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光纤参数与相关性能
光纤的参数及特性较多,这里从工程角度给大家介绍一些关于单模光纤的相关性能。请看下列几点:
  
1.几何特性
 
  光纤的几何特性与施工有紧密的联系。光纤的几何特性包括包层直径、包层不圆度、芯直径、芯不圆度和芯/包同芯度误差,其中,单模光纤用模场直径代替几何意义上的芯直径,为了减小单模光纤的接续损耗,需对光纤的模场直径的容差和芯/包同心度误差大小进行严格控制。最新的标准中要求,模场直径的容差应控制在±0.7μm 内,芯/包同芯度误差应不大于 0.8μm。
 
  a.模场直径
 
  单模光纤只传输基模(LP01 模),其场强随空间的分布称为模场。单模光纤的基模不仅分布于纤芯中,而且有相当部分的能量在包层中传输,由于光的衍射效应,要测出纤芯直径的准确值是很困难的。因而单模光纤纤芯直径的概念在物理上已失去了意义,而应改用模场直径的概念。模场直径是表示基模场强空间场强分布集中程度的度量。
 
  模场直径越小,可以减小 1550nm 波长区的宏弯损耗和微弯损耗,但可能会导致光纤连接损耗增加,同时随着纤芯直径的变小,纤芯中的光功率密度越来越大,非线性效应发生的显著性也逐渐增大,因此,对模场直径规范要综合考虑。
 
  b. 芯/包同心度误差
 
  芯/包同心度误差指光纤芯层中心和包层中心之间的距离。该参数对光纤的接头损耗有很大的影响,光纤连接损耗大致与模场同心度误差的平方成正比。目前ITU-T 建议 G.652 规定 1310nm 处的模场同心度误差不得大于 0.8μm,而目前实际商用光纤这个指标小于 0.5μm。
 
2.弯曲损耗
 
  光纤在使用过程中,弯曲是不可避免的,一种情况是光纤弯曲半径比光纤直径大的多(宏弯),另一种情况是光纤成缆时其轴线产生的随机性微弯。弯曲到一定曲率半径时,必然会产生辐射损耗。就宏弯损耗而言,规定在 1550nm 窗口或 C、L 波段,100 圈直径为 75mm 的光纤所增加的损耗不得大于 0.5dB。关于宏弯和微弯的详细情况,请参阅本手册“第二章 /1 光纤光缆测试理论知识 /1.6 宏观弯曲和微观弯曲”。
 
3.衰减
 
  长度为 L 的光纤在波长λ处的衰减 A(λ)(单位为 dB)定义为:A(λ)=10lg[P1(λ)/P2(λ)]式中, P1(λ)和 P2(λ)为光纤入端口和出端口的光功率.对于均匀的光纤,单位长度的衰减即衰减系数α(λ)(单位为 dB/km)与长度无关,可以表示为:α(λ)=A (λ)/L
 
  单模光纤在 1310nm 和 1550nm 波长区的衰减分别为 0.32~0.38dB/km 和0.17~0.25dB/km。
 
4.色度色散
 
  色度色散是指光源光谱中的不同波长的光波在光纤中传输时的群延时差所引起的光脉冲展宽现象。单模光纤只传输一个模式,无模间色散,其色散主要由材料色散、波导色散和剖面色散组成。表征色度色散的主要参数有以下几种。
 
  a.色度色散系数D(λ)
 
  色度色散系数 D(λ)指单位光源譜宽和单位长度光纤的色度色散,单位为ps/(nm﹒km)。
 
  b.零色散波长λ0
 
  当波导色散和材料色散在某个波长处相互抵消,使总的色度色散为零时,该波长即为零色散波长。