有關光纖的使用研究論文

1光纖的種類

1.1多模光纖多模光纖是指可以傳輸多個光傳導模的光纖。在光纖通信初期，就是使用的就是多模光纖(G.651光纖)，其工作波長在850nm或1300nm，衰減常數分別為<4dB/km和<3dB/km，色散係數分別為<120ps/()和<6ps/()。由於它的衰耗和色散大，故只能用於短距離通信。但它芯徑大，對於接頭和連接器的要求都不高，使用起來比單模光纖要方便，目前多用於計算機局域網內。

1.2單模光纖單模光纖是指只傳輸一個光傳導模（基模）的光纖。其主要優點是衰減較小，傳輸距離長，傳輸容量大，在長途骨幹網、城域網、接入網等場合均有廣泛應用。單模光纖由於只能傳輸基模，它不存在模間時延差，具有比多模光纖大得多的帶寬，單模光纖的帶寬可達幾十GHz以上。所以單模光纖特別適合用於長距離、大容量的通信系統。隨着光纖製造技術和通信技術的不斷髮展，單模光纖的種類也在發展。

常用的單模光纖有以下幾種:

1.2.1G.652光纖G.652光纖即常規光纖，它同時具有1310nm和1550nm兩個窗口。零色散點位於1310nm窗口，而最小衰減位於1550nm窗口。這兩個窗口的的典型值為:1310nm窗口的衰減為0.3～0.4dB/km，色散係數為0～3.5ps/()，1550nm窗口的衰減為0.19～0.25dB/km，色散係數為15～20ps/()。

1.2.2G.653光纖G.653光纖即色散位移光纖，又稱1550nm窗口性能最佳光纖。人們通過設計光纖折射剖面，使零色散點移到1550nm窗口，從而與光纖的最小衰減窗口獲得匹配，使1550nm窗口同時具有最小色散和最小衰減。它在1550nm窗口的典型值為:衰減係數為0.19～0.25dB/km，零色散點在1525～1575nm波長區，且在此區間色散係數<3.5ps/()。這種光纖在1550nm窗口所具有的良好特性使之成為單波長、大容量、超長距離傳輸的最佳選擇。如果純粹沿着時分複用TDM方式進行系統擴容的話，可以直接開通20Gbit/s系統而不需要任何色散補償措施。G.653光纖的重要缺陷是四波混頻現象限制了波分複用(WDM)的'使用。所謂四波混頻現象是由於光纖的非線性引起的，當不同的波長同時在一根光纖中傳輸時，由於相互作用，會產生新的和、差波分量。

1.2.3G.655光纖G.655光纖即非零色散位移光纖，它是為了解決G.653光纖中嚴重的四波混頻效應，對G.653光纖的零色散點進行了移動，使1540～1565nm區間的色散係數保持在1.0～4.0ps/()，避開了零色散區，維持了一個起碼的色散值，從而可以比較方便地開通多波長WDM系統。在G.655光纖的特性中，除了對零色散點進行搬移以外，其他各項特性與G.653都相同。它在1550nm窗口具有最小衰減係數和色散係數。雖然它的色散係數值稍大於G.653光纖，但相對於G.652光纖，已大大緩解了色散受限距離。它成功地解決了在1550nm波長區G.652光纖的色散受限和G.653光纖難以進行波分複用的缺點，同時具有這兩種光纖的優點。它既可開通高速率的10Gbit/s、20Gbit/s的TDM系統，又可以進行WDM方式的擴容。

2增加光纖傳輸容量的途徑

在理論上，增加光纖傳輸容量可有以下幾種方式:空分複用(SDM)、電的時分複用(TDM)、波分複用(WDM)、光的頻分複用(OFDM)、光的時分複用(OTDM)和光孤子技術(Soliton)。基於實用性，只對TDM和WDM兩種擴容方式作簡要介紹。

