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光纤标准和技术指标

发布时间:2008/12/3 0:00:00 访问次数:2241

  经过了几十年的发展,人们已经可以生产出各种各样的光纤。不同种类的光纤,由于其传输特性不同,会有不 同的适用范围。

  按光在光纤中的传输模式划分,可分为多模和单模光纤两种。常用多模光纤的直径为125μm,其中芯径一般在 50~100μm之间。在多模光纤中,可以有数百个光波模在传播。多模光纤一般工作于短波长(0.8μm)区,损耗 与色散都比较大,带宽较小,适用于低速短距离光通信系统中。多模光纤的优点在于其具有较大的纤芯直径,可以用较高的耦合效率将光功率注入到多模光 纤中。

  常用单模光纤的直径也为125μm,芯径为8~12μm。在单模光纤中,因只有一个模式传播,不存在模间色散, 具有较大的传输带宽,并且在1 550 nm波长区的损耗非常低(约为0.2~0.25 db/km),因而被广泛应用于高速长 距离的光纤通信系统中。使用单模光纤时,色度色散是影响信号传输的主要因素,这样单模光纤对光源的谱宽和 稳定性都有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。单模光纤一般必须使用半导体激光器激励。

  按最佳传输频率窗口划分,可分为常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。常规型单模光纤的最佳传输频率在1 310 nm附近,而色散位移光纤的最佳传输频率在1550nm附近。

  按折射率分布的情况化分,可分为阶跃折射率(si)光纤和渐变折射率(gi)光纤。阶跃折射率光纤从芯层到 包层的折射率是突变的。多模阶跃折射率光纤的成本低,模间色散高,适用于短距离低速通信。多模渐变折射率 光纤从芯层到包层的折射率是逐渐变小,可使高阶模按正弦形式传播,这样能减少模间色散,提高光纤带宽,增 加传输距离,但成本较高。现在所使用的多模光纤多为渐变折射率光纤。

  目前,国际上单模光纤的标准主要是itu-t的系列:g.650“单模光纤相关参数的定义和试验方法”、g.652“ 单模光纤和光缆特性”、g.653“色散位移单模光纤和光缆特性”、g.654“截止波长位移型单模光纤和光缆特性 ”、g.655“非零色散位移单模光纤和光缆特性”及g.656“用于宽带传输的非零色散位移光纤和光缆特性”。itu -t对多模光纤的标准是g.651“50/125μm多模渐变折射率光纤和光缆特性”。

  国际电工委员会也颁布了系列标准iec 60793,我国的光纤标准包括国家标准gb/t15912系列和信息产业部颁布 的通信行业标准yd/t系列。

  (1)单模光纤。

  ● 普通单模光纤

  普通单模光纤是指零色散波长在1 310 nm窗口的单模光纤,又称色散未移位光纤或普通光纤,国际电信联盟 (itu-t)把这种光纤规范为g.652光纤。

  g.652属于第一代单模光纤,是1310 nm波长性能最佳的单模光纤。当工作波长在1310 nm时,光纤色散很小,色 散系数d在0~3.5 ps/nm·km,但损耗较大,约为0.3~0.4 db/km。此时,系统的传输距离主要受光纤衰减限制。 在1 550 nm波段的损耗较小,约为0.19~0.25 db/km,但色散较大,约为20 ps/nm·km。传统上在g.652上开通 的pdh系统多是采用1310nm零色散窗口。但近几年开通的sdh系统则采用1550nm的最小衰减窗口。另外,由于掺铒 光纤放大器(erbium doped fiber amplifier,edfa)的实用化,密集波分复用(dwdm)也工作于1550nm窗口, 使得1550nm窗口己经成为g.652光纤的主要工作窗口。

  对于基于2.5 gb/s及其以下速率的dwdm系统,g.652光纤是一种最佳的选择。但由于在1550nm波段的色散较大, 若传输10 gb/s的信号,一般在传输距离超过50km时,需要使用价格昂贵的色散补偿模块,这会使系统的总成本增 大。色散补偿模块会引入较大的衰减,

  因此常将色散补偿模块与edfa一起工作,置于edfa两级放大之间,以免占用链路的功率余度。

  表1是有关g.652光纤的一些光学特性参数和凡何特性参数。

  表1 g.652普通单模光纤的典型光学特性参数和几何特性参数

  g.652类光纤进一步分为a、b、c、d四个子类。g.652a光纤主要适用于itu-t g.951规定的sdh传输系统和g.691 规定的带光放大的单通道直到stm-16的sdh传输系统,只能支持2.5gb/s及其以下速率的系统。g.652b光纤主要 适用于itu-t g.957规定的sdh传输系统和g.691规定的带光放大的单通道sdh传输系统直到stm-64的itu-t g.692带光放大的波分复用传输系统,可以支持对pmd有参数要求的10 gb/s速率的系统。g.652c光纤的适用范围同 b类相似,这类光纤允许g.951传输系统使用在1 360~1 530 nm之间的扩展波段,增加了可用波长数。g.652d光纤 为无水峰光纤,其属性与g.652b光纤基本相同,而衰减系数与g.652c光纤相同,可以工作在1360~1530nm全波段 。

