一級建造師考試《通信與廣電》精講講義(十)

　　(四) 光纖最重要的兩個傳輸特性 (P14)

　　損耗和色散是光纖最重要的兩個傳輸特性，它們直接影響光傳輸?shù)男阅堋?/P>

　　(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。

　　吸收損耗是因為光波在傳輸中有部分光能轉(zhuǎn)化為熱能;

　　散射損耗是因為材料的折射率不均勻或有缺陷、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，到達輸出端時發(fā)生的時間上的展寬。

　　產(chǎn)生的原因是光脈沖信號的不同頻率成分、不同模式，在傳輸時因速度不同，到達終點所用的時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兩個窗口。實用的低損耗波長是：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;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。上述三個波長稱為三個工作窗口。

　　三、光纖分類

　　四、多模光纖

　　當(dāng)光纖的幾何尺寸遠大于光波波長時(約lμm)，光纖傳輸?shù)倪^程中會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)過長距離傳輸會產(chǎn)生模式色散(經(jīng)過長距離傳輸后，會產(chǎn)生時延差，導(dǎo)致光脈沖變寬)。模式色散會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。

　　五、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4~10μm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：

　　按電信標(biāo)準(zhǔn)化部門(ITU-T)建議分類可分為G.652, G.653, G.654, G.655四種單模光纖;按IEC標(biāo)準(zhǔn)分類可分為Bl.1、B1.2、Bl.3、B2、B4;按我國標(biāo)準(zhǔn)(GB/T)分類可分為Bl.l、B1.2、B1.3、B2、B4。我國標(biāo)準(zhǔn)對光纖類別型號的命名等采用了IEC規(guī)定，所以二者是一樣的。

　　(二)幾種單模光纖的特點和應(yīng)用

　　l. G. 652標(biāo)準(zhǔn)單模光纖特點及應(yīng)用

　�、倭闵�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。

　�、诋�(dāng)工作波長在1.3μm時，光纖色散很小，系統(tǒng)的傳輸距離只受光纖衰減所限制。

　�、酃饫w在1.3μm波段的損耗較大;在1.55μm波段的損耗較小。

　�、芄饫w截止波長：λ從<1250nm。

　�、菽�場直徑：1310nm處的模場直徑是8.6~9.5μm士0.7。在1550nm處沒有具體規(guī)定，但一般不大于10. 3μm。

　�、匏�減：衰減系數(shù)最大值在1310nm窗口，A級為0.36dB/krn, B級為0. 40dB/km,C級為0.50dB/km。

　�、呱�散：零色散波長范圍是1300~1324nm。

　　⑧偏振模色散(PMD)系數(shù)最大值：0. 3ps/km。