3-2光纤的传输特性课件

第二章第二章第二章第二章 光纤与光缆光纤与光缆光纤与光缆光纤与光缆(2)(2)2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统2 2 光纤的非线性效应光纤的非线性效应光纤的非线性效应光纤的非线性效应 光纤的色散光纤的色散光纤的色散光纤的色散 光纤的损耗光纤的损耗光纤的损耗光纤的损耗本本本本节节内容：光内容：光内容：光内容：光纤纤的的的的传输传输特性特性特性特性2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3 3Fiber FundamentalsFiber Fundamentals 2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统4 42024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统5 5光光纤纤的的损损耗耗 光波在光纤中传输，随着传输距离的增加，而光波在光纤中传输，随着传输距离的增加，而光功率强度逐渐减弱，光纤对光波产生衰减作用，光功率强度逐渐减弱，光纤对光波产生衰减作用，称为光纤的损耗称为光纤的损耗 。即便是在理想的光纤中都存在损耗即便是在理想的光纤中都存在损耗本征损本征损耗。耗。光纤的损耗限制了光信号的传播距离。光纤的光纤的损耗限制了光信号的传播距离。光纤的损耗主要取决于：损耗主要取决于：1.1.吸收损耗吸收损耗2.2.散射损耗散射损耗3.3.弯曲损耗弯曲损耗()()2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统6 6吸收吸收吸收吸收损损耗耗耗耗v原子缺陷吸收：原子缺陷吸收：由于光纤材料的原子结构由于光纤材料的原子结构的不完整造成。的不完整造成。v非本征吸收：非本征吸收：由过渡金属离子和氢氧根离由过渡金属离子和氢氧根离子子(OHOH)等杂质对光的吸收而产生的损耗。等杂质对光的吸收而产生的损耗。v本征吸收损耗：本征吸收损耗：由制造光纤材料本身由制造光纤材料本身 (如如SiOSiO2 2)的特性所决定，的特性所决定，包括紫外吸收、红外包括紫外吸收、红外吸收吸收。即便波导结构非常完美而且材料不含。即便波导结构非常完美而且材料不含任何杂质也会存在本征吸收。任何杂质也会存在本征吸收。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统7 7原子缺陷吸收原子缺陷吸收原子缺陷吸收原子缺陷吸收 在光纤的制造过程中光纤材料受到某种在光纤的制造过程中光纤材料受到某种热激励热激励造成结构的造成结构的不完善或在使用时暴露在强粒子的不完善或在使用时暴露在强粒子的光辐射光辐射下将会发生某个共价下将会发生某个共价键断裂而产生原子缺陷，此时晶格很容易在光场的作用下产生键断裂而产生原子缺陷，此时晶格很容易在光场的作用下产生振动，从而吸收光能，引起损耗，其峰值吸收波长约为振动，从而吸收光能，引起损耗，其峰值吸收波长约为630630nmnm左右。左右。1 rad(Si)=0.01 J/kg2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统8 8非本征吸收非本征吸收非本征吸收非本征吸收 原材料将在光纤的制造过程中引入杂质，带来较原材料将在光纤的制造过程中引入杂质，带来较强的非本征吸收。有害杂质主要有过渡金属离子，强的非本征吸收。有害杂质主要有过渡金属离子，如铁、钴、镍、铜、锰、铬等金属离子和如铁、钴、镍、铜、锰、铬等金属离子和OHOH。OHOH吸收峰吸收峰解决方法：解决方法：(1)(1)对制造光纤的材料进对制造光纤的材料进行严格的行严格的化学提纯化学提纯，比，比如材料达到如材料达到99.9999999%99.9999999%的纯度的纯度(2)(2)制造工艺制造工艺上改进，如上改进，如避免使用氢氧焰加热避免使用氢氧焰加热(汽汽相轴向沉积法相轴向沉积法)2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统9 9本征吸收本征吸收本征吸收本征吸收(1)(1)紫外吸收紫外吸收 光纤中传输的光子流会将光纤材料中的电子从低能级激光纤中传输的光子流会将光纤材料中的电子从低能级激发到高能级，同时光子流中的能量被电子吸收而引起损耗。发到高能级，同时光子流中的能量被电子吸收而引起损耗。该损耗与光纤中非晶体材料的带隙相关。该损耗与光纤中非晶体材料的带隙相关。