单模光纤

单模光纤

单模光纤(SingleModeFiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来又发现在1.31μm波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这样，1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU－T在G652建议中确定的，因此这种光纤又称G652光纤。

目录

光纤简介

光纤分类

1.G.652单模光纤

2.G.653单模光纤

3.G.655单模光纤

几种光纤的主要区别

常用的G.652、G655单模光纤的参数对比

研制历程

特性参数

光纤波长

应用情况

1.产品选用指南

2.施工、安装要点

展开

光纤简介

光纤分类

1.G.652单模光纤

2.G.653单模光纤

3.G.655单模光纤

几种光纤的主要区别

常用的G.652、G655单模光纤的参数对比

研制历程

特性参数

光纤波长

应用情况

1.产品选用指南

2.施工、安装要点

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光纤简介

"单模光纤" 在学术文献中的解释：一般v小于2.405时,光纤中

单模光纤

就只有一个波峰通过,故称为单模光纤,它的芯子很细,约为3一10微米,模式色散很小.影响光纤传输带宽度的主要因素是各种色散,而以模式色散最为重要,单模光纤的色散小,故能把光以很宽的频带传输很长距离。

单模光纤具备10 micron的芯直径，可容许单模光束传输，可减除频宽及振模色散(Modal dispersion)的限制，但由于单模光纤芯径太小，较难控制光束传输，故需要极为昂贵的激光作为光源体，而单模光缆的主要限制在于材料色散(Material dispersion)，单模光缆主要利用激光才能获得高频宽，而由于LED会发放大量不同频宽的光源，所以材料色散要求非常重要。

单模光纤相比于多模光纤可支持更长传输距离，在100Mbps的以太网以至1G千兆网，单模光纤都可支持超过5000m的传输距离。

从成本角度考虑，由于光端机非常昂贵，故采用单模光纤的成本会比多模光纤电缆的成本高。

单模光纤（SingleModeFiber, SMF）

折射率分布和突变型光纤相似，纤芯直径只有8~10 μm，光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。因为这种光纤只能传输一个模式（两个偏振态简并），所以称为单模光纤，其信号畸变很小。

光纤分类

G.652单模光纤

满足ITU-T.G.652要求的单模光纤，常称为非色散位移光纤，其零色散位于1．3um窗口低损耗区，工作波长为1310nm（损耗为0．36dB/km）。我国已敷设的光纤光缆绝大多数

单模光纤和多模光纤

是这类光纤。随着光纤光缆工业和半导体激光技术的成功推进，光纤线路的工作波长可转移到更低损耗（0.22dB/km）的1550nm光纤窗口。

G.653单模光纤

满足ITU-T.G.653要求的单模光纤，常称色散位移光纤

（DSF=Dispersion Shifled Fiber），其零色散波长移位到损耗极低的1550nm处。这种光纤在有些国家，特别在日本被推广使用，我国京九干线上也有所采纳。美国AT&T早期发现DSF的严重不足，在1550nm附近低色散区存在有害的四波混频等光纤非线性效应，阻碍光纤放大器在1550nm窗口的应用。但在日本，将色散补偿技术*用于G.653单模光纤线路，仍可解决问题，而且未见有日本的G.655光纤，似属个谜。

G.655单模光纤

满足ITU-T.G.655要求的单模光纤，常称非零色散位移光纤或NZDSF （=NonZero Dispersion Shifted Fiber）。属于色散位移光纤，不过在1550nm 处色散不是零值（按ITU-T.G.655规定，在波长1530-1565nm范围对应的色散值为0.1-6.0ps/nm*km），用以平衡四波混频等非线性效应。商品光纤有如AT&T的TrueWave光纤，Corning的SMF-LS光纤（其零色散波长典型值为1567.5nm，零色散典型值为0.07ps/nm2*

km）以及Corning的LEAF光纤。我国的"大宝实"光纤等。

几种光纤的主要区别

这些都是ITU给光纤规定的标准种类：

G.651是多模光纤。

G.652是常规单模光纤，零色散点在1300nm，现在分G. 652A、B、C、D几种，主要的区别在于PMD。G. 652光纤的特点是当工作波长在1300nm 时，光纤色散很小，系统的传输距离只受损耗限制。

色散小等优点，是远距离大容量通信系统

上海市重点科研项目。至1982年5月进行了研究工作的第二阶段。以上海科大与上海石英玻璃厂协作，得到了电子23所的支持和合作。于1982

年5月由上海市科委主持了由中国9个单位24名专家参加的鉴定工作。鉴定委员会认为，“此次单模光纤科研工作是基础性和开拓行的，不仅填补了中国在这个重要研究领域的空白，而且是以较快的速度赶上国际水平。” 特性参数

①衰耗系数a：其规定与物理含义与多模光纤完全相同，在此不多叙述。

②色散系数D(λ)：我们已经知道，光纤的色散可以分为三大部分即模式色散、材料色散与波导色散。而对于单模光纤而言，由于实现了单模传输所以不存在模式色散的问题，故其色散主要表现为材料色散与波导色散（统称模内色散）。综合考虑单模光纤的材料色散与波导色散，统称色散系数。色散系数可以这样理解：每公里的光纤由于单位谱宽所引起的脉冲展宽值。因此，L公里光纤由色散引起的脉冲展宽值为：σ=δλ·D（λ）·L（2.17）其中：δλ为光源谱宽σ为根均方展宽值色散系数越小越好。光纤的色散系数越小，就意味着其带宽系数越大即传输容量越大。例如CCITT建议在波长1.31微米处单模光纤的色散系数应小于3.5ps/km.nm。经过计算，其带宽系数在25000MHz·km以上，是多模光纤的60多倍（多模光纤的带宽系数一般在1000MHz·km以下）。

③模场直径d：模场直径表征单模光纤集中光能量的程度。由于单模光纤中只有基模在进行传输，因此粗略地讲，模场直径就是在单模光纤的接收端面上基模光斑的直径（实际上基模光

单模光纤

斑并没有明显的边界）。可以极其粗略地认为（很不严格的说法），模场直径d和单模光纤的纤芯直径相近。④截止波长λc：我们知道，当光纤的归一化频率V小于其归一化截止频率Vc时，才能实现单模传输，即在光纤中仅有基模在传输，其余的高次模全部截止。也就是说，除了光纤