單模和多模光纖的特點(diǎn)和應(yīng)用

1、單模和多模光纖的特點(diǎn)和應(yīng)用一、光纖結(jié)構(gòu)光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱，是一種新的光波導(dǎo)，是光通信系統(tǒng)最普遍和最重要的傳輸媒質(zhì)。它由單根玻璃纖芯、緊靠纖芯的包層、一次涂覆層以及套塑保護(hù)層組成。（光纖呈圓柱形，由纖芯、包層和涂覆層三部分組成。 ）纖芯和包層由兩種光學(xué)性能不同的介質(zhì)構(gòu)成，內(nèi)部的介質(zhì)對光的折射率比環(huán)繞它的介質(zhì)的折射率高。包在外圍的覆蓋層就像不透明的物質(zhì)一樣，防止了光線在穿插過程中從表面逸出。1.纖芯位置 : 位于光纖的中心部位，直徑：在 4-50 m，單模光纖的纖芯直徑為4-10 m , 多模光纖的纖芯直徑為50 m。纖芯的成分：含有極少量摻雜劑的高純度二氧化硅（如二氧化鍺， 五氧化二磷）作用是

2、適當(dāng)提高纖芯對光的折射率，用于傳輸光信號。2.包層位置 :位于纖芯的周圍直徑： 125 m成分：是含有極少量摻雜劑的高純度二氧化硅。摻雜劑（如三氧化二硼）的作用：適當(dāng)降低包層對光的折射率，使之略低于纖芯的折射率，即纖芯的折射率大于包層的折射率（這是光纖結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵）， 它使得光信號封閉在纖芯中傳輸。3. 光纖的最外層為涂覆層，包括一次涂覆層、緩沖層和二次涂覆層。一次涂覆層：一般使用丙烯酸醋、有機(jī)硅或硅橡膠材料；緩沖層：一般為性能良好的填充油膏；二次涂覆層：一般多用聚丙烯或尼龍等高聚物。涂覆層的作用：是保護(hù)光纖不受水汽侵蝕和機(jī)械擦傷，同時(shí)增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度與可彎曲性，起著延長光纖壽命的作用。涂覆后

3、的光纖外徑約2. 5 mm。4. 光纖最重要的兩個(gè)傳輸特性損耗和色散是光纖最重要的兩個(gè)傳輸特性，它們直接影響光傳輸?shù)男阅堋?l) 光纖傳輸損耗：損耗是影響系統(tǒng)傳輸距離的重要因素之一，光纖自身的損耗主要有吸收損耗和散射損耗。吸收損耗是因?yàn)楣獠ㄔ趥鬏斨杏胁糠止饽苻D(zhuǎn)化為熱能；散射損耗是因?yàn)椴牧系恼凵渎什痪鶆蚧蛴腥毕?、光纖表面畸變或粗糙造成的。當(dāng)然，在光纖通信系統(tǒng)中還存在非光纖自身原因的一些損耗，包括連接損耗、彎曲損耗和微彎損耗等。這些損耗的大小將直接影響光纖傳輸距離的長短和中繼距離的選擇。(2) 光纖傳輸色散：色散是光脈沖信號在光纖中傳輸，到達(dá)輸出端時(shí)發(fā)生的時(shí)間上的展寬。產(chǎn)生的原因是光脈沖信號的不同

4、頻率成分、不同模式，在傳輸時(shí)因速度不同，到達(dá)終點(diǎn)所用的時(shí)間不同而引起的波形畸變。色散結(jié)果：這種畸變使得通信質(zhì)量下降，從而限制了通信容量和傳輸距離。二、光纖通信的工作窗口光纖損耗系數(shù)隨著波長而變化，為獲得低損耗特性，光纖通信選用波長范圍在800-1800nm ，并稱 850nm(800-900nm）為短波長波段；1300-1600nm為長波長波段，主要有 1310nm和 1550nm 兩個(gè)窗口。實(shí)用的低損耗波長是：第一代系統(tǒng)，波長850nm ，最低損耗 2. 5dB/km ，分貝（ dB ）采用石英多模光纖；第二代系統(tǒng)，波長1310nm ，最低損耗0. 27dB/km,采用石英單模最低色散光纖；