(2)(2)红外吸收红外吸收 由于光纤中传播由于光纤中传播的光波与晶格相互作的光波与晶格相互作用时，一部分光波能用时，一部分光波能量传递给晶格，使其量传递给晶格，使其振动加剧，从而引起振动加剧，从而引起的损耗。的损耗。z晶格晶格光传播方向光传播方向kEx2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统1010光光光光纤纤吸收吸收吸收吸收损损耗曲耗曲耗曲耗曲线线掺掺GeOGeO2 2的低损耗、低的低损耗、低OHOH含量石英光纤含量石英光纤OH0.154 dB/km几种掺杂成分不同的光纤的损耗比较几种掺杂成分不同的光纤的损耗比较2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统1111散射散射散射散射损损耗耗耗耗 光纤中由于密度不均、折射率的变化以及结构上光纤中由于密度不均、折射率的变化以及结构上的不完善，会发生散射现象。的不完善，会发生散射现象。v瑞利散射：瑞利散射：尺度小于光波长的材料密度的不均匀对尺度小于光波长的材料密度的不均匀对入射光产生的本征散射，短波长的光容易发生这种散入射光产生的本征散射，短波长的光容易发生这种散射射 造成原因造成原因 分子密度分布不均匀；掺杂分子导致折分子密度分布不均匀；掺杂分子导致折射率不均匀射率不均匀v波导散射：波导散射：由波导缺陷导致的散射由波导缺陷导致的散射 造成原因造成原因 纤芯和包层的界面不完整、圆度不均匀纤芯和包层的界面不完整、圆度不均匀以及残留气泡和裂痕等引起的散射（目前的制造工艺以及残留气泡和裂痕等引起的散射（目前的制造工艺基本可以克服波导散射）基本可以克服波导散射）本征散射和本征吸收一起构成了损耗的理论最小值本征散射和本征吸收一起构成了损耗的理论最小值2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统1212产产品品品品级级典型的光典型的光典型的光典型的光纤损纤损耗耗耗耗谱谱多模光纤的损耗大于单模光纤：多模光纤的损耗大于单模光纤：-为获得较大的数值孔径，多模光纤中掺杂的浓度高为获得较大的数值孔径，多模光纤中掺杂的浓度高-由于纤芯由于纤芯-包层边界的微扰，多模光纤容易产生高阶包层边界的微扰，多模光纤容易产生高阶模式损耗模式损耗多模光纤多模光纤单模光纤单模光纤2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统1313弯曲弯曲弯曲弯曲损损耗耗耗耗宏弯：宏弯：曲率半径比光纤的直径大得多的弯曲曲率半径比光纤的直径大得多的弯曲微弯：微弯：光纤轴线产生微米级的高频弯曲光纤轴线产生微米级的高频弯曲高阶模比低阶模容易发生宏弯损耗，因此有时可用弯曲的办法高阶模比低阶模容易发生宏弯损耗，因此有时可用弯曲的办法滤掉高阶模滤掉高阶模消逝场消逝场q qq qq q q qcq qRCladdingCore场分布场分布宏弯：宏弯：当曲率半径减小时，当曲率半径减小时，辐射损耗呈指数增加辐射损耗呈指数增加2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统1414微弯微弯微弯微弯损损耗耗耗耗微弯的原因：微弯的原因：光纤的生产过程中的带来的不均光纤的生产过程中的带来的不均成缆时受到压力不均成缆时受到压力不均使用过程中由于光纤各个部分热胀冷缩的不同使用过程中由于光纤各个部分热胀冷缩的不同导致的后果：导致的后果：造成能量辐射损耗造成能量辐射损耗高阶模功率损耗高阶模功率损耗低阶模功率耦合到高阶模低阶模功率耦合到高阶模减小微弯的一种办法是在光纤外面一层弹性保护套减小微弯的一种办法是在光纤外面一层弹性保护套2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统1515宏弯和微弯宏弯和微弯宏弯和微弯宏弯和微弯对损对损耗的附加影响耗的附加影响耗的附加影响耗的附加影响弯曲损耗随模场直径增加显著增加弯曲损耗随模场直径增加显著增加光纤弯曲带来额外损耗光纤弯曲带来额外损耗宏弯损耗宏弯损耗微弯微弯损耗损耗基本损耗基本损耗l l增加，增加，V减少减少2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统1616 前面的讨论说明多种导致光纤损耗的原因。一般来说光前面的讨论说明多种导致光纤损耗的原因。一般来说光信号在光纤中传播的时候，其功率随距离信号在光纤中传播的时候，其功率随距离 L L 的增加呈指数的增加呈指数衰减：衰减：那么，评价光纤损耗特性可以通过损耗系数来衡量。