光纤的完整名称叫做"光导纤维"（Optical Fiber），由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成。石英玻璃纤维是用纯石英经特别的工艺拉成的细丝，其直径比头发丝还要细（50～100μm）。相对于金属导线来说具有重量轻、线径细的特点。用光纤传输电信号时，在发送端先要将其转换成光信号，而在接收端又要由光检测器还原成电信号。在目前来说，已经实现在一根光纤的传输速率在100 Gbps以上，而且这个速率还远远不是光纤的传输速率的极限。

　　一 光纤的主要特性

　　光纤有单芯（单模）和多芯（多模）之分，如图1的上、下图所示。光纤通信是利用光导纤维传递光脉冲来进行通信。习惯上，有光脉冲表示比特1，而无光脉冲则表示比特0。光传输系统由3部分组成，即光源、传输介质和检测器。光纤通信的原理是光的全反射特性。当光照到检测器时，它产生一个电脉冲。在光纤的一端放上光源，另一端放上检测器，我们就有了一个单向传输系统，它接收一个电信号，转换成光脉冲并传输出去，然后接收端再把光脉冲转换为电信号。

　　图1  单芯和多芯光纤

　　用光纤作传输电缆具有以下几个方面的主要特点。

　　 通信容量大。

　　 传输损耗小，中继距离长，远距离传输经济。

　　 抗雷电和电磁干扰性能好。这在有大电流脉冲干扰的环境下尤为重要。

　　 无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据。

　　 体积小，重量轻。

　　 光纤对接需专用设备，光电接口也较贵。

　　光纤的主要特性如下。

　　 物理特性：在计算机网络中均采用两根光纤（各用于不同传输方向）组成传输系统。按波长范围（近红外范围内）可分为3种，即0.85μm短波长区（0.8～0.9μm）、1.3μm长波长区（1.25～1.35μm）和1.55μm长波长区（1.53～1.58μm）。不同的波长范围光纤损耗特性也不同，其中0.85μm波长区为多模光纤通信方式，1.55μm波长区为单模光纤通信方式，1.3μm波长区有多模和单模两种方式。

　　 传输特性：光纤通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号，内部的全反射可以在任何折射指数高于包层媒体折射指数的透明媒体中进行。光纤的数据传输率可达Gbps级，信号损耗和衰减非常小，传输距离可达数十公里，是长距离传输的理想传输介质。

　　 连通性：光纤普遍用于点到点的链路。由于光纤具有功率损失和衰减小的特性，以及有较大的带宽潜力，因此一段光纤能够支持的分接头数比双绞线或同轴电缆多得多。

　　 地理范围：从目前的技术来看，光纤可以在6km～8km的距离内不用中继器传输，因此光纤适合于在几个建筑物之间通过点到点的链路连接局域网络。

　　 抗干扰性：光纤具有不受电磁干扰或噪声影响的独有特征，适宜在长距离内保持高数据传输率，而且能够提供很好的安全性。

　　由于光纤通信具有损耗低、频带宽、数据传输率高和抗电磁干扰强等特点，对高速率、距离较远的局域网也是很适用的。目前采用波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术可以在一条光纤上复用多路传输，每路使用不同的波长。

　　二 光纤的分类

　　虽然说在中小型局域网中，光纤用得不多，甚至根本不用，但在大中型局域网和广域网连接中，光纤则是一种非常重要，甚至主要的传输媒体。它的优越性主要体现在不易受干扰、传输速率高和传输距离远，这些都是我们在进行网络通信中所追求的重要特性。

　　光纤与同轴电缆的结构非常相似，只不过光纤电缆没有那一层密织的网用来屏蔽，因为光纤本身就具有非常高的屏蔽性能，无须另外的屏蔽层。光纤的分类标准非常之多，主要可以从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法等方面来进行分类。下面先简单介绍一下各种分类标准，然后再展开介绍一些主要的光纤类型。

　　（1）按光纤工作波长的不同可分为：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤和红外光纤（又可分为0.85 pm、1.3 pm和1.55 pm 3种）等。

