光纖損耗的案例
光纖損耗的類型及標準，如何計算光纖損耗？
在光纖安裝中，對光纖鏈路進行準確的測量和計算是驗證網絡完整性和確保網絡性能非常重要的步驟。光纖內會因光吸收和散射等造成明顯的信號損失（即光纖損耗），從而影響光傳輸網絡的可靠性。那么如何才能知道光纖鏈路上的損耗值呢？本文將教您如何計算光纖鏈路中的損耗以及如何判斷光纖鏈路的性能。
終將渡過成長的海
01
正文
光纖損耗的類型
光纖損耗也被成為光的衰減，是指光纖發射端和接收端之間的光損耗量。造成光纖損耗的原因有多種，如光纖材料對光能的吸收/散射、彎曲損耗、連接器損耗等。
總而言之，造成光纖損耗主要有兩大原因：內部因素（即光纖固有的特性）和外部因素（即光纖操作不當引起的），由此光纖損耗可分為本征光纖損耗和非本征光纖損耗。本征光纖損耗是光纖材料固有的一種損耗，主要包含了因結構缺陷引起的吸收損耗、色散損耗和散射損耗；而非本征光纖損耗主要包含了熔接損耗、連接器損耗和彎曲損耗。
光纖損耗的標準
電信工業聯盟（TIA）和電子工業聯盟（EIA）攜手制定了EIA/TIA標準，該標準規定了光纜、連接器的性能和傳輸要求，如今在光纖行業中被廣泛接受和使用。EIA/TIA標準明確了最大衰減是光纖損耗測量時最重要的參數之一。實際上，最大衰減是光纜的衰減系數，以dB/km為單位。下圖顯示了在EIA/TIA-568規范標準中不同類型光纜的最大衰減。
展開 基于optisystem的光纖損耗特性與色散特性的研究
光纖損耗特性的研究；在optisystem系統上構建仿真模型并驗證其是否滿足性能目標。計算損耗受限系統的中繼距離，
2. 采用標準單模光纖和直接調制的色散受限光纖傳輸系統, 計算中繼距離。在optisystem系統上構建仿真模型并驗證其是否滿足性能目標。
實驗原理
光纖損耗的機理
傳輸損耗是光纖的最重要的一項光學特性,它在很大程度上決定著對傳輸信號進行再生的中繼距離,系統的成本也主要集中在控制光纖損耗上。在光纖光纜中, 存在著金屬電纜所沒有的特殊損耗—光損耗。
引起光纖損耗的因素
光纖損耗大致可分為光纖具有的固有損耗以及光纖制成后由使用條件造成的附加損耗。具體細分如下:
固有損耗包括散射損耗、吸收損耗和因光纖結構不完善引起的損耗。這些損耗又可以歸納為本征損耗、制造損耗和附加損耗等。
本征損耗是由光纖材料本身的特性決定的,在不同的工作波長下引起的固有損耗也不同。該損耗是無法避免的,它決定了光纖的損耗極限。
光纖制造損耗是在光纖的生產工藝過程中產生的,主要由光纖中不純成分的吸收(雜質吸收)和光纖的結構缺陷引起。雜質吸收中影響較大的是各種過渡金屬離子和OH-離子導致的光的損耗。其中OH-離子的影響比較大,它的吸收峰分別位于950nm,1240mm和1390nm, 對光纖通信系統影響較大。隨著光纖制造工藝的日趨完善,過渡金屬離子的影響已不顯著,先進的工藝已可以使OH-離子在1390nm處的損耗降低到0.04dB/km,甚至小到可忽略不計的程度。
光纖的損耗特性曲線—損耗譜
從石英光纖的損耗譜曲線圖3-1,可以看到光纖通信所使用的三個低損耗“窗口”：850nm波段、1310nm波段和1550nm波段。
展開 基于optisystem光纖損耗特性與色散特性的研究
光纖損耗特性的研究；在optisystem系統上構建仿真模型并驗證其是否滿足性能目標。計算損耗受限系統的中繼距離，