5、第三代系統(tǒng)，波長1550nm ，最低損耗0.16dB/km，采用石英單模最低損耗與適應(yīng)色散光纖。上述三個(gè)波長稱為三個(gè)工作窗口。三、光纖分類一、多模光纖當(dāng)光纖的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長時(shí)（約l m) ，光纖傳輸?shù)倪^程中會(huì)存在一著幾十種乃至上百種傳輸模式，這樣的光纖稱為多模光纖。由于不同的傳播模式具有不同的傳播速度與相位，因此，經(jīng)過長距離傳輸會(huì)產(chǎn)生模式色散（經(jīng)過長距離傳輸后，會(huì)產(chǎn)生時(shí)延差，導(dǎo)致光脈沖變寬）。模式色散會(huì)使多模光纖的帶寬邊窄，降低傳輸容量，因此，多模光纖只適用于低速率、短距離的光纖通信，目前數(shù)據(jù)通信局域網(wǎng)大量采用多模光纖。( 一 ) 多模光纖的主要產(chǎn)品及應(yīng)用性能如下表：產(chǎn)品名稱主要性能特

6、點(diǎn)及應(yīng)用62.5/125 m 多模光纖（A1b ）低衰減和高帶寬，適用于千兆以太網(wǎng)（IEEE 802.3z）50/125 m 多模光纖（A1a ）低衰減, 高帶寬和優(yōu)異的抗彎曲性能，適用于千兆以太網(wǎng)（IEEE 802.3z ）62.5/125 m&50/125 m 多模850nm 和 1300nm 窗口優(yōu)化多模光纖，適用于千兆以太網(wǎng)（IEEE 802.3z ）光纖 A1b/A1a （ OM1/OM2 ）62.5/125 m&50/125 m 彎曲適用于工作窗口為850nm 的 1&10&40&100 Gb/s傳輸系統(tǒng)，傳輸距離可達(dá)不敏感多模光纖A1b/A

7、1a150m 、 300m 和 500m ，光纖的最小彎曲半徑7.5mm 。（ OM2/OM3/OM4 ）（二） A1 類多模光纖傳輸性能要求項(xiàng)目單位A1a （50/125 m）A1b （ 62.5/125 m）850nm2.4-3.52.8-3.5衰減系數(shù)dB/m1300nm0.55-1.50.6-1.5850nm200-800160-800模式帶寬MHz· km1300nm200-1200200-1000數(shù)值孔徑0.23 ±0.020.275 ± 0.015零色散波長 0nm1295 0 13651295 0 1365零色散斜率 S 01295 0 13652

8、· km) 0.105+0.001( 0 -1259)ps/(nm1295 0 1365 0.111295 0 1365 0.001(1458- 0)二、單模光纖當(dāng)光纖的幾何尺寸較小，與光波長在同一數(shù)量級，如芯徑在4-10 m 范圍，光纖只允許一種模式（基模）在其中傳播，其余的高次模全部截止，這樣的光纖稱為單模光纖。單模光纖避免了模式色散，適用于大容量長距離傳輸。（一）單模光纖分類：IEC 60793-2和 IEC 60793-2-50中將單模光纖劃分為B1.1 、 B1.2 、 B1.3 、B2 、 B4、B5 、B6 等類別， ITU-T 也在 G.652 、G.653 、G.6

9、54 、 G.655 、 G.656 、 G.657 等建議中分別規(guī)范了各種單模光纖的定義和特性，而GB/T 9771 的各部分參照IEC 60793-2-50和 ITU-T G.65x系列制訂。其對應(yīng)關(guān)系在下表中總述。一種給定型號的單模光纖 ( 例如： B4) ，通過對模場直徑（也稱有效面積）、色散系數(shù)、色散曲線的斜率、截止波長等參數(shù)進(jìn)行適配的最優(yōu)化，而獲得不同的應(yīng)用方式。表 . 單模光纖的分類和定義GB/T 9771.1 7常規(guī)命名ITU 分類名稱主要特征以及 IEC 分類名稱零色散波長在1300nm至 1324nm之間，在非色散位移G.652.AB1.11310nm 窗口性能最優(yōu)化，在1