　　（2）按光纤折射率分布的不同可分为：阶跃（SI）型、近阶跃型、渐变（GI）型和其他（如三角型、W型、凹陷型等）。

　　（3）按光纤传输模式的不同可以分为：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）和多模光纤。

　　（4）按光纤原材料的不同可分为：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合材料（如塑料包层、液体纤芯等）和红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料（碳等）、金属材料（铜、镍等）和塑料等。

　　（5）按光纤制造方法的不同可分为：预塑有汽相轴向沉积（VAD）和化学汽相沉积（CVD）等，拉丝法有管律法（Rod intube）和双坩埚法。

　　1．按传输模式来划分

　　根据光纤中传输模式的多少，可分为"单模光纤"和"多模光纤"两类。单模光纤只传输一种模式，纤芯直径较细，通常在8 μm～10 μm范围内。而多模光纤可传输多种模式，纤芯直径较粗，典型尺寸为50 μm左右，相当于一根头发丝那么精细。

　　（1）单模光纤（Single-Mode Fiber，SMF）

　　单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。单模光纤携带单个频率的光将数据从光缆的一端传输到另一端，如图2中的左图所示。

　　图2  单/双模光纤的信号传输

　　SMF光纤直径较细，约为10 μm。单模光纤使用的光波长为1.31 μm或1.55 μm。目前在有线电视和光通信中，SMF光纤是应用最广的一种光纤。

　　由于SMF光纤完全避免了模式射散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量，长距离的光纤通信。SMF光纤只能传输一种模式的光，因此其模间色散很小，适用于远程通信，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1.31 μm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。这就是说在1.31 μm波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31 μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31 μm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。1.31 μm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，因此这种光纤又被称为G652光纤。

　　SMF光纤没有多模色散，传输频带较多模光纤更宽，再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使传输频带更加拓宽。

　　（2）多模光纤（Multi-Mode Fiber，MMF）

　　多模光纤可以在单根或多根光纤上同时携带几种光波，如图2中的右图所示。

　　MMF光纤纤芯直径较粗，通常为50或62.5 μm。由于其模间色散较大，限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如，600 Mbps/km的光纤在2 km时则只有300 Mbps的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几千米。

　　MMF光纤在过去曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。不过自从出现SMF光纤后，似乎成为了历史。但实际上，由于MMF较SMF的芯径大，且与LED等光源结合容易，在众多LAN中更有优势，所以在短距离通信领域中MMF在重新受到重视。

　　MMF按折射率分布进行分类时，可分为渐变（GI）型和阶跃（SI）型两种。GI型的折射率以纤芯中心为最高，沿包层徐徐降低。从几何光学角度来看，在纤芯中前进的光束以蛇行状传播。由于光的各个路径所需时间大致相同，所以传输容量较SI型大。

　　2．按纤芯直径来划分

　　如果按光芯直径大小来分的话，可以分为以下类型。

　　 缓变型多模光纤：50/125 μm。

　　 缓变增强型多模光纤：62.5/125 μm。

　　 突变型单模光纤：8.3/125 μm。

　　50/62.5/8.3（μm）均是指光纤纤芯直径大小，125（μm）均是指光纤玻璃包层的直径大小。

　　因为光纤的包层直径均为125 μm，所以以上3种类型的光纤就可标识为：50 μm /125 μm（光纤直径/包层直径）缓变型多模光纤、62.5 μm/125 μm缓变增强型多模光纤和8.3 μm/125 μm突变型单模光纤。在综合布线系统中较为常用的是62.5 μm/125 μm缓变增强型多模光纤，其他两种光纤应根据工程的实际需要选用。

　　3．按光纤芯折射率分布划分

　　在这种划分标准下，光纤又可以分为以下几种类型。

　　（1）阶跃型光纤（Step Index Fiber，SIF）

　　SIF又称"突变型光纤"，目前，单模光纤多属此类，最早的多模光纤也属此类。这种SIF光纤纤芯的折射率与包层的折射率成阶跃型分布。它的特点是芯的折射率是均匀的，在芯和包层之间的分界面上，折射率有一不连续的阶跃性突变。纤芯直径为50～100 μm，光线以曲折形状传播，特点是信号畸变大。