2. 采用標準單模光纖和直接調制的色散受限光纖傳輸系統, 計算中繼距離。在optisystem系統上構建仿真模型并驗證其是否滿足性能目標。
實驗原理
光纖損耗的機理
傳輸損耗是光纖的最重要的一項光學特性,它在很大程度上決定著對傳輸信號進行再生的中繼距離,系統的成本也主要集中在控制光纖損耗上。在光纖光纜中, 存在著金屬電纜所沒有的特殊損耗—光損耗。
引起光纖損耗的因素
光纖損耗大致可分為光纖具有的固有損耗以及光纖制成后由使用條件造成的附加損耗。具體細分如下:
固有損耗包括散射損耗、吸收損耗和因光纖結構不完善引起的損耗。這些損耗又可以歸納為本征損耗、制造損耗和附加損耗等。
本征損耗是由光纖材料本身的特性決定的,在不同的工作波長下引起的固有損耗也不同。該損耗是無法避免的,它決定了光纖的損耗極限。
光纖制造損耗是在光纖的生產工藝過程中產生的,主要由光纖中不純成分的吸收(雜質吸收)和光纖的結構缺陷引起。雜質吸收中影響較大的是各種過渡金屬離子和OH-離子導致的光的損耗。其中OH-離子的影響比較大,它的吸收峰分別位于950nm,1240mm和1390nm, 對光纖通信系統影響較大。隨著光纖制造工藝的日趨完善,過渡金屬離子的影響已不顯著,先進的工藝已可以使OH-離子在1390nm處的損耗降低到0.04dB/km,甚至小到可忽略不計的程度。
光纖的損耗特性曲線—損耗譜
從石英光纖的損耗譜曲線圖3-1,可以看到光纖通信所使用的三個低損耗“窗口”：850nm波段、1310nm波段和1550nm波段。
展開 基于mode模塊的光纖彎曲損耗模擬
大家好，今天我所分享的案例是基于Lumercical軟件的光纖彎曲損耗模擬分析的介紹。文中主要介紹的是光纖波導在彎曲過程中能量損失的情況。基于Lumercial mode模塊展開細致化研究分析模擬。
所選用的計算是基于FDE算法而展開的。
首先建立光纖幾何波導，以及配置好彎曲的結構模型：
圖1 彎曲光纖波導三視圖
如圖1所示為彎曲光纖波導的三視圖，細節光纖纖芯及包層配置如下圖2所示：
圖2 纖芯配置
圖3 包層配置
圖4 模擬區域設置
在完成基本光纖波導幾何配置后，設定模擬區域參數設置如上所示，模擬在300k環境介質為空氣環境下進行。邊界條件為金屬邊界條件。在進程check材料檢驗后，選擇運行按鈕進行運算。
如下圖5所示，為彎曲波導模式計算細節處理：
模擬的中心波長為1.55微米
計算的為前15個偏振模式
勾選上彎曲波導計算，設定彎曲波導的曲率半徑為9.1e6微米
隨后進行運算。
圖5 彎曲波導模式計算參數配置
圖6 彎曲波導模式計算結果
如圖6所示為光纖波導在彎曲后計算的模式部分結果，可以計算得到1.55微米中心波長下對應各階光纖模式的有效折射率數值。以及偏振分配比例（TE/TM），如下圖7所示為光纖模式彎曲后的模場分布圖（部分數值結果），可以發現傳輸光線模式由于彎曲導致部分模式場的分布發生畸變。
圖7 彎曲波導模式電場分布圖
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
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光纖光纜的60條必備知識，收藏隨身查！
2、光纖損耗的分類
光纖損耗大致可分為光纖具有的固有損耗以及光纖制成后由使用條件造成的附加損 耗。具體細分如下：
光纖損耗可分為固有損耗和附加損耗。
固有損耗包括散射損耗、吸收損耗和因光纖結構不完善引起的損耗。
