1、色散的概念
在ITU-T G.650.1中,對于色散(chromatic dispersion)、色散系數(chromatic dispersion coefficient)、色散斜率(chromatic dispersion slope)是這樣定義的,詳見下表1。
表1:ITU關于色散相關概念的定義
2、由光纖色散所確定的工作波長范圍
在ITU-T G.957的附件A《系統工作波長的考慮》中,給出了由光纖色散所確定的工作波長范圍,即光纖色散對工作波長的影響。分析如下:
對G.652光纖,零色散波長在1300nm和1324nm之間,因此,在1310nm區域光纖色散是最佳的。由這些波長和對零色散斜率的相應要求,導出在圖2-1-a中所示的色散系數的最大允許絕對值(由具有最小或最大零色散波長的光纖來決定)。然而,G.652光纖也可用在1550nm區域內,該區域的最大色散系數比較大,如圖2-1-b所示。
圖2-1:G.652纖和G.654纖的色散系數的最大絕對值|D|
對于G.653光纖,零色散波長的允許范圍在1500nm和1600nm之間,因此,在1550nm區域內光纖色散是最佳的。色散系數的分析表達式導出圖2-2示出的最大允許值。G.653光纖也可用在1310nm區域內,該區域最大色散系數比較大。然而,在ITU-T G.957建議書中目前沒有考慮這種可能的應用。
圖2-2:G.654纖的色散系數的最大絕對值|D|
對于在1550nm區域內的G.654光纖,色散系數類似于G.652光纖,但比G.652光纖稍大些。對于在1310nm區域內的G.652光纖和在1550nm區域內的G.653光纖,選擇色散受限制的波長范圍,以便在限制的波長上的色散系數的絕對值近似相等。正如從圖2-1-a和圖2-2的形狀可以看出的那樣,絕對色散值在工作波長范圍內是較小的。對于1550nm范圍內的G.654和G.652光纖,圖2-1-b表明,色散限制較高的工作波長,而衰減則限制較低的工作波長。
3、光纖色散性能指標
ITU-T相關建議給出了各種光纖的色散性能指標要求,這些要求與其工作波長相關。下表3給出了相關光纖(G.652、G.653、G.655)在1550 nm處的典型色散參數D、色散斜率S和相對色散斜率RDS的值,僅供參考,具體應在相應光纖的ITU-T建議中查找。
表3:相關光纖的色散參數
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4、光纖色散與傳輸距離
工作于1550 nm的40Gbit/s、10Gbit/s和2.5Gbit/s系統三階色散受限距離詳見下表3-2(眼圖代價為1 dB時)。
表4-1:眼圖代價為1 dB時三階色散受限距離
ITU-T建議,一段光纖的PMD系數(ps/km1/2)、傳輸速率B(Gbit/s)和傳輸距離L(km)之間的關系滿足于下式:
B×PMD×L1/2=102
由此,PMD系數一定的光纖,隨著傳輸速率的增加,傳輸距離急劇縮短,40Gbit/s、10Gbit/s和2.5Gbit/s系統具體詳見下表3-3。
表4-2:傳輸距離與PMD、傳輸速率的關系
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