光纤的那么，评价光纤损耗特性可以通过损耗系数来衡量。光纤的损耗系数定义为：损耗系数定义为：其中其中L为光纤长度，为光纤长度，Pin和和Pout分别为输入和输出光功率。一般分别为输入和输出光功率。一般标准单模光纤在标准单模光纤在1550 nm的损耗系数为的损耗系数为0.2 dB/km。光光光光纤损纤损耗的耗的耗的耗的计计算算算算2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统17172024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统1818第二传输窗口第二传输窗口第一传输窗口第一传输窗口1300130015501550850850紫外吸收紫外吸收红外吸收红外吸收瑞利散射瑞利散射0.20.22.52.5损损 耗耗 (dB/km)(dB/km)波波 长长 (nm)(nm)OHOH离子吸收峰离子吸收峰第三传输窗口第三传输窗口在在1.551.55 m m处最小损耗处最小损耗约为约为0.20.2dB/kmdB/km常用单模光纤的损耗常用单模光纤的损耗常用单模光纤的损耗常用单模光纤的损耗2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统1919光纤的色散光纤的色散光纤的色散光纤的色散光纤色散是指构成光信号的电磁波各成份在光纤中具有不同传输速度的现象，是限制单一波长上传输容量的主要因素。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统2020色散引起的信号失真色散引起的信号失真色散引起的信号失真色散引起的信号失真模内色散模内色散 (群速率色散群速率色散)-材料色散：材料色散：每种光源都有一定的谱宽，而光纤材料对不同每种光源都有一定的谱宽，而光纤材料对不同 的频率成分的折射率不同，从而不同的频率成的频率成分的折射率不同，从而不同的频率成 分在光纤中传播的群速度不同。分在光纤中传播的群速度不同。-波导色散：波导色散：信号光处于纤芯的部分和处于包层的部分具有信号光处于纤芯的部分和处于包层的部分具有 不同的传播速度，从而导致色散。它的大小取不同的传播速度，从而导致色散。它的大小取 决于波导尺寸和纤芯包层的折射率差。决于波导尺寸和纤芯包层的折射率差。模间色散：模间色散：不同传播模式在光纤中具有不同的传播路径和不同传播模式在光纤中具有不同的传播路径和速率，造成模间色散。速率，造成模间色散。偏振模色散：偏振模色散：环境因素造成光不同偏振态的传播时延差。环境因素造成光不同偏振态的传播时延差。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统2121fA(1)(1)光源输出都有一光源输出都有一定的谱宽定的谱宽l l1l l2l l3l l1l l2l l3(2)(2)单模光纤中传播模单模光纤中传播模80%80%能量在纤芯能量在纤芯 20%20%能量在包层能量在包层色散的直接后果是色散的直接后果是产生码间干扰，给产生码间干扰，给信号的最后判决造信号的最后判决造成困难成困难模内色散模内色散2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统2222 信号分量的群速率是频率信号分量的群速率是频率/波长的函数：波长的函数：即不同的频率分量间存在群时延差。信号在传输了距离即不同的频率分量间存在群时延差。信号在传输了距离L L，频率分量频率分量w w经历的延时为：经历的延时为：假设输入脉冲的谱宽假设输入脉冲的谱宽D Dw w不太宽，那么脉冲展宽的多少可以由不太宽，那么脉冲展宽的多少可以由下式决定：下式决定：群速率色散群速率色散群速率色散群速率色散 (GVD)(GVD)GVD 参数参数2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统2323 通常光源的谱宽用通常光源的谱宽用D Dl l来表示来表示。根据根据w w和和l l之间的关系之间的关系代入代入D DT中，那么可以得到：中，那么可以得到：其中其中D(l l)称为色散系数称为色散系数：ps/(kmnm)群群群群时时延色散延色散延色散延色散2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统24241.1.色散系数色散系数D D为正：负色散为正：负色散v高频光高频光 v低频光低频光2.2.