附加損耗則包括微彎損耗、彎曲損耗和接續損耗。
其中，附加損耗是在光纖的鋪設過程中人為造成的。在實際應用中，不可避免地要將光纖一根接一根地接起來，光纖連接會產生損耗。光纖微小彎曲、擠壓、拉伸受力也會引起損耗。這些都是光纖使用條件引起的損耗。究其主要原因是在這些條件下，光纖纖芯中的傳輸模式發生了變化。附加損耗是可以盡量避免的。下面，我們只討論光纖的固有損耗。
固有損耗中，散射損耗和吸收損耗是由光纖材料本身的特性決定的，在不同的工作波長下引起的固有損耗也不同。搞清楚產生損耗的機理，定量地分析各種因素引起的損耗的大小，對于研制低損耗光纖合理使用光纖有著極其重要的意義。
3、材料的吸收損耗
制造光纖的材料能夠吸收光能。光纖材料中的粒子吸收光能以后，產生振動、發熱，而將能量散失掉，這樣就產生了吸收損耗。我們知道，物質是由原子、分子構成的，而原子又由原子核和核外電子組成，電子以一定的軌道圍繞原子核旋轉。這就像我們生活的地球以及金星、火星等行星都圍繞太陽旋轉一樣，每一個電子都具有一定的能量，處在某一軌道上，或者說每一軌道都有一個確定的能級。
距原子核近的軌道能級較低，距原子核越遠的軌道能級越高。軌道之間的這種能級差別的大小就叫能級差。當電子從低能級向高能級躍遷時，就要吸收相應級別的能級差的能量。
在光纖中，當某一能級的電子受到與該能級差相對應的波長的光照射時，則位于低能級軌道上的電子將躍遷到能級高的軌道上。
展開 最全面的綜合布線系統施工工藝和技術措施
光纖鏈路的插入損耗極限值可用以下公式計算：
光纖鏈路損耗=光纖損耗+連接器件損耗+光纖連接點損耗
光纖損耗=光纖損耗系數(dB／km)×光纖長度(km)
連接器件損耗=連接器件損耗／個×連接器件個數
光纖連接點損耗=光纖連接點損耗／個×光纖連接點個數
光纖鏈路損耗參考值：
種類
工作波長(nm)
衰減系數(dB／km)
多模光纖
850
3.5
多模光纖
1300
1.5
連接器件衰減
0.75dB
光纖連接點衰減
0.3 dB
所有光纖鏈路測試結果應有記錄，記錄在管理系統中并納入文檔管理。
1.1.10.測試儀器
我公司采用專業公司的新型雙絞線測試儀來測試雙絞線線路，光纖測試儀器測試光纖鏈路。保證線路的質量。
展開 RP 系列 激光分析設計軟件 | 多模光纖（ 第七部分）
對于具有大折射率對比度（高數值孔徑）的光纖，這個問題更為嚴重。此外，較大的折射率對比度通常意味著纖芯的鍺摻雜程度較高，這使得它暫時不太均勻。因此，用于通過電信光纜進行長距離數據傳輸的低損耗單模光纖具有相對較小的 NA，即使較高的 NA 會提供更穩健的引導。
此外，可能存在彎曲損耗（見下文）。
固有損耗通常在光纖長度上非常均勻。對于額外的損失，情況不一定如此；例如，纖芯/包層界面的不規則性或化學雜質可能無法平滑分布。
圖 1 顯示了石英光纖固有的不可避免的傳播損耗。在 1.55 μm 附近（恰好是摻鉺光纖放大器工作良好的波長區域），損耗最小值約為 0.2 dB / km。為長途光纖通信開發的一些電信光纖幾乎達到了低損耗水平，這需要非常純凈的玻璃材料。如果光纖含有羥基 ( OH ) 離子，則在損耗光譜中可以看到 1.39 μm 和 1.24 μm 處的附加峰。
圖 1： 二氧化硅的內在損失。在長波長處，與振動共振相關的紅外吸收占主導地位。在較短的波長下，玻璃不可避免的密度波動處的瑞利散射更為重要。