　　（2）渐变型光纤（Graded Index Fiber，GIF）

　　GIF光纤也称为梯度光纤，它有单模和多模两种类型的光纤，其特点是纤芯中心的折射率最大，沿径向往外逐步变小，最后达到包层的折射率。分布曲线近似为抛物线，形成一个连续渐变的梯度或坡度。纤芯直径为50 μm，光线以正弦形状传播，信号畸变小。

　　（3）单模环形光纤（Ring Fiber）

　　这种光纤折射率分布与突变型光纤相似，纤芯直径为8 μm～12 μm，光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。因为光纤只能传一个模式，所以称为单模光纤，其折射率最高，信号畸变小。

　　（4）单模W形光纤（W-Fiber）

　　这种光纤也称为双包层光纤，因其折射率分布像W形而得名。它的横截面分为3个区域，每个区域内的折射率都是均匀的，中心的折射率最高，中间区域折射率最低，最外面区域的折射率介于两者之间。可以实现10 Gbps容量的100 km的超大容量超长距离的信号传送。

　　（5）单模三角型光纤

　　这种光纤纤芯折射率分布曲线为三角形，是一种新型的单模光纤。这种光纤在1.55 μm有微量色散，有效面积较大，适合于密集波分复用和狐子传输的长距离系统使用。

　　（6）单模椭圆型光纤

　　同样，这种光纤也是因其纤芯折射率分布为椭圆型而得名的。这种光纤具有双折射特性，即两个正交偏振模的传输常数不同。强双折射特性能使传输光保持其偏振状态，因而又称为双折射光纤或偏振保持光纤。其优点是传输距离长。

　　4．按光纤的组成材料划分

　　按光纤的组成材料可分为：石英玻璃光纤（主要材料为SiO2）、复合光纤（主要材料为SiO2、Na2O和CaO等氧化物）、硅酸盐光纤、氟化物光纤、塑包光纤、全塑光纤、液芯光纤、测光光纤、尾光光纤和工业光纤等。光通信中主要用石英光纤，以后所说的光纤也主要是指石英光纤。

　　（1）石英光纤

　　石英光纤是一种以高折射率的纯石英玻璃（SiO2）材料为芯，以低折射率的有机或无机材料为包皮的光学纤维。由于石英光纤传输波长范围宽（从近紫外到近红外，波长从0.38 μm ~2.0μm），所以石英光纤适用于紫外到红外各波长信号及能量的传输。另外，石英光纤数值孔径大、光纤芯径大、机械强度高、弯曲性能好和很容易与光源耦合等优点，故在传感、光谱分析、过程控制及激光传输、激光医疗、测量技术、刑侦，信息传输和照明等领域的应用极为广泛。尤其是在工业和医学等领域的激光传输中得到了广泛的应用，这是其他种类的光纤无法比拟的。

　　（2）复合光纤

　　复合光纤（Compound Fiber）是在SiO2原料中再适当混合诸如氧化钠（Na2O）、氧化硼（B2O3）、氧化钾（K2O）等氧化物的多成分玻璃作成的光纤。其特点是多成分玻璃比石英的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤内窥镜。

　　（3）氯化物光纤

　　氯化物光纤（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料又简称ZBLAN（即将氟化锆（ZrF4）、氰化钡（BaF2）、氟化镧（LaF3）、氟化铝（A1F2）、氰化钠（NaF）等氯化物玻璃原料简化成的缩语）。它主要工作在2pm～10pm波长的光传输业务。

　　由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性，正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发，如其理论上的最低损耗在3pm波长时可达3dB/km~10dB/km，而石英光纤在1.55pm时却在0.15dB/km～0.16dB/km之间。

　　目前，ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗，只能用在2.4pm～2.7pm的温敏器和热图像传输，尚未广泛实用。不过最近，为了利用ZBLAN进行长距离传输，正在研制1.3pm的掺错光纤放大器（PDFA）。