色散系数色散系数D D为负：正色散为负：正色散v高频光高频光|Dw|2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统2929模模模模间间色散色散色散色散 多模光纤中不同导模具有不同的传播路径和速度导致了多模光纤中不同导模具有不同的传播路径和速度导致了模间色散。模间色散。对于子午光纤，经过长度对于子午光纤，经过长度L L后模间色散可能产生的最大脉冲后模间色散可能产生的最大脉冲展宽为：展宽为：D DL为两种模式的光程差。为两种模式的光程差。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3030偏振模色散偏振模色散偏振模色散偏振模色散 (PMD)(PMD)双折射效应导致了偏振模色散双折射效应导致了偏振模色散PMD PMD 受环境受环境(如振动、温度、应力等如振动、温度、应力等)影响非常显著，跟模内影响非常显著，跟模内色散相比具有不稳定性和突发性。因此，色散相比具有不稳定性和突发性。因此，PMDPMD补偿的难度比补偿的难度比较大，关于补偿的方法目前尚无定论。较大，关于补偿的方法目前尚无定论。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3131PMD PMD 对传输对传输的影响的影响的影响的影响2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3232色散色散色散色散对传输带宽对传输带宽的影响：的影响：的影响：的影响：宽谱宽谱光源光源光源光源DlDl比较大的时候，单模光纤带宽：比较大的时候，单模光纤带宽：例：考虑一个工作在1550 nm的系统，光源谱宽为15 nm，使用标准单模光纤D=17 ps/kmnm，那么系统带宽和距离乘积带宽和距离乘积：BL 1(Gb/s)km假设1550 nm为系统的零色散波长，系统的BL值为：BL 40 40 Gb/sGb/s高速系统的应用场合，色散成为首要考虑的因素之一高速系统的应用场合，色散成为首要考虑的因素之一。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3333色散色散色散色散对传输带宽对传输带宽的影响：窄的影响：窄的影响：窄的影响：窄谱谱光源光源光源光源DlDl比较小的时候，单模光纤带宽：比较小的时候，单模光纤带宽：不同线宽下的系统色散所允不同线宽下的系统色散所允许的带宽与传输距离的关系许的带宽与传输距离的关系0 nm：展宽远小于一个比特：展宽远小于一个比特 时的光源线宽时的光源线宽结论：结论：1)1)光源线宽越宽色散越严重光源线宽越宽色散越严重2)2)零色散光纤对提高系统性零色散光纤对提高系统性 能作用明显能作用明显2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3434光光光光纤纤的非的非的非的非线线性效性效性效性效应应v在线性光学中，物质对光场的响应与光的场强成线在线性光学中，物质对光场的响应与光的场强成线性关系。性关系。光的独立性原理和叠加原理都成立。光的独立性原理和叠加原理都成立。光的独立性原理和叠加原理都成立。光的独立性原理和叠加原理都成立。v尽管用于光纤的玻璃材料的非线性很弱，但由于纤尽管用于光纤的玻璃材料的非线性很弱，但由于纤芯小，纤芯内场强非常高，且作用距离长，使得光芯小，纤芯内场强非常高，且作用距离长，使得光纤中的非线性效应会积累到足够的强度，导致对信纤中的非线性效应会积累到足够的强度，导致对信号的严重干扰和对系统传输性能的限制。号的严重干扰和对系统传输性能的限制。v反之，可以利用非线性现象产生有用的效应。反之，可以利用非线性现象产生有用的效应。导导致新的学科分支致新的学科分支非线性光纤光学。非线性光纤光学。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3535v受激非弹性散射：受激非弹性散射：受激非弹性散射：受激非弹性散射：光场经过非弹性散射将能量传递光场经过非弹性散射将能量传递光场经过非弹性散射将能量传递光场经过非弹性散射将能量传递给介质产生的效应给介质产生的效应给介质产生的效应给介质产生的效应受激布里渊散射受激布里渊散射受激布里渊散射受激布里渊散射(SBS)(SBS)受激喇曼散射受激喇曼散射受激喇曼散射受激喇曼散射(SRS)(SRS)v非线性折射率：非线性折射率：非线性折射率：非线性折射率：光纤折射率与光强的相关性产生的光纤折射率与光强的相关性产生的光纤折射率与光强的相关性产生的光纤折射率与光强的相关性产生的效应。