一级建造师考试《通信与广电》精讲讲义(十)

　　(四) 光纤最重要的两个传输特性 (P14)

　　损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。

　　(l)光纤传输损耗：损耗是影响系统传输距离的重要因素之一，光纤自身的损耗主要有吸收损耗和散射损耗。

　　吸收损耗是因为光波在传输中有部分光能转化为热能;

　　散射损耗是因为材料的折射率不均匀或有缺陷、光纤表面畸变或粗糙造成的。

　　当然，在光纤通信系统中还存在非光纤自身原因的一些损耗，包括连接损耗、弯曲损耗和微弯损耗等。这些损耗的大小将直接影响光纤传输距离的长短和中继距离的选择。

　　(2)光纤传输色散：色散是光脉冲信号在光纤中传输，到达输出端时发生的时间上的展宽。

　　产生的原因是光脉冲信号的不同频率成分、不同模式，在传输时因速度不同，到达终点所用的时间不同而引起的波形畸变。

　　色散结果：这种畸变使得通信质量下降，从而限制了通信容量和传输距离。

　　二、光纤通信的工作窗口

　　光纤损耗系数随着波长而变化，为获得低损耗特性，光纤通信选用波长范围在800 ~1800nm，并称850nm(800~900nm)为短波长波段;1300~1600nm为长波长波段，主要有1310nm和1550nm两个窗口。实用的低损耗波长是：第一代系统，波长850nm，最低损耗2. 5dB/km，分贝(dB)采用石英多模光纤;第二代系统，波长1310nm，最低损耗0. 27dB/km,采用石英单模最低色散光纤;第三代系统，波长1550nm，最低损耗0.16dB/km，采用石英单模最低损耗与适应色散光纤。上述三个波长称为三个工作窗口。

　　三、光纤分类

　　四、多模光纤

　　当光纤的几何尺寸远大于光波波长时(约lμm)，光纤传输的过程中会存在一着几十种乃至上百种传输模式，这样的光纤称为多模光纤。

　　由于不同的传播模式具有不同的传播速度与相位，因此，经过长距离传输会产生模式色散(经过长距离传输后，会产生时延差，导致光脉冲变宽)。模式色散会使多模光纤的带宽边窄，降低传输容量，因此，多模光纤只适用于低速率、短距离的光纤通信，目前数据通信局域网大量采用多模光纤。

　　五、单模光纤

　　当光纤的几何尺寸较小，与光波长在同一数量级，如芯径在4~10μm范围，光纤只允许一种模式(基模)在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤称为单模光纤。单模光纤避免了模式色散，适用于大容量长距离传输。

　　(一)单模光纤分类：

　　按电信标准化部门(ITU-T)建议分类可分为G.652, G.653, G.654, G.655四种单模光纤;按IEC标准分类可分为Bl.1、B1.2、Bl.3、B2、B4;按我国标准(GB/T)分类可分为Bl.l、B1.2、B1.3、B2、B4。我国标准对光纤类别型号的命名等采用了IEC规定，所以二者是一样的。

　　(二)几种单模光纤的特点和应用

　　l. G. 652标准单模光纤特点及应用

　　①零色散波长在1310nm附近。既可以使用在1310nm波长区域，也可以使用在1550nm波长区域。最佳工作波长在1310nm区域。

　　②当工作波长在1.3μm时，光纤色散很小，系统的传输距离只受光纤衰减所限制。

　　③光纤在1.3μm波段的损耗较大;在1.55μm波段的损耗较小。

　　④光纤截止波长：λ从<1250nm。

　　⑤模场直径：1310nm处的模场直径是8.6~9.5μm士0.7。在1550nm处没有具体规定，但一般不大于10. 3μm。

　　⑥衰减：衰减系数最大值在1310nm窗口，A级为0.36dB/krn, B级为0. 40dB/km,C级为0.50dB/km。

　　⑦色散：零色散波长范围是1300~1324nm。

　　⑧偏振模色散(PMD)系数最大值：0. 3ps/km。