　　（4）塑包光纤

　　塑包光纤（Plastic Clad Fiber）是将高纯度的石英玻璃做成纤芯，而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。它与石英光纤相比较，具有纤芯租、数值孔径（NA）高的特点。因此，易与发光二极管LED光源结合，损耗也较小，非常适用于局域网（LAN）和近距离通信。

　　（5）全塑光纤

　　全塑光纤是将纤芯和包层都用塑料（聚合物）制作成的光纤。早期产品主要用于装饰和导光照明及近距离光链路的光通信中。 原料主要是有机玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。损耗受到塑料固有的C－H结合结构制约，一般每千米可达几十分贝。为了降低损耗正在开发应用氟索系列塑料。由于塑料光纤（Plastic Optical Fiber）的纤芯直径为1 000 pm，比单模石英光纤粗100倍，接续简单，而且易于弯曲，便于施工，近年来，加上宽带化的进度，作为渐变型（GI）折射率的多模塑料光纤的发展受到了社会的重视。最近，它在汽车内部LAN中应用速度较快，未来在家庭LAN中也可能得到应用。

　　（6）碳涂层光纤

　　在石英光纤的表面涂敷碳膜的光纤，被称为碳涂层光纤（CCF，Carbon Coated Fiber）。其机理是利用碳素的致密膜层，使光纤表面与外界隔离，以改善光纤的机械疲劳损耗和氢分子的损耗增加。CCF是密封涂层光纤（HCF）的一种。

　　（7）金属涂层光纤

　　金属涂层光纤（Metal Coated Fiber）是在光纤的表面涂布Ni、Cu、A1等金属层的光纤。也有再在金属层外被覆塑料的，目的在于提高抗热性和可供通电及焊接。它是抗恶环境性光纤之一，也可作为电子电路的部件用。早期产品是在拉丝过程中，涂布熔解的金属制作成的。由于此法因玻璃与金属的膨胀系数差异太大，会增微小弯曲损耗，实用化率不高。近期，由于在玻璃光纤的表面采用低损耗的非电解镀膜法的成功，使性能大有改善。

　　（8）掺稀土光纤

　　掺稀土光纤是在光纤的纤芯中，掺杂如铒（Er）、钕（Nd）、镨（Pr）等稀土族元素的光纤。1985年英国的南安普顿（Southampton）大学的佩恩（Payne）等人首先发现掺杂稀土元素的光纤（Rare Earth DoPed Fiber）有激光振荡和光放大的现象，从此揭开了掺铒等光放大的面纱。现在已经实用的1.55 pmEDFA 就是利用掺铒的单模光纤，利用1.47 pm的激光进行激励，得到1.55 pm光信号放大的。另外，掺杂氟化物光纤放大器（PDFA）正在开发中。

　　（9）发光光纤

　　发光光纤是采用含有荧光的物质制造的光纤。它是在受到辐射线、紫外线等光波照射时，产生的荧光，可经光纤闭合进行传输的光纤。发光光纤（Luminescent Fiber）可以用于检测辐射线和紫外线，以及进行波长变换，或用做温度敏感器、化学敏感器。在辐射线的检测中也称做闪光光纤（Scintillation Fiber）。 发光光纤从荧光材料和掺杂的角度上，目前正在开发塑料光纤。

　　5．按光纤的套塑层分类

　　按光纤的套塑层可分为"紧套光纤"和"松套光纤"两类。"紧套光纤"中光纤被套管紧紧地箍住，不能在其中松动，它与塑料套层是一个整体结构。而"松套光纤"可在套管层中松动。套管内填充油膏，以防水渗入。若一根管内含有多根光纤，则称为松套光纤束。紧套光纤和松套光纤的外观及截面结构分别如图3中的左、右图所示。

　　图3  紧套光纤和松套光纤的外观及截面结构

　　其实光纤的分类还非常多，如还可以按一条光纤中所含光芯数量分，目前常见的就有4芯、6芯、8芯、10芯、12芯和14芯等，当然也有单芯的。注意这是指芯数，而不是指光传输模式中的单模和多模。无论单模还是多模光纤都可以有单芯和多芯光纤。