10、550nm窗口也能單模光纖G.652.B兼容使用1310nm 至 1530nm之間，并截止波長位移至且G.654.A截止波長位B1.2_b在 1550nm 窗口性能最優(yōu)化。B1.2 類光纖主要G.654.B移單模光纖B1.2_c應(yīng)用在海底光纜中，偶爾也可應(yīng)用于陸地光纜G.654.C中波長段擴(kuò)展B1.3 類光纖除性能與 B1.1類光纖相似之外，G.652.C的非色散位B1.3還具有 1383nm水峰處較低的衰減，從而也能G.652.D移單模光纖在 1360nm 至 1460nm 窗口兼容使用零色散波長在1525nm至 1575nm之間，在色散位移單B2_aG.653.A1550nm 窗口性能最優(yōu)

11、化。為避免四波混頻效應(yīng)模光纖B2_bG.653.B只有在低功率或可能的場合或固定信道時(shí)才可以采用復(fù)用頻道傳輸B4_cG.655.A 、 B、C零色散波長在1530nm 至 1565nm 波段之外，在非零色散位B4_dG.655.D1550nm 窗口性能最優(yōu)化，并且截止波長可以轉(zhuǎn)移單模光纖B4_eG.655.E移到 1310nm以上區(qū)域?qū)挷ㄩL段光在 1460nm 至 1625nm 窗口性能最優(yōu)化，并且零傳輸用非零B5G.656色散波長小于1460nm色散位移單模光纖接入網(wǎng)用彎與 B1.3 類光纖兼容，但最小彎曲半徑為10mmB6_a1G.657.A1曲不敏感單或 7.5mm ，適合在接入網(wǎng)中及室

12、內(nèi)使用。工作B6_a2G.657.A2模光纖波長在 1260nm 1625nm接入網(wǎng)用彎不與 B1.3類光纖兼容，但最小彎曲半徑為B6_b2G.657.B2曲不敏感單7.5mm 或5.0mm ，適用于室內(nèi)短距離的通信傳B6_b3G.657.B3模光纖輸，工作波長在1310nm 、 1550nm 和 1625nm（二）幾種單模光纖的特點(diǎn)和應(yīng)用l. G. 652標(biāo)準(zhǔn)單模光纖特點(diǎn)及應(yīng)用零色散波長在1310nm 附近。既可以使用在1310nm 波長區(qū)域，也可以使用在1550nm 波長區(qū)域。最佳工作波長在1310nm 區(qū)域。當(dāng)工作波長在1.3 m 時(shí)，光纖色散很小，系統(tǒng)的傳輸距離只受光纖衰減所限制。光纖

13、在1.3 m 波段的損耗較大；在1.55 m 波段的損耗較小。光纖截止波長： cf 1250nm ，光纜截止波長： cc 1260nm 。模場直徑：1310nm 處的模場直徑是8.6-9.5 m 士 0.7 。在 1550nm處沒有具體規(guī)定，但一般不大于10. 3 m 。衰減：衰減系數(shù)最大值在1310nm 窗口， A 級為 0.36dB/km,B 級為 0.40dB/km;衰減系數(shù)最小值在1500nm 窗口， A 級為 0.22dB/km, B級為 0.25dB/km色散：零色散波長范圍是1300-1324nm 。偏振模色散（PMD ）系數(shù)最大值：0. 3ps/km2. G. 653色散位移光

