃光纤;2.渐变光纤;2.渐变光纤;确定传输模式的参数。可由波动方程导出。;模折射率（有效折射率）：;按照光纤传输模式的多少分：

单模光纤

多模光纤

按照光纤截面折射率分布分：

阶跃型光纤

梯度型光纤(多模光纤)

双包层（W型）

三角分布--色散位移光纤(DSFG.653),非零色散位移光纤(NZ-DSFG.655);ITU-T标准光纤

G.652：普通单模光纤（SMF）

G.653：色散位移光纤(DSF)

G.655：非零色散位移光纤(NZ-DSF),产品：康宁LEAF；长飞：大保实

特种光纤:

保偏光纤（PMF）

色散补偿光纤（DCF）

掺铒光纤（EDF）等;光纤的种类;模场直径MFD;三种主要类型光纤的比较;2.1.3光纤的结构设计与制造;光纤光缆的制作;制造光纤预制棒

的MCVD流程示意图;;塑料光纤;光纤性能是有限制的，随着信道数据率和传输距离的增加，光纤不再是一个透明管道.

传输特性

损耗(dB/km)，直接影响中继距离；

色散(ps/nm.km)，将引起光脉冲展宽和码间串扰，最终影响通信距离和容量；

非线性效应

;2.1 光纤概述

2.2光纤的损耗特性

2.3 光纤的色散特性及色散限制

2.4 光纤中的非线性光学效应;;示例;;;光纤的损耗机理(1);光纤的损耗机理(2);光纤的损耗机理(3);2.1 光纤概述

2.2光纤的损耗特性

2.3 光纤的色散特性及色散限制

2.4 光纤中的非线性光学效应;通过适当改变泵浦激光波长，就可以达到在任意波段进行宽带光放大。

设计思路是通过结构和尺寸的适当选择来加大波导色散，使零色散波长从1310nm移到1550nm。

3 光纤的色散特性及色散限制

群时延是频率的函数，因此任意频谱分量传播相同距离所需的时间都不一样。

入射角大的光线路径长,由于折射率的变化,光速在沿路径变化,虽然沿??纤轴线传输路径最短,但轴线上折射率最大,光传播最慢.

直到高阶色散不起作用，脉冲形状近似高斯型

?是角频率（弧度/秒）；

一、受激非弹性散射：光场经过非弹性散射将能量传递给介质产生的效应。

对单模光纤，2a与?处于同一量级，由于衍射效应，模场强度有相当一部分处于包层中，不易精确测出2a的精确值，因而只有结构设计上的意义，在应用中并无实际意义，实际应用中常用模场直径2w，即光斑尺寸表示，近似为：

NZ-DSF的纤芯采用三角形或梯形折射率分布，其色散可正可负。

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对于D=17(ps/nm.

反常色散区，SPM降低了脉冲展宽速度。;群速色散(GVD);群速度;;光脉冲展宽(1);光脉冲展宽(2);单模光纤的色散;单模光纤的色散;Dispersionof“Standard”Single-ModeFiber;波导色散DW对D(?2)的影响依赖于光纤设计参数，如纤芯半径和芯－包层折射率差?。根据光纤的这种特性，可改变光纤的色散情况，进行色散位移。;;;;SMF,G.652,标准单模光纤

DSF,G.653,色散位移光纤

NZ-DSF,G.655,非零色散位移光纤

DFF,色散平坦光纤

LEAF,大有效面积光纤

DCF,色散补偿光纤

NDF,负色散光纤;NZ-DSF;如康宁公司研制的三角形＋外环结构和双环结构光纤，三角形和内环纤芯的作用是将零色散波长移向1550nm，外环的作用是把光从中心吸引出来一部分，增大有效面积。

当单模光纤工作在零色散波长?0时，D＝0，其BL积可无限增大？

将引起功率耗散和信号频率转移，以及信道之间的串扰。

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色散补偿光纤（DCF）

入射角大的光线路径长,由于折射率的变化,光速在沿路径变化,虽然沿光纤轴线传输路径最短,但轴线上折射率最大,光传播最慢.

2光纤的分类(2)

2a=4~10?m

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652,标准单模光纤

655：非零色散位移光纤(NZ-DSF),产品：康宁LEAF；

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SPM改变了GVD引起的脉冲展宽速度。

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设计思路是通过结构和尺寸的适当选择来加大波导色散，使零色散波长从1310nm移到1550nm。;;单模光纤的发展与演变总结(1);单模光纤的发