单模光纤的研制和应用之所以越来越深入,越来越广泛,这是由于单模光纤不存在模式色散,因而其总色散很小,即带宽很宽,能够传输的信息容量极大,加之石英光纤在1.31 μm和1.55 μm波长窗口附近损耗很小,使其成为长途大容量信息传输的理想介质.、因此如何选择单模光纤的设计参数,特别是其色散特性参数,一直是人们所感兴趣的一个具有实际意义的研究课题.
1.产生色散现象的原因
从前面的分析可知,光纤自身存在色散,即材料色散、波导色散和模式色散.对于单模光纤,因为仅存在一个传输模,故单模光纤的色散只包括材料色散和波导色散.除此之外,还存在着与光纤色散有关的种种因素,会使系统性能参数出现恶化,如误码率、衰减常数变坏.其中比较重要的有三类:码间干扰、模分配噪声、啁啾声。
在此,重点讨论由这三种原因造成的对系统中继距离的限制.
2.码间干扰对中继传输距离的影响
由众所周知的原因,当光脉冲信号通过一段光缆后,或多或少会使传输信号发生畸变, 即脉冲展宽,严重时造成码间干扰,影响数字系统中的码判决,因此码间干扰一直是人们关注的问题之一.
(1)码间干扰的概念
由于激光器所发出的光波是由许多根线谱构成的,而每根线谱产生的相同波形在光纤中传输时,其传播速度不同,使得所经历的色散不同,而前后错开,使合成的波形不同于单根线谱的波形,导致所传输的光脉冲的宽度展宽,出现“拖尾”,因而造成相邻两光脉冲之间的相互干扰,这种现象称为码间干扰.
(2)码间干扰对中继距离的影响
归根到底码间干扰是由于信号通过光信道产生色散引起的,因此,首先分析一下光纤传输函数.由此拢出中继距离与输入、输出光脉冲之间的关系.
①光纤的传输函数
一段光纤的传输特性,可以用一个二端口网络来等效,如图4-28所示.图中Pin(t)和Pout(t)分别为输入、输出端光脉冲的波形函数;Pin(ω)和Pout(ω)分别为对应的输入、输出端光脉冲的频谱函数,
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