如果光纖損耗僅為 0.2 dB / km，這意味著即使在 100 km 的傳播距離之后，仍然有 1% 的原始光功率。這通常足以可靠地檢測數據信號，即使在非常高的比特率下也是如此。
多模光纖通常具有更高的傳播損耗，因為它們通常具有更高的數值孔徑。
彎曲損耗
例如，彎曲損耗是由光纖的強烈彎曲引起的傳播損耗。通常，這種損失在正常條件下可以忽略不計，但一旦達到某個臨界彎曲半徑，就會急劇增加。對于具有強大引導特性（高數值孔徑）的光纖來說，臨界半徑相當小——它可以小到幾毫米。然而，對于具有大有效模式面積的單模光纖（具有非常低數值孔徑的大模式面積光纖），它可以大得多——通常為幾十厘米。這樣的纖維在使用過程中必須保持筆直。
展開 多模光纖和單模光纖區別
單模傳輸與多模傳輸
在光纖通信理論中，光纖有單模、多模之分，區別在于：
1.單模光纖芯徑小（10mm左右），僅允許一個模式傳輸，色散小，工作在長波長（1310nm和1550nm），與光器件的耦合相對困難。
2.多模光纖芯徑大（62.5mm或50mm），允許上百個模式傳輸，色散大，工作在850nm或1310nm。與光器件的耦合相對容易。
而對于光端模塊來講，嚴格的說并沒有單模、多模之分。所謂單模、多模模塊，指的是光端模塊采用的光器件與何種光纖配合能獲得最佳傳輸特性。
一般有以下區別：
1、單模模塊一般采用LD或光譜線較窄的LED作為光源，耦合部件尺寸與單模光纖配合好，使用單模光纖傳輸時能傳輸較遠距離。
2、多模模塊一般采用價格較低的LED作為光源，耦合部件尺寸與多模光纖配合好。
1、光纖分類
光纖按光在其中的傳輸模式可分為單模和多模。多模光纖的纖芯直徑為50或62.5μm，包層外徑125μm，表示為50/125μm或62.5/125μm。單模光纖的纖芯直徑為8.3μm，包層外徑125μm，表示為8.3/125μm。
光纖的工作波長有短波850nm、長波1310nm和1550nm。光纖損耗一般是隨波長增加而減小，850nm的損耗一般為2.5dB/km,1.31μm的損耗一般為0.35dB/km，1.55μm的損耗一般為0.20dB/km，這是光纖的最低損耗，波長1.65μm以上的損耗趨向加大。由于OHˉ（水峰）的吸收作用，900~1300nm和1340nm~1520nm范圍內都有損耗高峰，這兩個范圍未能充分利用。
2、多模光纜
多模光纖(MultiModeFiber)－芯較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數字信號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。因此，多模光纖傳輸的距離就比較近，一般只有幾公里。
展開 光纜線路故障的判斷和處理
6、光纜線路的搶修
當找到故障點后，一般應使用應急光纜或其他應急措施，首先將主用光纖通道搶通，迅速恢復通信。觀察分析現場情況，做好記錄，進行拍照，報告公安機關。
7、業務恢復
現場光纜搶修完畢后，應及時通知機房進行測試，驗證可用后，盡快恢復通信。
8、搶修后的現場處理。在搶修工作結束后，清點工具、器材，整理測試數據，填寫有關登記，對現場進行處理，并留守一定數量的人員，保護搶代通現場。
9、線路資料更新。修復工作結束后，整理測試數據，填寫有關表格，及時更新線路資料，總結搶修情況，報告上級主管部門。
6 常見故障現象及可能原因分析
1、距離判斷
當機房判定故障是光纜線路故障時，線路維護部門應盡快在機房對故障光纜線路進行測試，用OTDR測試判定線路故障點的位置。