14、纖特點(diǎn)及應(yīng)用色散位移光纖在1.55 m 色散為零，不利于多信道的WDM 傳輸，用的信道數(shù)較多時(shí)，信道間距較小，這時(shí)就會(huì)發(fā)生四波混頻（FWM ）導(dǎo)致信道間發(fā)生串?dāng)_。如果光纖線路的色散為零， FWM （四波混頻）的干擾就會(huì)十分嚴(yán)重；如有微量色散，F(xiàn)WN 干擾反而還會(huì)減少。光纖截止波長： cf<1250nm.模場直徑：1550nm 處的模場直徑是7. 8- 8.5 m0.8.士衰減：衰減系數(shù)最大值在1310nm窗 口 ，A 級為0.40dB/km,B級為0.45dB/km,C級為0. 55dB/km偏振模色散（PMD ）系數(shù)最大值：0. 3ps/km此種光纖除了在日本等國家干線網(wǎng)上有應(yīng)用外，在

15、我國干線網(wǎng)上幾乎沒有應(yīng)用3. G.654 截止波長位移光纖特點(diǎn)及應(yīng)用零色散波長在1310nm 附近，截止波長位移到較長的波長，所以該光纖也被稱為截止波長位移單模光纖。工作波長為1.55 m，在該波長附近上的衰減最小。零色散點(diǎn)在1300nm 附近，但在1550nm 窗口色散較大，約為17-20 ps/(nm 2· km)光纖截止波長：1350nm< cf<1600nm.模場直徑： 1550nm 處的模場直徑9.5-10.5 m 0.7.。是士衰減：衰減系數(shù)最大值在1550 nm 窗口， A 級為 0.19dB/km, B級為 0. 22dB/km 。色散：1550nm 色散

16、系數(shù)最大值20 ps/(nm 2· km); 1550nm零色散斜率最大值為0.07ps/(nm 2· km) 。偏振模色散（PMD ）系數(shù)最大值：0. 3ps/km該種光纖主要應(yīng)用于長距離數(shù)字傳輸系統(tǒng)。如海底纜。4. G.655非零色散位移光纖特點(diǎn)及應(yīng)用非零色散光纖實(shí)質(zhì)上是一種改進(jìn)的色散位移光纖，其零色散波長不在1. 55 m；在使用波長區(qū)域據(jù)有一非零的小色散值, 以抑制密集波分復(fù)用（DWDM ）中四波混頻（FWM ）效應(yīng)最佳使用波長范圍在1500-1600nm區(qū)域。光纖截止波長： cf 1470nm ，光纜截止波長： cc 1480nm 。模場直徑：（8.0-11.0）

17、 m 士 0.7衰減：衰減系數(shù)最大值在1500nm窗 口 ，A 級為0.22dB/km, B級為0.25dB/kmC波段色散：非零色散區(qū)nm： 1530 min max 1565 ，非零色散區(qū)絕對值ps/(nm 2· km) ： 1.0 Dmin Dmax 10 ， Dmax Dmin 5.0ps/(nm 2· km);偏振模色散（PMD ）系數(shù)最大值：0. 3ps/kmG. 655非零色散光纖適用于通信網(wǎng)和其他通信設(shè)備，它特別適用于DWDM 系統(tǒng)的傳輸。5. G.657 接入網(wǎng)用彎曲不敏感單模光纖 G657AB1.3 類光纖兼容，但最小彎曲半徑為10mm7.5mm ，適合

18、在接入網(wǎng)中及室與或內(nèi)使用 ,G657B不與 B1.3 類光纖兼容，但最小彎曲半徑為7.5mm5.0mm ，適用于室內(nèi)或短距離的通信傳輸，工作波長在1310nm 、 1550nm 和 1625nm 。零色散波長在1310nm 附近。既可以使用在1310nm 波長區(qū)域，也可以使用在1550nm波長區(qū)域。最佳工作波長在1310nm 區(qū)域。光纖截止波長：光纖截止波長未做規(guī)定，光纜截止波長：cc 1260nm 。模場直徑：G657A: （ 8.6-9.5） m 士 0.4G657B: (6.3-9.5） m 士 0.4衰減： B6 類單模光纖的衰減系數(shù)應(yīng)符合下表規(guī)定表 .B6 類單模光纖的衰減系數(shù)光纖類

