光纤的类型和应用节选电子教案Word下载.docx
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各组成部分均用代号或数字表示。
图2.4.3光纤的规格代号组成
（1）光纤数目
光缆中光纤数目用同类别光纤的实际有效阿拉伯数字表示。
（2）光纤类别的代号和意义
J：
二氧化硅系多模渐变型光纤；
Z：
二氧化硅系多模准实变型光纤；
X：
二氧化硅纤芯塑料包层光纤；
T：
二氧化硅系多模实变型光纤；
D：
二氧化硅系单模光纤；
S：
塑料光纤。
（3）光纤的主要尺寸参数
用阿拉伯数字（含小数点）以微米（μm）为单位表示多模光纤的芯径/包层直径或单模光纤的模场直径/包层直径。
（4）传输性能代号
光纤的传输性能代号由使用波长、损耗系数及模式带宽的代号（a,bb,cc三组数字代号）构成。
其中a表示使用波长的代号，规定如下：
“1”：
使用波长在0.85μm区域；
“2”：
使用波长在1.31μm区域；
“3”：
使用波长在1.55μm区域。
“bb”：
表示损耗系数的代号，其阿拉伯数字依次为光纤衰减系数值（dB/km）的个位数和十位数。
“cc”：
表示模式带宽的代号，其阿拉伯数字依次是多模光纤模式带宽数值（MHz.km）的千位数和百位数。
单模光纤无此项。
同一光缆中适用于两种及两种以上波长，并具有不同传输性能时，应同时列出各使用波长的规格代号，并用“/”划开。
（5）适用温度代号及其意义
A：
适用于-40∼+40℃；
B：
适用于-30∼+50℃；
C：
适用于-20∼+60℃；
适用于-5∼+60℃。
例如，己知缆内某光纤的型号为J50/125（12008）C，其意义：
J：
多模渐变型
50/125：
芯径50μm，包层125μm
（1…）：
工作波长0.85μm
（.20…）：
衰减常数2.0dB/km
（…08）：
带宽800MHz.km
C：
环境温度-20-+60℃
再例如，已知缆内某光纤的型号为D9/125（208）C，其意义：
D：
单模光纤
9/125：
模场直径9μm，包层μm125
（2..）：
工作波长1.31μm
（.08）：
衰减系数0.8dB/km
C：
2.5光纤的类型和应用
在光纤工业发展早期，光纤的传输窗口主要有两个（0.85和1.31微米），后来有了第三个传输窗口（1.55微米）。
在技术得到发展的今天，在波长1.26至1.68微米范围内，光纤可以传输的窗口有6个（表2.5.1）。
利用波分复用（WDM）技术，每个窗口（波段）可同时传输多个信道。
表2.5.1：
光纤可以利用的波段
波段
O
E
S
C
L
U
名称
初始波段
扩展波段
短波段
常规波段
长波段
超长波段
波长范围（nm）
1260-1360
1360-1460
1460-1530
1530-1565
1565-1625
1625-1675
按照ITU-T关于光纤的建议，目前可以将光纤分为G.651、G.652、G.653、G.654、G.655和G.656六个大类，有的大类还派生出了几个子类。
国际电工委员会（IEC）也制订了相应的标准，我国光纤国家标准（GB/T）等效采用了IEC规定。
2.5.1G.651类-多模光纤
G.651类光纤可分别或同时工作在1310nm和1550nm波长上，在1310nm处色散值最小（即带宽最大），在1550nm处衰减最低。
它有两种折射率剖面结构，见图2.5.1和图2.5.2。
图2.5.1阶跃型折射率分布图2.5.2梯度型折射率分布
（1）主要特点和IEC及GB/T的细分
IEC和GB/T又进一步按它们的纤芯直径、包层直径、数值孔径的参数细分为A1a、A1b、A1c和A1d四个子类（表2.5.2）。
表2.5.2：
多模光纤：
IEC和GB/T分类
IEC分类
芯径μm
外径μm
数值孔径
A1a
50
125
0.200
A1b
62.5
0.275
A1c
85
A1d
100
140
0.316
2.5.2G.652类--常规单模光纤
G.652类光纤也称为非色散位移光纤，是目前应用最广泛的光纤。
G.652类光纤的主要特点是：
在1310nm工作波长上，具有较低的衰减和零色散；
在1550nm工作波长上，具有最低衰减但有较大的正色散。
G.652类光纤的折射率剖率剖面结构见图2.5.3和2.5.4。
图2.5.3包层折射率匹配型图2.5.4包层折射率下陷型
根据色散波长特性，它主要工作在E（1360～1460nm）波段和S（1460～1530nm）波段；
在C（1530～1565nm）波段的色散较大（18ps/km.nm），很难进行以10Gbit/s及以上的DWDM系统长途传输。
ITU又进一步把G.652类光纤细分为G.652A、G.652B、G.652C和G.652D四个子类。
ITU与IEC和GB/T分类对应关系见表2.5.6。