2、可能原因估計
根據OTDR測試顯示曲線情況，初步判斷故障原因，有針對性地進行故障處理。
根據故障分析，非外力導致的光纜故障，接頭盒內出現問題的情況比較多，導致接頭盒內斷纖或衰減增大的原因分為以下幾種情況：
（1）容纖盤內光纖松動，導致光纖彈起在容纖盤邊緣或盤上螺絲處被擠壓，嚴重時會壓傷、壓斷光纖。
（2）接頭盒內的余纖在盤放收容時出現局部彎曲半徑過小或光纖扭絞嚴重，產生較大的彎曲損耗和靜態疲勞，在1310nm波長測試變化不明顯，1550nm波長測試接頭損耗顯著增大。
（3）制作光纖端面時，裸光纖太長或者熱縮保護管加熱時光纖保護位置不當，造成一部分裸光纖在保護管之外，接頭盒受外力作用時引起裸光纖斷裂。
展開 到底什么是CE、C++、C+L波段？
▉ 傳統波段
大家都知道，光纖通信，就是利用光作為信息載體，在纖芯中傳輸，進行通信。
然而，并不是所有的光，都適合光纖通信。光的波長不同，在光纖中的傳輸損耗就不同。
光纖的核心——纖芯（石英纖維）
為了盡可能減小損耗，保證傳輸效果，科研工作者一直在致力于尋找頻率（波長）最合適的光。
上世紀70年代初，光纖通信開啟實用化落地的進程。當時主要的研發對象，是多模光纖。
多模光纖的纖芯直徑更大，容許不同模式的光在一根光纖上傳輸。
最早被使用的光，是波長為850nm的光，這個波段（band），也被直接稱為850nm波段。
后來，到了70年代末80年代初，單模光纖開始了大規模的應用。
經過測試，工程師們發現，1260nm~1360nm波長范圍的光，由色散導致的信號失真最小，損耗最低。
所以，他們將這一波長范圍采納為早期的光通信波段，并命名為O-band（O波段）。O，是“Orignal（原始）”的意思。
此后的三四十過年，經過漫長的摸索和實踐，專家們逐漸總結出一個“低損耗波長區域”，也就是1260nm~1625nm區域。這個波長區域范圍的光，最適合在光纖中傳輸。
這個區域被進一步劃分成了五個波段，分別是：O波段，E波段，S波段，C波段和L波段。
展開 [Optiwave] OptiSystem應用：平均光孤子系統
超高速、超長中繼距離傳輸一直是光纖通信所追求的目標。而光纖損耗、色散和非線性效應是其發展的主要限制因素。光纖的色散使光信號的脈沖展寬，而光纖中還有一種非線性的特性，光纖的非線性特性在光的強度變化時使頻率發生變化，從而使傳播速度變化，這種特性會使光信號的脈沖產生壓縮效應。
非線性作用會部分抵消色散所帶來的脈沖展寬，當兩種效應達到平衡時，光脈沖在傳播過程中脈沖寬度不再發生變化，光脈沖就會像一個一個孤立的粒子那樣變成了理想的光脈沖，這種脈寬不再隨傳播過程變化的理想脈沖，稱為光孤子。
1.仿真任務
本課程演示了在由SMF（單模光纖）組成的500km光鏈路上以10Gb/s傳輸的平均光孤子系統。
光孤子通信系統脈沖器進行編碼調制，通過光功率放大器(如EDFA)對傳輸過程中信號能力衰耗進行補償、并在光纖中進行傳輸，光纖中的非線性效應抵消色散的脈沖展寬，使光孤子信號在長距離光纖穩定傳輸。
2.仿真步驟
圖1所示為光路圖。
圖1.光路布局
圖2是用于實現10 Gb/s傳輸的全局參數。
圖2.全局參數設置
圖3為脈沖參數。
圖3 脈沖參數設置
我們設定：
比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps.