　　三 光纤结构及主要附件

　　为了使大家对光纤结构有个初步了解，本节介绍一些常见类型的光纤结构，实际上光纤类型相当复杂，各种不同类型的光纤结构也是多种多样的。

　　如图4中的左、右图所示的分别为单芯光纤和多芯光纤截面结构示意图。在光纤结构中我们还要了解的一点就是光纤的接口类型。我们经常见到诸如ST-ST光纤、ST-SC光纤，或者ST和SC光纤。这里的ST，SC是什么意思呢？原来ST和SC是指光纤连接器的两种接口类型。对于10Base-F以太网标准连接，连接器通常是ST类型的；而对于100Base-FX以太网标准，连接器大部分情况下为SC类型的。ST连接器的芯外露，SC连接器的芯在接头里面。如图5中的左、右图所示的分别是做好的一段ST-ST和ST-SC光纤；而在图6中，从左到右依次为ST连接器、SC连接器、ST适配器和SC适配器。注意，不同品牌的这些附件产品的外观可能有较大区别。

　　图4  单/多芯光纤结构

　　图5  带ST-ST/ST-SC连接器的光纤

　　图6  ST/SC连接器和适配器

　　光纤中的接口类型比较多，常见的有ST、SC、FC和LC等。ST连接插头呈圆形，用于10Base-F网络中，此时光缆中只有单根光导纤维（而非多股的带状结构），并且光缆以交叉连接或互连的方式连至光电设备上。在所有的单工终端应用中，综合布线均使用ST光纤连接器。

　　SC接头是标准方型接头，用于100Base-FX网络中，是目前应用比较广的光纤接口类型。传输设备侧光接口一般用SC接头。它采用工程塑料，具有耐高温，不容易氧化等优点。LC接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些。FC接头是金属接头，紧固方式为螺丝扣。

　　四 三种常见光纤的色散和非线性

　　光纤是光信号的物理传输媒质，其特性直接影响光纤传输系统的带宽和传输距离，目前已开发出不同特性的光纤以适应不同的应用。常用的光纤种类有常规单模光纤G.652、色散位移光纤G.653和非零色散位移光纤G.655这3种。

　　这3类光纤的低损耗区都在1 310～1 600 nm波长范围内。色散位移光纤G.653主要是为1 550 nm频段的单一波长高速率传输研制的。非零色散位移光纤G.655包括大有效面积光纤（LEAF）、色散平坦光纤（DFF）和全波光纤（Allwave）等。影响光纤传输距离和传输性能的关键性因素之一是色散，它会影响传输系统，尤其是DWDM（Dense Wavelength Division Multiplexing，密集波分复用）系统指标的重要因素是光纤的非线性，它们对于不同类型光纤的传输性能有决定性的影响，特别是WDM（Wavelength Division Multiplexing，波分复用）系统的传输性能。

　　1．色散对光纤传输的影响

　　所谓色散是指入射到光纤的光脉冲经光纤传输以后，出射端光脉冲将发生时间展宽的这种现象。光纤色散按产生原因的不同，大致可分为3种，即模式色散、材料色散和波导色散。下面就此进行简略说明。

　　（1）模式色散

　　在多模光纤中由于各传输模式的传输路径不同，各模式到达出射端的时间不同，从而引起光脉冲展宽，由此产生的色散称为模式色散。

　　（2）材料色散

　　光纤材料石英玻璃的折射率对不同的传输光波长有不同的值，包含有许多波长的太阳光通过棱镜以后可分成7种不同颜色就是一个证明。由于上述原因，材料折射率随光波长而变化从而引起脉冲展宽的现象称为材料色散。