19、型使用波長 (nm)最大衰減值 (dB/km)13100.381383 ± 30.38B1.3 和 B6a15500.2416250.281310 16250.51383 ± 30.5B6b15500.316250.4色散：零色散波長范圍是1300-1324nm 。偏振模色散（PMD ）系數(shù)最大值：0. 3ps/km宏彎損耗：B6 類單模光纖的宏彎損耗參數(shù)應(yīng)符合下表規(guī)定。表.B6類單模光纖的宏彎特性單位： dB條件技術(shù)指標(biāo)B6aB6b彎曲半徑mm圈數(shù)1550nm1625nm1550nm1625nm1510 0.25 1.00.03 0.10101 0.75 1.50.10

20、0.207.51- 0.50 1.00二、在任何事情上都不要覺得自己受了多大的委屈，哭哭啼啼和別別扭扭改變不了糟糕的現(xiàn)狀。心子開一點(diǎn)，認(rèn)真地該干啥干啥，反倒走得順暢許多。扛得住多少東西，最后就會(huì)得到多少東西，大致就是這么個(gè)理兒吧。三、生命本沒有意義，你要能給他什么意義，他就有什么意義。與其終日冥想人生有何意義，不如試用此生做點(diǎn)有意義的事。四、愛怕沉默。太多的人，以為愛到深處是無言。其實(shí)，愛是很難描述的一種情感，需要詳盡的表達(dá)和傳遞。五、有些路，只能一個(gè)人走。六、有一種落差是，你配不上自己的野心，也辜負(fù)了所受的苦難。七、有些決定，只需要一分鐘，可是，卻會(huì)用一輩子，去后悔那一分鐘。八、“忽然想通了

21、”, 這五個(gè)字說來簡單，要做到可真不容易。我佛如來在菩堤樹下得道，就因?yàn)樗昂鋈幌胪恕边_(dá) . 摩祖師面壁十八年，才總算“忽然想通了”無 . 論什么事，你只要能“忽然想通了”, 你就不會(huì)有煩惱，但達(dá)到這地步之前，你一定已不知道有過多少煩惱。九、如果他總為別人撐傘，你何苦非為他等在雨中。十、我對前任的感覺很簡單，哪怕他的女朋友來我面前秀恩愛，我也不會(huì)覺得煩。就像在看別人吃一碗很香的鹵肉飯，吧唧嘴巴弄得很大聲，但我自己心里是明白的：我吃過那種飯，其實(shí)沒那么好吃。十一、為什么我們總是不懂得珍惜眼前人？在未可預(yù)知的重逢里，我們以為總會(huì)重逢，總會(huì)有緣再會(huì)，總以為有機(jī)會(huì)說一聲對不起，卻從沒想過每一次揮手道

22、別，都可能是訣別，每一聲嘆息，都可能是人間最后的一聲嘆息。十二、我在最好的時(shí)候碰到你，是我的運(yùn)氣?？上覜]時(shí)間了。想想，說人生無悔，都是賭氣的話。人生若無悔，那該多無趣啊。我心里有過你?？晌乙仓荒艿较矚g為止了。十三、我說不出來為什么愛你，但我知道，你就是我不愛別人的理由。十四、當(dāng)你在轉(zhuǎn)圈的時(shí)候，這個(gè)世界很大，當(dāng)你勇往直前，這個(gè)世界就很小。十五、現(xiàn)在男女之間的戀愛，總是答應(yīng)太快，結(jié)果分手也快。人性的規(guī)律是容易得到的就容易放棄。凡是通過努力得到的，不管是感情還是物品，都會(huì)使人頓生珍惜之感。所以在感情上，當(dāng)有人追求時(shí)，內(nèi)心的一份矜持是必要的，即使心里很愛，也需要給追求者時(shí)間和難度，這樣兩人走到一起才會(huì)珍惜感情、地久天長。十六、我從來不會(huì)在分手很久后才會(huì)哭，因?yàn)椴恢?。十七、高興呢，就允許自己高興一天；難過呢，也允許自己難過一天。關(guān)