序列長度 16 bits
脈沖波長 λ= 1300 nm
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps
輸入峰值功率 21.7 mW
圖4和圖5顯示了非線性色散光纖的參數。
圖4.非線性色散光纖的Main參數
圖5.非線性色散光纖的Dispersion參數
我們將設定長度為50 km、損耗為0.4 dB/km的SMF。
注：不考慮群延遲和三階色散的影響。
在每條光纖之后，信號用EDFA進行放大。
展開 
OptiSystem應用：平均光孤子系統
超高速、超長中繼距離傳輸一直是光纖通信所追求的目標。而光纖損耗、色散和非線性效應是其發展的主要限制因素。光纖的色散使光信號的脈沖展寬，而光纖中還有一種非線性的特性，光纖的非線性特性在光的強度變化時使頻率發生變化，從而使傳播速度變化，這種特性會使光信號的脈沖產生壓縮效應。
非線性作用會部分抵消色散所帶來的脈沖展寬，當兩種效應達到平衡時，光脈沖在傳播過程中脈沖寬度不再發生變化，光脈沖就會像一個一個孤立的粒子那樣變成了理想的光脈沖，這種脈寬不再隨傳播過程變化的理想脈沖，稱為光孤子。
1.仿真任務
本課程演示了在由SMF（單模光纖）組成的500km光鏈路上以10Gb/s傳輸的平均光孤子系統。
光孤子通信系統脈沖器進行編碼調制，通過光功率放大器(如EDFA)對傳輸過程中信號能力衰耗進行補償、并在光纖中進行傳輸，光纖中的非線性效應抵消色散的脈沖展寬，使光孤子信號在長距離光纖穩定傳輸。
2.仿真步驟
圖1所示為光路圖。
圖1.光路布局?
圖2是用于實現10 Gb/s傳輸的全局參數。
圖2.全局參數設置
圖3為脈沖參數。
圖3 脈沖參數設置
我們設定：
比特速率 B= 10 Gb/s → TB = 100 ps.
序列長度 16 bits
脈沖波長 λ= 1300 nm
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps
輸入峰值功率 21.7 mW
圖4和圖5顯示了非線性色散光纖的參數。
圖4.非線性色散光纖的Main參數
圖5.非線性色散光纖的Dispersion參數
我們將設定長度為50 km、損耗為0.4 dB/km的SMF。
注：不考慮群延遲和三階色散的影響。
展開 微納級3D打印：中國計量大學嚴德賢課題組《Results in Physics》，基于太赫茲波段的負曲率軌道角動量光纖
圖1.3D打印負曲率軌道角動量光纖結構圖
圖1展示了基于摩方精密nanoArch S140打印技術的3D打印光纖樣品圖。光纖整體尺寸為6.57mm，靠近纖芯區域的第二層傾斜橢圓管結構最小尺寸為0.051mm。光纖結構設計完成后，在Comsol Multiphysics有限元仿真軟件中選取光纖結構的任一截面進行仿真研究。在研究頻段內給定相應的太赫茲頻率后，可以獲得相應的模場分布，針對相應的模式進行數據收集和處理可以得出所需傳輸特性。
在光纖中產生OAM模式的前提條件是有效生成HE和EH模式，且HEl+1，1與EHl-1，1有效模式折射率差異高于10-4。光纖中的OAM模式合成規則可由公式1表述：
圖3是OAM光纖各種傳輸特性隨頻率的變化趨勢。由圖3(a)和(b)可知，光纖產生的所有HEl+1，1與EHl-1，1之間的折射率差異均高于10-4，表明HE和EH模式均可以有效合成OAM模式。圖3(c)是光纖的限制損耗特性，限制損耗與光纖的有效傳輸距離密切相關，由圖可知光纖的限制損耗在0.55-0.8THz區間最低可以達到10-15(dB/cm)量級。圖3(d)表示了OAM光纖的低平坦色散趨勢，在0.4-0.8THz區間有近零的波導色散參數，有利于太赫茲波在光纖內部的快速傳輸。OAM模式的高模式純度特性表明了光纖可以有效攜帶信息進行傳輸，由圖3(e)所示結果，在0.55-0.8THz區間光纖的OAM模式純度均高于80%。圖3(f)是OAM光纖的有效模場面積特性，一般來說具有較高的有效模場面積可以產生較小的非線性特性，可以進一步提高信息的傳輸質量。
圖3.