　　（3）波导色散

　　由于光纤的纤芯与包层的折射率差别很小，因而在界面产生全反射现象时，有一部分光进入到包层之内。由于出现在包层内的这部分光，大小与光波长有关，这就相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。具有一定波谱线宽的光源所发出的光脉冲射入到光纤后，由于不同波长的光其传输路程不完全相同，所以到达光纤出射端的时间也不相同，从而使脉冲展宽。具体说入射光的波长越长，进入到包层的光强比例就越大，传输路径距离越长。由上述原因所形成的脉冲展宽现象叫做波导色散。

　　材料色散和波导色散都与光波长有关，所以又统称为波长色散。模式色散仅在多模光纤中存在，在单模光纤中不产生模式色散，而只有材料色散和波导色散。通常各种色散的大小顺序是模式色散>材料色散>波导色散，因此多模光纤的传输带宽几乎仅由模式色散所制约。在单模光纤中由于没有模式色散，所以它具有非常宽的带宽。色散的单位是指单位光源光谱宽度、单位光纤长度所对应的光脉冲的展宽（延时差）。

　　无论是核心网还是接入网，目前主要应用的还是G.652单模光纤，不过在核心网新建线路中已开始采用G.655光纤。光纤的选型是波分复用系统设计中很重要的一个问题，过去由于技术的限制光纤只有少数的几种，同时我国已埋设的光纤几乎都是常规单模光纤，选型问题显得不是很重要。现在新型光纤种类越来越多，在设计波分复用系统和进行传输网建设时，光纤的选型就十分重要。

　　G.652单模光纤在C波段1 530～1 565nm和L波段1 565～1 625nm范围内的色散较大，一般为17～22ps/（nm·km）。当系统速率达到2.2Gbps以上时，需要进行色散补偿，在10Gbps时系统色散补偿成本较大。G.652单模光纤是目前传输网中敷设最为普遍的一种光纤。

　　G.653色散位移光纤在C波段和L波段的色散一般为1～3.3 ps/（nm·km），在1 550 nm波段时是零色散，系统速率可达到20 Gbps，甚至40 Gbps，是单波长超长距离传输的非常好的光纤。但是，由于其零色散的特性，在采用DWDM扩容时，会出现非线性效应，导致信号串扰，产生四波混频（FWM），因此不适合采用DWDM。

　　G.655非零色散位移光纤在C波段的色散为1～6 ps/（nm·km），在L波段的色散一般为6～10 ps/（nm·km），色散较小，避开了零色散区，既抑制了FWM，可采用DWDM扩容，也可以开通高速系统。Lucent公司和康宁公司的G.655光纤，分别叫做真波光纤（TrueWave）和SMF-LSTM光纤。真波光纤的零色散点在1 530 nm以下短波长区，在1 549～1 561 nm的色散系数为2.0～3.0 ps/（nm·km）；SMF-LSTM光纤的零色散点在长波长区1 570 nm附近，系统工作在色散负区，在1 545 nm的色散值为1.5 ps/（nm·km）。新型的G.655光纤可以使有效面积扩大到一般光纤的1.5～2倍，大有效面积可以降低功率密度，减小光纤的非线性效应。

　　2．光纤非线性对传输的影响

　　非线性效应会造成一些额外损耗和干扰，恶化系统的性能。WDM系统光功率较大并且沿光纤传输很长距离，因此产生非线性失真。非线性失真有"受激散射"和"非线性折射"两种。其中受激散射又分"拉曼散射（SRS）"和"布里渊散射（SBS）"。以上两种散射使入射光能量降低，造成损耗。在光纤功率较小时可忽略。同样，在光纤功率较小时，光的折射率与光功率无关，但功率较高时，需考虑非线性折射。非线性折射有以下几种：四波混频（FWM）、交叉相位调制（XPM）和自身相位调制（SPM）。其中四波混频、交叉相位调制对系统影响最严重。

　　因非线性效应是非常复杂的一个问题，在此不赘述。

　　五 G.652与G.655光纤的应用

　　目前用于传输网建设的主要光纤只有3种，即G.652常规单模光纤、G.653色散位移单模光纤和G.655非零色散位移光纤。而其中的G.653光纤除了在日本等国家的干线网上有应用之外，因其在开通WDM系统时会引起FWM等非线性效应，要开通WDM系统只有采取不等距波长间隔、减小入纤光功率等以牺牲系统性能为代价的解决方案，在我国的干线网上几乎没有应用。