效应。效应。效应。自相位调制自相位调制自相位调制自相位调制(SPM)(SPM)互相位调制互相位调制互相位调制互相位调制(XPM)(XPM)四波混频四波混频四波混频四波混频(FWM)(FWM)光纤非线性效应分类光纤非线性效应分类光纤非线性效应分类光纤非线性效应分类2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3636非非非非线线性效性效性效性效应应概述概述概述概述vSBS、SRS及及FWM过程所引起的波长信道过程所引起的波长信道的增益或损耗与光信号的强度有关。这些非的增益或损耗与光信号的强度有关。这些非线性过程对某些信道提供增益而对另一些信线性过程对某些信道提供增益而对另一些信道则产生功率损耗，从而使各个波长间产生道则产生功率损耗，从而使各个波长间产生串扰。串扰。vSPM和和XPM都只影响信号的相位，从而使都只影响信号的相位，从而使脉冲产生啁啾，这将会加快色散引起的脉冲脉冲产生啁啾，这将会加快色散引起的脉冲展宽，尤其在高速系统中。展宽，尤其在高速系统中。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3737光光纤纤的非的非线线性效性效应应v单信道系统，功率水平单信道系统，功率水平10mw,速率不超过速率不超过2.5Gb/s时，光纤可以作为线性介质处理，即：时，光纤可以作为线性介质处理，即：光纤的损耗和折射率都与信号功率无关光纤的损耗和折射率都与信号功率无关vWDM系统中，即使在中等功率水平和比特率系统中，即使在中等功率水平和比特率下，非线性效应也很显著。下，非线性效应也很显著。v非线性效应的产生的原因是：光纤传输损耗非线性效应的产生的原因是：光纤传输损耗（增益）和折射率以及光功率相关。（增益）和折射率以及光功率相关。v非线性相互作用取决于传输距离和光纤的横截非线性相互作用取决于传输距离和光纤的横截面积。面积。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3838折射率非折射率非线线性性变变化化v光纤折射率随光功率变化：光纤折射率随光功率变化：n=n0+n2P/Ae其中其中P 是光功率，是光功率，Ae 是光纤有效截是光纤有效截面积面积v折射率变化引起光波相位变化，导致折射率变化引起光波相位变化，导致光脉冲展宽光脉冲展宽，形成，形成 SPM,XPM and FWM v在负色散区导致色散代价；在正色散在负色散区导致色散代价；在正色散区，导致色散补偿。区，导致色散补偿。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统3939自相位自相位调调制制(SPM)(SPM)v自相位调制(SPM，Self-phase modulation)的产生是由于本信道光功率引起的折射率非线性变化，这一非线性折射率引起与脉冲强度成正比的感生相移，因此脉冲的不同部分有不同的相移，并由此产生脉冲的啁啾和畸变vSPM效应在高传输功率或高比特率的系统中更为突出。vSPM会增强色散的脉冲展宽效应。从而大大增加系统的功率代价。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统4040SPMSPM的特点的特点vE(Z,t)=Ecos(wot-Boz)v自相位调制（SPM）：电场E（z,t）的相位随E2z变化，即：SPM引起的相位变化正比于电场强度E2与传播距离z。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统4141交叉相位交叉相位调调制制(CPM)(CPM)v交叉相位调制（CPM,Cross-phase modulation）的产生是由于外信道光功率引起的折射率非线性变化，导致相位变化v相位正比于 ，其中第一项来源于SPM，第二项即交叉相位调制(CPM)。v若E1=E2 则CPM的效果将是SPM的两倍。因此CPM将加剧WDM系统中SPM的啁啾及相应的脉冲展宽效应。v增加信道间隔可以抑制CPMvDSF高速(10Gb/s)WDM系统中，CPM将成为一个显著的问题。