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光通信知识-光纤的特点.ppt

上传人:孔乙己 2022/6/10 文件大小:664 KB

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光通信知识-光纤的特点.ppt

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文档介绍

文档介绍:光通信知识-光纤的特点
(2) 光纤结构不完善引起的散射损耗(波导散射损耗)
在光纤制造过程中,由于工艺、技术问题以及一些随机因素,可能造成光纤结构上的缺陷,如光纤的纤芯和包层的界面不完整、芯径变化、圆度不均匀、光纤中残留气泡和裂λ·L
式(3-25)中:Δλ为光源的谱线宽度,即光功率下降到峰值光功率一半时所对应的波长范围;L是光纤的传播长度。
波导色散
式(3-23)中的第二项与波导的归一化传播常数b和波导的归一化频率V有关,而b和V又都是光纤折射率剖面结构参数的函数,所以式(3-23)中的第二项称之为波导色散系数,用Dw(λ)表示。
极化色散
极化色散也称为偏振模色散,用τp表示。从本质上讲属于模式色散,这里仅给出粗略的概念。
单模光纤中可能同时存在LP01x和LP01y两种基模,也可能只存在其中一种模式,并且可能由于激励和边界条件的随机变化而出现这两种模式的交替。
当光纤中存在着双折射现象时,两个极化正交的LP01x和LP01y模传播常数βx和βy不相等。对于弱导光纤,βy和βx之差可以近似地表示为:
式中:nx和ny分别为x方向和y方向的折射率。
总色散
光纤的总色散为:
值得说明的是,单模光纤一般只给出色散系数D,其中包含了材料色散和波导色散的共同影响。
光纤的色散和带宽对通信容量的影响
光纤的色散和带宽描述的是光纤的同一特性。其中色散特性是在时域中的表现形式,即光脉冲经过光纤传输后脉冲在时间坐标轴上展宽了多少;而带宽特性是在频域中的表现形式,在频域中对于调制信号而言,光纤可以看作是一个低通滤波器,当调制信号的高频分量通过光纤时,就会受到严重衰减,。
光纤的带宽(f为调制信号频率)
通常把调制信号经过光纤传播后,光功率下降一半(即3dB)时的频率(fc)的大小,定义为光纤的带宽(B)。由于它是光功率下降3dB对应的频率,故也称为3dB光带宽。可用式(3-33)表示。
光功率总是要用光电子器件来检测,而光检测器输出的电流正比于被检测的光功率,于是:
从式(3-34)中可以看出,3dB光带宽对应于6dB电带宽。
1. 色散与带宽的关系
既然脉冲展宽、色散和带宽描述着光纤的同一个特性,那么它们之间必然存在着一定的联系。
2. 模式畸变带宽和波长色散带宽
由于总色散包括模式色散、材料色散和波导色散,所以光纤的总带宽也可表示为:
式中:BM是由模式色散引起的模式畸变带宽;Bc是由材料色散和波导色散引起的波长色散带宽。
波长色散带宽定义为:
式中:Δλ是光源的谱线宽度,单位是nm;L是光纤的长度,单位是km;D(λ)是材料色散和波导色散的色散系数(即波长色散系数),单位是ps/(nm·km),其中材料色散占主导地位。
3. 链路总带宽对通信容量的影响
光纤链路总带宽与光纤长度之间的关系要分光纤链路中间有无接头。对于无接头的一个制造长度的光纤总带宽BT与其单位公里带宽B的关系如下:
BT=B·L-γ
式中:L是光纤的制造长度(km),γ为带宽距离指数,它的取值与光纤的剖面分布及模耦合状态有关,~(~,单模光纤γ=1)。
成缆对光纤特性的影响
光缆特性
1. 拉力特性
光缆能承受的最大拉力取决于加强构件的材料和横截面积,一般要求大于1km光缆的重量,多数光缆在100~400kg范围。
2. 压力特性
光缆能承受的最大侧压力取决于护套的材料和结构,多数光缆能承受的最大侧压力在100~400kg/10cm。
3. 弯曲特性
弯曲特性主要取决于纤芯与包层的相对折射率差Δ以及光缆的材料和结构。
4. 温度特性
光纤本身具有良好的温度特性。
成缆对光纤特性的影响
1. 成缆的附加损耗
不良的成缆工艺,把光纤制成光缆后,会带来附加损耗,称之为成缆损耗。
2. 成缆可以改善光纤的温度特性
套塑光纤或带有表面涂层的光纤,。
光纤和光缆的温度特征
把光纤制成光缆,温度特性会得到相当大的改善,。
3. 机械强度增加
这一点是很显然的。一般光纤的断点强度约为1~5kg,而由于光缆结构中加入了加强构件、护套、甚至铠装层等,因此其断点强度远大于上述值;不仅如此,光缆的抗侧压、抗冲击和抗扭曲性能都有明显增强。
典型光纤参数
目前,ITU-T(国际电信联盟-电信标准化机构)、、、、