　　这样，真正可以用于骨干网乃至城域网等应用的光纤只有G.652和G.655光纤两种，但目前对于这两种光纤在未来传输网中的应用存在着许多不同看法。

　　通常G.652单模光纤在C波段1 530～1 565 nm和L波段1 565～1 625 nm的色散较大，一般为17～22 ps/（nm·km）。在开通高速率系统，如10Gbps和40Gbps及基于单通路高速率的WDM系统时，可采用色散补偿光纤来进行色散补偿。色散补偿光纤（DCF）具有负色散斜率，可补偿长距离传输引起的色散，使整个线路上1 550 nm处的色散大大减小，使G.652光纤既可满足单通道10 Gbps、40 Gbps的TDM信号，又可满足DWDM的传输要求。但DCF同时引入较大的衰减，因此它常与光放大器一起工作，置于EDFA（掺铒放大器）两级放大之间，这样才不会占用线路上的功率余度。DWDM波长范围越宽，补偿困难越大。当位于频段中心的波长补偿好时，频段低端的波长过补偿，高端的波长则欠补偿。目前一些设备厂商正在研制色散斜率补偿，这种补偿方式就会使得一定波长范围内的光信号都得到均匀的补偿，对于多通路的WDM系统有很大好处。

　　G.655光纤的基本设计思想是在1 550 nm窗口工作波长区具有合理的较低的色散，足以支持10 Gbps的长距离传输而无须色散补偿，从而节省了色散补偿器及其附加光放大器的成本。同时，其色散值又保持非零特性，具有一起码的最小数值，足以抑制非线性影响，适宜开通具有足够多波长的WDM系统。初步研究结果表明，对于以10 Gbps为基础的WDM系统，尽管G.655光缆的初始成本是G.652光缆的1.5～2倍，但由于色散补偿成本远低于G.652光纤，因而采用G.655光缆的系统总成本大约可以比采用G.652光缆的系统总成本低30％～50％。第二代的G.655光纤-大有效面积的光纤和小色散斜率光纤也已经大规模应用，前者具有较大的有效面积，可以更有效地克服光纤非线性的影响；后者具有更合理的色散规范值，简化了色散补偿，更适合于Ｌ波段的应用。两者均适合于以10 Gbps为基础的高密集波分复用系统。从技术实现的角度来看，G.652光纤和G.655光纤对于单通路速率为2.5 Gbps、10 Gbps的WDM系统都适用，根据设备制造商的系统设计不同，均可达到较好的性能。对于通路非常密集的WDM系统，G.652光纤对于非线性效应的抑制情况较好，而G.655光纤对于FWM等非线性效应的抑制较差，此时仅从性能角度来看，G.652光纤具有较大的优势。综合这两种光纤应用的成本来看，采用G.652光纤开通基于2.5 Gbps的WDM系统是最经济的选择，对于基于10 Gbps的WDM系统需要进行色散补偿，常用的方法是使用色散补偿光纤，这不可避免地要增加系统成本，而G.655光纤开通基于10 Gbps的WDM系统时也需要进行少量的色散补偿，但色散补偿成本相对较低。对于新一代光纤的选型，需进一步考虑技术优势、光纤成本及色散补偿成本等方面的综合因素，以便根据不同的应用选用非常好的的光纤种类。

　　综上所述，我们可以得出以下的结论。

　　 基于2.5 Gbps及其以下速率的WDM系统，G.652光纤是一种非常好的选择。

　　 基于10 Gbps及更高速率的WDM系统，G.652和G.655光纤均能支持。

　　 通路非常密集的WDM系统，G.652光纤承载的系统在技术上有较大的优势，在考虑光纤选型时应综合性能及成本等多方面因素。

　　 在城域网中的光纤选型中，新一代的无水峰光纤因扩大了可用光谱，显示出很强的优势。