表2.5.6：
ITUG.652类与IEC和GB/T对应关系
ITU-T分类
对应IEC和GB/T
G.652A
B1.1
G.652B
G.652C
B1.3
G.652D
通常，2.5Gbit/s及以下系统为衰减受限、10Gbit/s及以上系统为色散受限系统。
实际上，10Gbit/s及以上系统受限的并不仅是光纤的色度色散，偏振模色散（PMD）的影响更要严重得多，见表2.5.7。
表2.5.7：
偏振模色散、传输速率和传输距离的典型关系
偏振模色散ps/（km）1/2:
不作要求
0.50
0.20
0.10
传输速率Gbit/s
最高2.5
10
10（以太网）
40
传输距离Km
400
2
3000
80
≥4000
（1）G.652A光纤
在ITU-T2003新版以前，G.652A光纤的参数与G.652（1996版）是最接近的，因为对它的偏振模色散（PMD）性能一直没有要求（包括2000版）。
值得注意的是：
2003新版中对它的PMD也提出了要求。
因而它从原来最高速率2.5Gbit/s变为能支持10Gbit/s系统传输距离达400Km和10Gbit/s以太网40km及40Gbit/s系统传输距离2km。
例如：
支持ITU-TG.957规定的SDH传输系统；
支持ITU-TG.691规定的带光放大的STM-16的单通道SDH传输系统；
支持ITU-TG.693规定的10Gbit/s（直到40km）以太网系统和STM-256。
（2）G.652B光纤
G.652B在G.652A的基础上，除了把对衰减的规定延伸到了L波段（1625nm）外，PMD比G.652A的要求高，可支持速率10Gbit/s系统传输距离达3000km以上和40Gbit/s系统传输距离达80km。
支持ITU-TG.691规定的带光放大的高至STM-64的单通道SDH系统；
支持ITU-TG.692规定的带光放大的高至STM-64的波分复用系统；
支持ITU-TG.693和G.959.1规定对于STM-256的某些应用。
（3）G.652C光纤
G.652C又称为低水峰光纤或城域网专用光纤，它消除了1385nm附近OH根离子吸收的损耗峰（俗称水峰），使损耗谱平坦，相当于增加了125个信道间隔为100GHz的波长通道。
G.652C具有与G.652A相类似的属性和应用范围，但它在1550nm的衰减更低，并可使用在1360-1530nm间的扩展（E）波段和短波（S）段，增加了可用波长范围，使波分复用信道数大为增加。
是城域网应用的较佳选择。
（4）G.652D光纤
G.652D集合了G.552B和G.652C的优点，即与G.652B有相似的属性和应用范围，但衰减要求与G.652C相同，并允许使用在1360∼1530nm（E和S波段）。
可以预见其在未来城域网应用的广阔前景。
（5）G.652及其子类光纤的主要技术指标
从G.652类光纤在演变和优化进程中：
光纤的模场直径、几何尺寸控制趋向于更严格；
光纤的筛选应力趋向于更大，即强度要求更高；
在光纤的宏弯损耗不变前提下，弯曲半径趋向更小；
对光纤的PMD更关注，趋向于更低的PMD；
对光纤的使用波段趋向于更宽。
G.652类光纤不同子类的光纤性能是有区别的，应根据使用要求和适用的传输设备来选用适用的子类。
G.652（96版）是最初步的单模光纤，已不能满足日趋发展的通信要求。
仅以G.652来定义常规单模光纤是不完整的。
应引起重视的是：
利用G.652类光纤开通40Gb/s以上的长途传输，须引入色散补偿，并需要更多的光放大器补偿由此导入的插入损耗。
（6）光纤的PMD（偏振模色散）
在单模传输中，光波的基模含有两个相互垂直的偏振态，理论上以完全相同的速度传播，没有任何延迟。
然而，由于光纤事实上不可能绝对均匀且没有任何内在的或外部（如温度、弯曲、扭曲所致的）应力，这些因素引起了这两个正交偏振分量在单位长度中的差分群时延。
这就是光纤的PMD（偏振模色散）。
当传输速率较低、距离不大时，PMD对系统的影响微不足道。
当速率达10Gb/s及以上时，PMD将成为限止系统性能的因素之一。
2.5.3G.653-色散位移光纤
IEC和GB/T把G.653光纤分类命名为B2型光纤。
为了充分利用光纤在1550nm波长处的低衰减并克服大的色散，在光纤剖面结构和制造工艺上采取了一些技术措施后，G.653光纤把1310nm处的零色散移到了1550nm处，使低衰减和零色散同时出现并与光放大器的工作波长匹配。
图2.5.6是G.653光纤的典型折射率剖面结构。
图2.5.6典型的色散位移移光纤折射率分布示意图
这种光纤在1550nm波长可不用色散补偿直接开通20Gb/s系统，非常适合于点对点的长距离、高速率的单
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