展開 OptiSystem：平均光孤子系統
超高速、超長中繼距離傳輸一直是光纖通信所追求的目標。而光纖損耗、色散和非線性效應是其發展的主要限制因素。光纖的色散使光信號的脈沖展寬，而光纖中還有一種非線性的特性，光纖的非線性特性在光的強度變化時使頻率發生變化，從而使傳播速度變化，這種特性會使光信號的脈沖產生壓縮效應。
非線性作用會部分抵消色散所帶來的脈沖展寬，當兩種效應達到平衡時，光脈沖在傳播過程中脈沖寬度不再發生變化，光脈沖就會像一個一個孤立的粒子那樣變成了理想的光脈沖，這種脈寬不再隨傳播過程變化的理想脈沖，稱為光孤子。
1.仿真任務
本課程演示了在由SMF（單模光纖）組成的500km光鏈路上以10Gb/s傳輸的平均光孤子系統。
光孤子通信系統脈沖器進行編碼調制，通過光功率放大器(如EDFA)對傳輸過程中信號能力衰耗進行補償、并在光纖中進行傳輸，光纖中的非線性效應抵消色散的脈沖展寬，使光孤子信號在長距離光纖穩定傳輸。
2.仿真步驟
圖1所示為光路圖。
圖1 光路布局
圖2是用于實現10 Gb/s傳輸的全局參數。
圖2 全局參數設置
圖3為脈沖參數。
圖3 脈沖參數設置
我們設定：
比特速率 B=10 Gb/s → TB = 100 ps.
序列長度 16 bits
脈沖波長 λ= 1300 nm
TFWHM = 20 ps —> To = 0.567 TFWHM =11.34 ps
輸入峰值功率 21.7 mW
圖4和圖5顯示了非線性色散光纖的參數。
圖4 非線性色散光纖的Main參數
圖5 非線性色散光纖的Dispersion參數
我們將設定長度為50 km、損耗為0.4 dB/km的SMF。
注：不考慮群延遲和三階色散的影響。
展開 OptiSystem應用：平均光孤子系統
圖4.非線性色散光纖的Main參數
圖5.非線性色散光纖的Dispersion參數
我們將設定長度為50 km、損耗為0.4 dB/km的SMF。
注：不考慮群延遲和三階色散的影響。
在每條光纖之后，信號用EDFA進行放大。因此，LA=50 km。滿足條件LA＜LD（見圖6）。
圖6.非線性色散光纖的Nonlinearities參數
對于Kerr非線性系數γ=n2ω0/cAeff，非線性折射率n2=2.6×10-20[m2/W].
50 km SMF的線性損耗為20 dB，損耗用增益為20dB的理想EDFA進行周期性補償。
該SMF的光孤子峰值功率為5.8mW。平均光孤子的輸入功率為27.1mW。為了證明平均光孤子輸入功率的重要性，我們將考慮具有兩個不同輸入功率的500km SMF中的光孤子傳播：
——5.8 mW——光孤子峰值功率（功率不足）
——27.1mW——考慮周期性放大的光孤子峰值功率（平均光孤子）
對循環數量0、4、7和10進行掃描，用這些循環來表示SMF中的傳播距離0、200、350和500km。
3.仿真結果
圖7顯示了脈沖的初始模式，以及在SMF中傳輸200、350和500km后的相同脈沖模式。每50km用EDFA進行周期性放大，27.1mW的光孤子峰值功率。
圖7.平均光孤子脈沖
可以清楚地看到脈沖模式的良好保存。脈沖、光纖和放大參數對于平均光孤子是有效的。
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