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统4242四波混四波混频频(FWM)(FWM)v折射率对于光强的相关性，不仅引起信道中的相移，而且产生新频率分量的信号，这种现象称为四波混频（FWM）v 三光子混频：w4=w1+w2+w3v两光子混频：w4+w3=w1+w2v单光子混频：w4+w3=2wp(wp=w1=w2)v两束光产生混频两个边带：斯托克斯频率：wS=2w1-w2反斯托克斯频率：wA=2w2-w12024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统4343四波混四波混频频的特点的特点vFWM的影响有赖于相互作用的信号之间的相位关系。如果相互作用的信号以同样的群速度传播（无色散时就是这种情况），则FWM的影响加强，另一方面，如果存在色散，不同的信号以不同的群速度传播，因此不同光波之间的交替地同相叠加和反相叠加，其净效果是减小了混频的效率。在有色散的系统中，信道间隔越大，群速度的差异就越大。v色散位移光纤中的色散值很低，FWM效率要高得多。v在色散位移光纤中，信道数增加时，会产生更多的FWM项v信道间隔减小时，相位失配减小，FWM效率增加v信号功率增加，FWM呈指数增加2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统4444降低降低FWMFWM的措施的措施v仔细选择各信道的位置，使得那些拍频项不与信道带宽范围重叠。这对于较少信道数的WDM系统是可能的，但必须仔细计算信道的确切位置。v增加信道间隔，增加信道之间的群速度不匹配。但缺点是增加了总的系统带宽，从而要求放大器在较宽的带宽范围内有平坦的增益谱，另外还增加了SRS引起的代价。v增加光纤的有效截面，降低光纤中光功率密度。v对于DSF使用大于1560nm的波长。这种方法的思路是：即使对于DSF，这一范围内也存在显著的色散量，从而可以减小FWM的效率。这依赖于L-band的EDFA。v针对不同的波长信道引入延时，从而扰乱不同波长信道的相位关系。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统4545受激布里渊散射受激布里渊散射(SBS)(SBS)v受激布里渊散射（SBS）是由于光子受到声学声子的散射所产生的,形成斯托克斯波与反斯托克斯波。vSBS产生频移，只发生在很窄的线宽内，在1.55mm处，WB=11.1GHZ。v斯托克斯波和泵浦波沿反方向传播。只要波长间隔比20MHZ大得多（这是典型的情况），SBS不引起不同波长之间的相互作用。vSBS在朝向光源的方向上产生增益，会引起光源不稳定vSBS阈值功率低(单波长信道：9dBm).增加光源线宽能够提高SBS阈值功率(100MHz光源:16 dBm）vSBS的增益系数gB约为410-11m/W，且与波长无关。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统4646降低降低SBSSBS的措施的措施v使单信道功率保持在SBS阈值以下。v增 加 光 源 的 线 宽,大 于100MHz（0.1nm)。v采用相位调制。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统4747受激喇曼散射受激喇曼散射(SRS)(SRS)vSRS是光子受到振动分子散射所产生的。SRS同时存在于在光传输方向或者与之相反的方向 v阈值比SBS高3个数量级，具有100nm频移间隔vSRS 引起 DWDM不同信道之间发生耦合，导致串扰。v长波长信号被短波长信号放大，引起信道功率不平衡v仅当两个波长信号都处于高电平状态才会发生SRS.v色散可以减小SRS。因为这时不同信道的信号以不同的速度传播，从而减小了不同波长的脉冲在光纤中任一点处都重合的概率v波长间隔大容易产生SRS2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统4848降低降低SRSSRS的措施的措施v使信道间隔减小；v传输功率保持在SRS阈值以下；v引入一定的色散。2024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统49492024/4/232024/4/23光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统光纤通信系统5050光光纤纤操作操作过过程中的安全程中的安全问题问题 v光通信波长位于红外波段（不可见光）v在未确认光纤端面无光输出的情况下，切不可对光纤端面进行观察，这种观察可导致视网膜损伤v在对光纤进行处理时所产生的碎隙光纤段极其锋利，极易刺入皮肤v严防碎光纤进入眼睛和口内v工作台附近不要放置任何食物或饮料