  ● 色散位移光纤

  g.653色散位移光纤,是在g.652光纤的基础上,将零色散点从1 310 nm窗口移动到1 550 nm窗口,解决了1 550 n

  经过了几十年的发展,人们已经可以生产出各种各样的光纤。不同种类的光纤,由于其传输特性不同,会有不 同的适用范围。

  按光在光纤中的传输模式划分,可分为多模和单模光纤两种。常用多模光纤的直径为125μm,其中芯径一般在 50~100μm之间。在多模光纤中,可以有数百个光波模在传播。多模光纤一般工作于短波长(0.8μm)区,损耗 与色散都比较大,带宽较小,适用于低速短距离光通信系统中。多模光纤的优点在于其具有较大的纤芯直径,可以用较高的耦合效率将光功率注入到多模光 纤中。

  常用单模光纤的直径也为125μm,芯径为8~12μm。在单模光纤中,因只有一个模式传播,不存在模间色散, 具有较大的传输带宽,并且在1 550 nm波长区的损耗非常低(约为0.2~0.25 db/km),因而被广泛应用于高速长 距离的光纤通信系统中。使用单模光纤时,色度色散是影响信号传输的主要因素,这样单模光纤对光源的谱宽和 稳定性都有较高的要求,即谱宽要窄,稳定性要好。单模光纤一般必须使用半导体激光器激励。

  按最佳传输频率窗口划分,可分为常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。常规型单模光纤的最佳传输频率在1 310 nm附近,而色散位移光纤的最佳传输频率在1550nm附近。

  按折射率分布的情况化分,可分为阶跃折射率(si)光纤和渐变折射率(gi)光纤。阶跃折射率光纤从芯层到 包层的折射率是突变的。多模阶跃折射率光纤的成本低,模间色散高,适用于短距离低速通信。多模渐变折射率 光纤从芯层到包层的折射率是逐渐变小,可使高阶模按正弦形式传播,这样能减少模间色散,提高光纤带宽,增 加传输距离,但成本较高。现在所使用的多模光纤多为渐变折射率光纤。

  目前,国际上单模光纤的标准主要是itu-t的系列:g.650“单模光纤相关参数的定义和试验方法”、g.652“ 单模光纤和光缆特性”、g.653“色散位移单模光纤和光缆特性”、g.654“截止波长位移型单模光纤和光缆特性 ”、g.655“非零色散位移单模光纤和光缆特性”及g.656“用于宽带传输的非零色散位移光纤和光缆特性”。itu -t对多模光纤的标准是g.651“50/125μm多模渐变折射率光纤和光缆特性”。

  国际电工委员会也颁布了系列标准iec 60793,我国的光纤标准包括国家标准gb/t15912系列和信息产业部颁布 的通信行业标准yd/t系列。

  (1)单模光纤。

  ● 普通单模光纤

  普通单模光纤是指零色散波长在1 310 nm窗口的单模光纤,又称色散未移位光纤或普通光纤,国际电信联盟 (itu-t)把这种光纤规范为g.652光纤。

  g.652属于第一代单模光纤,是1310 nm波长性能最佳的单模光纤。当工作波长在1310 nm时,光纤色散很小,色 散系数d在0~3.5 ps/nm·km,但损耗较大,约为0.3~0.4 db/km。此时,系统的传输距离主要受光纤衰减限制。 在1 550 nm波段的损耗较小,约为0.19~0.25 db/km,但色散较大,约为20 ps/nm·km。传统上在g.652上开通 的pdh系统多是采用1310nm零色散窗口。但近几年开通的sdh系统则采用1550nm的最小衰减窗口。另外,由于掺铒 光纤放大器(erbium doped fiber amplifier,edfa)的实用化,密集波分复用(dwdm)也工作于1550nm窗口, 使得1550nm窗口己经成为g.652光纤的主要工作窗口。

  对于基于2.5 gb/s及其以下速率的dwdm系统,g.652光纤是一种最佳的选择。但由于在1550nm波段的色散较大, 若传输10 gb/s的信号,一般在传输距离超过50km时,需要使用价格昂贵的色散补偿模块,这会使系统的总成本增 大。色散补偿模块会引入较大的衰减,

  因此常将色散补偿模块与edfa一起工作,置于edfa两级放大之间,以免占用链路的功率余度。

  表1是有关g.652光纤的一些光学特性参数和凡何特性参数。

  表1 g.652普通单模光纤的典型光学特性参数和几何特性参数

  g.652类光纤进一步分为a、b、c、d四个子类。g.652a光纤主要适用于itu-t g.951规定的sdh传输系统和g.691 规定的带光放大的单通道直到stm-16的sdh传输系统,只能支持2.5gb/s及其以下速率的系统。g.652b光纤主要 适用于itu-t g.957规定的sdh传输系统和g.691规定的带光放大的单通道sdh传输系统直到stm-64的itu-t g.692带光放大的波分复用传输系统,可以支持对pmd有参数要求的10 gb/s速率的系统。g.652c光纤的适用范围同 b类相似,这类光纤允许g.951传输系统使用在1 360~1 530 nm之间的扩展波段,增加了可用波长数。g.652d光纤 为无水峰光纤,其属性与g.652b光纤基本相同,而衰减系数与g.652c光纤相同,可以工作在1360~1530nm全波段 。

  ● 色散位移光纤

  g.653色散位移光纤,是在g.652光纤的基础上,将零色散点从1 310 nm窗口移动到1 550 nm窗口,解决了1 550 n

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