2.1時分複用技術(TDM)TDM技術是一種對信號進行時分複用的技術，是一種傳統的擴容方式。PDH的34，140，565Mbit/s以及SDH的155，622，2488，9952Mbit/s都是在電信號上進行復用。據統計，在215Gbit/s以下，系統每升級一次每比特的傳輸價格可下降30%左右。正因為如此，在過去的升級中，人們首先採用的是TDM技術。隨着複用速率的提高，例如達到10Gbit/s時已接近硅和砷化技術的極限，沒有太多的潛力可挖，光纖色散的影響也更加嚴重，要對光纖提出更高的要求。

2.2波分複用技術(WDM)所謂波分複用技術就是為了充分利用單模光纖低損耗區所具有的巨大帶寬資源(約有25THz)，採用波分複用器(合波器)在發送端將不同規定波長的信號光載波合併起來並送入一根光纖進行傳輸。在接收端再由一個波分複用器(分波器)將這些不同波長承載不同信號的光載波分開來。

波分複用技術的主要特點有:①可以充分利用光纖的巨大帶寬資源，使一根光纖的傳輸容量比單波長傳輸增加幾倍至幾十倍。②使N個波長複用起來在單模光纖中傳輸，在大容量長途傳輸時可以大量節約光纖。③由於同一光纖中傳輸的信號波長彼此獨立，因而可以傳輸特性完全不同的信號，完成各種業務信號的綜合和分離，包括數字信號和模擬信號，PDH信號和SDH信號的綜合與分離。④波分複用通道對於數據格式是透明的，即與信號速率及電調製方式無關，是網絡擴充和發展中的理想手段。⑤利用WDM技術選路來實現網絡交換和恢復，從而可能實現未來透明的、具有高度生存性的光網絡。

3關於正確選擇光纖的建議

選擇光纖種類的必須考慮三個關鍵的參數:①最大無中繼傳輸距離②每個波長的最大比特率③每根光纖的波長數。當然，以上參數都應考慮光纖終期的要求，而不是初期的要求。根據以上參數，如果最大無中繼傳輸距離在50～100km(取決於激光器的種類)，那麼G.652常規光纖則因其價格低是較為合適的選擇。如果距離更長，而且每個波長的最大比特率小於10Gbit/s，那麼還是應該首選常規光纖.如果距離長，但只需要單波長高速率(10Gbit/s以上)，則可選用G.653色散位移光纖。如果距離長，而且需要多波長承載10Gbit/s或更高速率，那麼G.655非零色散位移光纖是最佳的選擇。

由此可以提出如下的光纖選擇原則:①短距離的中繼光纜和接入網光纜因為距離短，採用較多纖芯所增加的投資不大，因此一般應選擇G.652常規光纖。②長途光纜因為傳輸距離長，採用較多纖芯時投資增加多，所以必須採用高速率和多波長的波分複用技術，應優先考慮採用G.655色散位移光纖。

據報道，近年來北美正在掀起新一輪的光纖敷設高潮，但在幹線上已經停止使用G.652光纖，而是全部採用G.655非零色散位移光纖。這一動向值得引起重視。

無論是選用G.652光纖還是G.655光纖，除了對光纖的衰耗和色散等常規指標提出要求外，一般可以按傳輸10Gbit/s速率的要求提出PMD指標要求,這樣就為以後利用波分複用手段迅速擴大傳輸系統的容量創造了條件。

參考文獻：

[1]馮伯儒.光纖選擇的實際考慮[J].光通信技術.1985.3.

[2]陸茂豐.談談光纖的合理使用和正確選擇[J].江蘇通信技術.1999.4.

摘要:WDM(波分複用)技術已經進入了實用化階段，是傳輸幹線進行擴容的有效手段。通過對G.652，G.653，G.655光纖的特性介紹和對複用技術的分析，提出了關於合理使用和正確選擇光纖的建議。本文根據最新光纖技術標準，着重討論在光纜網絡建設中，必須考慮的最關鍵的光纖技術及選型問題。

關鍵詞:光纖時分複用波分複用選擇