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       波導(dǎo)色散與制造光纖的材料特性和光纖的幾何尺寸有關(guān)，改變單模光纖結(jié)構(gòu)和參數(shù)設(shè)計，就有可能設(shè)計不同種類的光纖。

       已經(jīng)開發(fā)的有色散位移光纖、非零色散位移光纖、色散補償光纖，以及在1.55μm衰減最小的光纖等。

       圖3.4.1表示標(biāo)準(zhǔn)單模光纖、色散位移光纖、非零色散位移光纖和色散補償光纖的結(jié)構(gòu)和折射率分布。

       

圖3.4.1幾種單模光纖的結(jié)構(gòu)和折射率分布

a）標(biāo)準(zhǔn)單模光纖b）色散位移光纖c）非零色散位移光纖d）色散補償光纖

       圖3.4.2表示標(biāo)準(zhǔn)光纖、色散位移光纖、非零色散位移光纖、色散平坦光纖和色散補償光纖的色散特性和衰減特性。

 

圖3.4.2標(biāo)準(zhǔn)光纖、色散位移光纖、非零色散位移光纖、色散平坦光纖和色散補償光纖的色散和衰減特性

 

一、 G.652標(biāo)準(zhǔn)單模（SSM）光纖

       標(biāo)準(zhǔn)單模光纖是指零色散波長在1.3μm窗口的單模光纖，國際電信聯(lián)盟（ITU）把這種光纖規(guī)范為G.652《單模光纖和光纜特性》光纖，這屬于第一代單模光纖，其特點是當(dāng)工作波長在1.3μm時，光纖色散很小，系統(tǒng)的傳輸距離只受一個因素，即光纖衰減所限制。但這種光纖在1.3μm波段的損耗較大，為0.3~0.4dB/km；在1.55μm波段的損耗較小，為0.2~0.25dB/km。色散在1.3μm波段為±3.5ps/（nm·km），在1.55μm波段較大，約為20ps/（nm·km）。這種光纖可支持用于在1.55μm波段的2.5Gbit/s的干線系統(tǒng)，但由于在該波段的色散較大，若傳輸10Gbit/s的信號，傳輸距離超過50km時，就要求使用價格昂貴的色散補償模塊，另外由于它的使用也增加了線路損耗，縮短了中繼距離，所以不適用于DWDM系統(tǒng)。

二、G.653色散位移光纖（DSF）光纖

       G.652光纖的最大缺點是低衰減和零色散不在同一工作波長上，為此，在20世紀(jì)80年代中期，成功開發(fā)了一種把零色散波長從1.3μm移到1.55μm的色散位移光纖，它屬于第二代單模光纖。

       G.653光纖也分為A和B兩類，A類是常規(guī)的色散位移光纖，B類與A類類似，只是對偏振模色散（PMD）的要求更為嚴(yán)格，允許STM-64的傳輸距離大于400km，并可支持STM-256應(yīng)用。

三、G.654截止波長位移光纖（CSF）

      為了滿足海底光纜長距離通信的需求，科學(xué)家們開發(fā)了一種應(yīng)用于1.55μm波長的純石英芯單模光纖，它是通過降低光纖包層的折射率，來提高光纖SiO2芯層的相對折射率而實現(xiàn)的。該光纖具有更大的有效面積（大于110μm2），超低的非線性和損耗，它在1.55μm波長附近僅為0.151dB/km，可以盡量減少使用摻鉺光纖放大器（EDFA）的數(shù)量，并具有氫老化穩(wěn)定性和良好的抗輻射特性，特別適用于無中繼海底DWDM傳輸。G.654光纖在1.3μm波長區(qū)域的色散為零，但在1.55μm波長區(qū)域色散較大，為17~20ps/（nm·km）。

G.655非零色散位移光纖（NZ-DSF）

       色散位移光纖在1.55μm色散為零，不利于多信道WDM傳輸，因為當(dāng)復(fù)用的信道數(shù)較多時，信道間距較小，這時就會發(fā)生一種稱為四波混頻（FWM）的非線性光學(xué)效應(yīng)，這種效應(yīng)使兩個或三個傳輸波長混合，產(chǎn)生新的、有害的頻率分量，導(dǎo)致信道間發(fā)生串?dāng)_。如果光纖線路的色散為零，F(xiàn)WM的干擾就會十分嚴(yán)重；如果有微量色散，F(xiàn)WM干擾反而還會減小。針對這一現(xiàn)象，科學(xué)家們研制了一種新型光纖，即NZ-DSF光纖。這種光纖實質(zhì)上是一種改進(jìn)的色散位移光纖，其零色散波長不在1.55μm，而是在1.525μm或1.585μm處。在光纖的制作過程中，適當(dāng)控制摻雜劑的量，使它大到足以抑制高密度波分復(fù)用系統(tǒng)中的四波混頻，小到足以允許單信道數(shù)據(jù)速率達(dá)到10Gbit/s，而不需要色散補償。非零色散光纖消除了色散效應(yīng)和四波混頻效應(yīng)，而標(biāo)準(zhǔn)光纖和色散位移光纖都只能克服這兩種缺陷中的一種，所以非零色散光纖綜合了標(biāo)準(zhǔn)光纖和色散位移光纖最好的傳輸特性，既能用于新的陸上網(wǎng)絡(luò)，又可對現(xiàn)有系統(tǒng)進(jìn)行升級改造，它特別適合于高密度WDM系統(tǒng)的傳輸，所以非零色散光纖是新一代光纖通信系統(tǒng)的最佳傳輸介質(zhì)。