光纤通信原理与系统_《通讯原理》基本内容_通信信号处理技术(8)

? 光纤石英材料的折射率不是一个常数，而是随光波长 的增大而减小;

? 波导结构与折射率分布等参量有关，使得不同路径光 线之间的速度差是一个随传输路径变化的复杂函数。

这三方面原因导致同一个导波模式的不同波长光线之 间产生时延差，引起光脉冲展宽。(a)材料色散光源光谱不纯以及光纤石英材料的折射率随波长而变 化这两个原因，所产生的模内色散称为材料色散。材 料色散可以在单模和多模光纤中存在。

材料色散时延差为τn(L) = Dn(?)· ? · 10–3 （ns） ? L·材料色散带宽则为(2-47a)Bn( L ) ?441? n( L)441 ? ( MHz ) ?3 Dn (? ) ? ?? ? L ? 10(2-48)(b) 波导色散光源光谱不纯以及波导结构的影响，所产生的模内色散 称为波导色散。波导色散在单模光纤和多模光纤中都能 够存在，但在多模光纤中其影响很小，通常可以略去。

波导色散时延差可写为τw(L) = Dw(?)· ? · 10–3 （ns） ? L·波导色散带宽则为(2-49a)Bw( L ) ?441? w( L )(MHz)(2-50)③ 模内总的色散模内总色散时延差为?I(L) = ?n(L) + ?w(L) = DI(?)· ?· 10–3（ns） (2-51) ? L·DI(?) = Dn(?)+Dw(?) 模内总色散带宽则为 (2-52)BI ( L ) ?441? I ( L)? ? ? ( Bn(1L ) ? Bw1L ) )?1 (MHz) ((2-53)（3）光纤总的色散公式光纤总的色散时延差为?? I ? ? n ? ? w ? ?T ? ? 2 2 2 2 ? ? I ? ? M ? (? n ? ? w ) ? ? M ?(2-54)光纤总的色散带宽为? ? ? BI ? 1/( Bn 1 ? Bw1 ) 441 ? BT ≈ ?? ? ? ? ? ? T ?1/ BI?2 ? BM2 ? 1/ ( Bn 1 ? Bw1 ) 2 ? BM2 (2-55) ?3．带宽与光纤长度的关系（1）模内色散L km长光纤的模内色散带宽与光纤长度L的关系为BI(L) = BI(1) /L式中，(2-57a)(2-57b)BI(1)= 441/?I(1)（MHz·km）（2）模间色散?M(L) = ?M(1) ?L? （?＜1）BM(L) = BM(1) /L? （?＜1）(2-58) (2-59a)4．光纤总带宽的实测公式总的色散时间展宽测量公式为?T ? ? ? ? (ns)2 2 2 1（2-61）总的色散时间展宽测量公式为BT ? 441?T? 441? ? ? (MHz)2 2 2 1(2-62)2.3.5模场直径1．基本概念表示基模光斑光强的集中程度。

基模光斑的特点是中间 亮、四周渐暗，没有明显的边界，其近场光强近似为高 斯分布。模场直径dm的最基本定义为 dm = 2r0 (2-70b)dm的物理意义：表示单模光纤近场光强P(r)从最大值 P(0)下降到P(0)/e时所对应的光斑直径大小。模场直径dm与纤芯直径2a的近似关系是 dm /(2a) ≈ 0.65+1.619V –1.5 + 2.879V –6 (2-71)dm /(2a)称为归一化模场直径。2．模场直径与接头损耗的关系（1）两根光纤对准连接? d m1 d m2 ? ? ? lg ? ? ? ( dB ) ? 2d m2 2d m1 ?（2）两根光纤未对准连接? d m1 d m2 ? 2 2 ? ? 20lg ? ? ? 20lg ?exp 8ds2 /( d m1 ? d m2 ) ? ( dB) ? ? ? 2d m2 2d m1 ? ???2.4光纤连接方式1．基本概念光纤连接有两种方式，一种是永久性连接，另一 种是非永久性连接。

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