光纖的分類/光纖性能特性

光纖的分類

①按照傳輸模式來(lái)劃分：

光纖中傳播的模式就是光纖中存在的電磁場(chǎng)場(chǎng)形，或者說(shuō)是光場(chǎng)場(chǎng)形(HE)。各種場(chǎng)形都是光波導(dǎo)中經(jīng)過(guò)多次的反射和干涉的結(jié)果。各種模式是不連續(xù)的離散的。由于駐波才能在光纖中穩(wěn)定的存在，它的存在反映在光纖橫截面上就是各種形狀的光場(chǎng)，即各種光斑。若是一個(gè)光斑，我們稱這種光纖為單模光纖，若為兩個(gè)以上光斑，我們稱之為多模光纖。

② 按照纖芯直徑來(lái)劃分：

★50/125(μm) 緩變型多模光纖

★62.5/125(μm) 緩變?cè)鰪?qiáng)型多模光纖

★8.3/125(μm) 緩變型單模光纖

③ 按照光纖芯的折射率分布來(lái)劃分：

★階躍型光纖 (Step index fiber)，簡(jiǎn)稱SIF；

★梯度型光纖 (Graded index fiber)，簡(jiǎn)稱GIF；

★環(huán)形光纖 (ring fiber)；

★W型光纖

多模光纖
在一定的工作波長(zhǎng)下(850nm/1300nm)，有多個(gè)模式在光纖中傳輸，這種光纖稱之為多模光纖。這種光纖具有相對(duì)大的芯線直徑　(50到80μm)以及125μm的直徑。階躍折射率多模光纖在芯線和覆層間具有突然的變化,而漸變折射率多模光纖在芯線和覆層間具有逐漸的變化。前者被限制在大約50Mbit/s范圍內(nèi)而后內(nèi)者的范圍為1Gbit/s。對(duì)于漸變光纖,折射量從芯線向外逐漸降低。光在折射率較低的材料中傳輸?shù)妮^快。這將導(dǎo)致光在外部材料中比在芯線中傳輸?shù)目?。最終結(jié)果是所有的光線趨于同時(shí)到達(dá)。但這種修正仍然有距離限制。

由于色散或像差，因此，這種光纖的傳輸性能較差，頻帶較窄，傳輸容量也比較小，距離比較短。

單模光纖
單模光纖只傳輸主模，也就是說(shuō)光線只沿光纖的內(nèi)芯進(jìn)行傳輸。由于完全避免了模式色散，使得單模光纖的傳輸頻帶很寬，因而適用于大容量，長(zhǎng)距離的光纖通訊。這種光纖具有小的芯線(7到1Oμm),與多模光纖中的多路徑反射相對(duì),這種芯線強(qiáng)制光沿著光纜按照較直的單路徑傳播。但是,另一種稱為色散的散射形式又是一個(gè)問(wèn)題(將在后面討論)。通常的光源是激光器。這種光纖加工復(fù)雜，但具有更大的通信容量和更遠(yuǎn)的傳輸距離。

光纖規(guī)格以分?jǐn)?shù)的形式列出芯線和覆層的直徑。:例如,FDDI(光纖分布式數(shù)據(jù)接口)的最小建議類型為62.5/125μm多模光纖。這意味著芯線是62.5μm,而芯線和周圍的覆層總共是125μm。連接光纖時(shí)覆層直徑必須相同,這是因?yàn)?a target="_blank">連接器通常參照覆層直徑調(diào)整芯線。

階躍折射和漸變折射多模光纖的芯線規(guī)格通常為50、62.5或100μm。階躍模式光纜的覆層直徑為l25μm。
單模光纖的芯線直徑通常為7到lOμm ,覆層直徑為125μm。
ITU已經(jīng)定義了一系列建議,它們描述多模和單模光纖的幾何屬性和傳輸屬性。下面列出四個(gè)最重要的建議:

ITU G.651 討論具有50μm正常芯線直徑和125μm正常覆層直徑的多模漸變折射光纖。
ITU G.652 討論單模式NDSF(無(wú)色散偏移光纖)。20世紀(jì)80年代安裝的光纜大部分都是這種光纜。傳輸發(fā)生在l310nm范圍,此處的信號(hào)散射最小。長(zhǎng)距離中散射引起信號(hào)問(wèn)題,將在后面對(duì)之進(jìn)行討論。G.652光纖支持下列距離和數(shù)據(jù)速率:lOOOkm為2.5Gbit/S, 60km為lOGbit/s,3km為40G/bits?！?
ITU G.653 討論單模色散偏移光纖。這種光纖使用了一種設(shè)計(jì)方法,旨在“偏移”到散射最小化的區(qū)域l550nm波長(zhǎng)范圍。在這個(gè)范圍,衰減也被最小化,因此光纜距離可以更長(zhǎng)?！?
ITUG.655 討論單模式NZ-DSF(非零色散偏移光纖)光纖,它利用色散特性抑制四波混頻的增長(zhǎng)。四波混頻是一種對(duì)WDM(波分復(fù)用)　系統(tǒng)有害的效應(yīng)。NZ-DSF支持高功率信號(hào)和更長(zhǎng)的距離,以及速率為lOGbit/s或更高的間隔緊密的DWDM(密集WDM)信道。Lucent True Wave是這種光纖的一個(gè)實(shí)例。它支持下列距離和數(shù)據(jù)速率:6000km為2.5Gbit/s, 400km為10Gbit/s,25km為40Gbit/s。
G.655是光纖的最新開(kāi)發(fā)成果。特別是G.655為WDM和海底光纜等長(zhǎng)距離光纜的運(yùn)行做了優(yōu)化。它使用色散,產(chǎn)生了良好的效果。色散有助于減小四波混頻(FWM)的效應(yīng)。當(dāng)三個(gè)波長(zhǎng)混合,產(chǎn)生的第四個(gè)波長(zhǎng)與原始信號(hào)重疊并干涉原始信號(hào)時(shí),在DWDM系統(tǒng)中就出現(xiàn)了這種效應(yīng)。

使用DWDM,單根光纖可以傳輸幾千個(gè)λ的電路。一個(gè)λ就是光窗口內(nèi)光特定的一個(gè)次波長(zhǎng)。它具備單個(gè)電路的所有功能。λ是使用頻分復(fù)用設(shè)置的。可以將每個(gè)λ想象成以lOGbit/s或更高速度傳輸?shù)?a href="http://www.brongaenegriffin.com/tags/紅外/" target="_blank">紅外線的一種特定顏色。光纖復(fù)用器將光纖中可用的光譜分成許多單個(gè)的λ。例如,Avanex PowerMux可以將800多個(gè)信道放在單根光纖上,信道之間的間隙為l2.5GHz。因?yàn)槊扛饫w可能有幾千個(gè)λ,通信公司向企業(yè)出租整個(gè)光纖波長(zhǎng)也是切實(shí)可行的。請(qǐng)參閱“光纖網(wǎng)絡(luò)”。　　 DWDM的替換方案是新的光纖調(diào)制技術(shù),該技術(shù)提升了現(xiàn)有光纖的功能。Kestrel Solution的光纖FDM結(jié)合了FDM(頻分多路復(fù)用)、DSP(數(shù)字信號(hào)處理)和光纖調(diào)制從而改進(jìn)了現(xiàn)有光纖的性能,特別是在已安裝了低質(zhì)量光纖(由于短距離)的大都市區(qū)域和SONET系統(tǒng)。光纖FDM使人們能夠完全訪問(wèn)光纖總的帶寬。

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