光纤通信系统第二光纤的传输特性.ppt

光纤通信系统中，光纤的传输特性是确保信号高效、稳定传输的关键因素。光纤在通信中的损耗和色散是影响传输质量的两个重要因素。 损耗主要指的是信号强度随传输距离的增加而减弱的现象。损耗的来源主要包括吸收、散射和弯曲等。其中，吸收损耗又分为本征吸收和杂质吸收，本征吸收包括紫外吸收和红外吸收，而杂质吸收则主要是由光纤材料中过渡金属离子和氢氧根离子等杂质造成的。散射损耗可以分为瑞利散射和结构缺陷散射，其中瑞利散射是由于光纤材料密度微观不均匀造成的固有散射。为了降低损耗，光纤的制作工艺需要严格控制，如选择合适的材料和拉丝工艺。 损耗的度量通常用单位dB/km来表示光纤的损耗值。损耗系数是衡量光纤损耗的关键参数，而单模通信光纤的衰减曲线则反映了光纤在不同波长下的衰减特性。 色散是指在光纤中传输的光信号因不同频率成分或不同模式的速度差异，导致不同频率成分或模式到达光纤终端的先后不同，进而产生波形畸变。色散的表示方法通常采用时延差来描述。色散主要分为模式色散、材料色散和波导色散三种类型。模式色散是由多模光纤中不同模式间存在的时延差造成的；材料色散则是由光纤材料折射率随频率变化而引起的；波导色散则是由光纤模式在不同频率下群速不同造成的。波长色散系数D用来表示波导色散的程度，单位是ps/(nm·km)。 此外，光纤的非线性效应也是影响传输特性的重要因素。非线性效应是光波间或光波与光纤材料间相互作用的结果，会引起噪声和串扰。非线性效应的产生与传输功率、比特率以及传输距离和光纤的横截面积有关。常见的非线性效应包括受激拉曼散射(SRS)、受激布里渊散射(SBS)、四波混频(FWM)、自相位调制(SPM)和交叉相位调制(CPM)。 了解光纤的传输特性对于设计和优化光纤通信系统至关重要。通过分析损耗、色散和非线性效应，通信工程师可以采取相应措施优化光纤链路设计，减少信号衰减和畸变，提高通信系统的传输效率和稳定性。