一、光纤布局简介
光纤由纤芯、包层和涂覆层三部门构成。纤芯是光信号传输的通道，包层通过折射率差将光束缚在纤芯内传输，涂覆层则起机器掩护作用。如今骨干网使用的紧张是单模光纤。
1.1 多模光纤（MMF）
光信号是以多个模式方式举行流传的，差异模式具有差异的流传速率和相位，因此颠末长间隔的流传之后会产生时延，导致光脉冲变宽，叫做光纤的模式色散或模间色散。由于模式色散影响较严肃，低落了多模光纤的传输容量和间隔，多模光纤仅用于较小容量、短间隔的光纤传输通讯。
实际中常常打仗到的多模尾纤，它只有一端带有毗连器（如 LC, SC, FC, ST），另一端是裸纤，通过熔接的方式毗连到光缆纤芯上，使用显着区别于单模尾纤的颜色。紧张工作在 850nm窗口。
光纤品级芯径/包层直径 (μm)外皮颜色 (标准)光源典范应用/传输速率OM162.5/125橙色LED100Mb/s, 1Gb/s (短间隔)OM250/125橙色LED1Gb/s, 10Gb/s (最远 82m)OM350/125水蓝色)VCSEL (激光)10Gb/s (最远 300m), 40/100Gb/sOM450/125紫赤色VCSEL (激光)10Gb/s (最远 550m), 100Gb/sOM550/125石灰绿VCSEL宽带多模 (WBMMF)，支持 SWDM 波分复用橙色多模尾纤是最常见的，早期标准，如今已徐徐退出主流市场。
纤芯颜色代码 (色谱)
在多芯尾纤或光缆熔接时，为了区分差异的纤芯，通常遵照 TIA-598-A 颜色标准（12 色色谱）。
注：如果纤芯凌驾 12 芯，则循环使用该颜色序列，通常会加上色带标识。
多模光纤特性
- 尾纤的 OM 品级必须与主干光缆同等（比方：OM3 光缆应配 OM3 尾纤），否则会造成极大的信号衰减。
- 今世 OM3/OM4 通常具备弯曲不敏感特性（BIMMF），可以大概淘汰安装时信号丧失。
- OM3 及以上级别针对 850nm VCSEL举行了优化，被称为“激光优化”多模光纤。
1.2 单模光纤（SMF）
光纤只答应一种模式在此中流传，制止了模式色散的标题，故单模光纤具有极宽的带宽，特殊实用于大容量的光纤通讯，是长途通讯和数据中央骨干网的主力。
标准单模尾纤通常为 黄色，紧张工作在 1310nm（零色散点附近）和 1550nm（低斲丧窗口）。
传统单模光纤分类
范例名称特性应用G.652色散无移单模光纤零色散波长约为 1310nm最常见，最广泛G.653色散移位光纤色散在约 1550nm 处最小适当长距单通道，国内少少G.654制止移位光纤1550nm 处衰减最低，又称为低衰减光纤，色散系数同 G.652紧张用于海底或地面的远间隔传输。G.655非零色散移位光纤在1550nm窗口保持适量色散，低于G652实用于波分和长间隔光缆G.656低斜率非零色散偏移光纤色散斜率比G655更低更宽的波长透射性能。G.657弯曲不敏感光纤最小弯曲半径为 5-10mm紧张用于 FTTH 接入，适当室内布线拓展：G652是超100G OTN体系首选
不是G.655是最适当DWDM/OTN的吗？为安在超100G期间反而又用回了G.652？
- 干系技能，使用DSP电域信号处置惩罚直接消除色散的影响，色散不再是拦阻，反而成了对抗FWM非线性效应的工具。
- G.652有更大的有用面积，非线性效应更弱。
- G.652在S波段依然有色散，而G.655色散极低易产生FWM非线性。
- 如果在G.655开通100G OTN，则更应该注意入纤功率，由于其比G.652更容易产生非线性。
- 对于新建网络，G.652.D（低水峰版本）险些是万金油，共同干系光模块，性能最稳。
- G.656是为未来全波段（S+C+L）DWDM预备的。
1.3 光纤接口
常见光纤毗连器是FC，LC，SC，即所谓的“圆头”“小方头”“大方头”。其他的另有ST，E2000（鳄鱼嘴）接口。
FC圆头在对接时使用较多，由于有很好的牢固性和低斲丧；SC大方头斲丧略高，但利用轻巧，通常使用在机房的配线架(ODF)；LC小方头体积小，通常用于端口麋集的装备上，节流装备面板空间。
1.4 新型光纤技能
- 空芯光纤：光紧张在氛围中传输，理论上可大幅低落非线性效应和传输时延。最新研究表明，空芯光纤的背向散射强度比传统光纤低四个数量级，这对高性能传感和通讯体系具有紧张意义。
二、光纤通讯的特点
长处:
- 传输频带极宽，通讯容量很大
- 传输衰减小，间隔远
- 信号串扰小，传输质量高
- 抗电磁干扰，保密性好
- 光纤尺寸小，重量轻，便于运输和敷设耐化学腐蚀，实用于特殊情况
- 原质料资源丰富
- 节省有色金属
缺点:
- 光纤弯曲半径不宜过小
- 光纤的堵截和毗连利用技能要求较高
三、 光纤的三大传输特性
常见的通讯装备，作为非纯光体系，一样平常只思量光缆斲丧，即只思量装备的收光达标与否。
DWDM做为光传输网络，对光的要求比别的通讯装备更高，光缆的斲丧，色散，非线性效应均为实际网络中须要重点关注的性能参数。
3.1 斲丧
光纤斲丧紧张包罗三类：
- 吸取斲丧：光纤质料（SiO₂）的本征吸取，决定了光纤斲丧的理论下限
- 散射斲丧：紧张是瑞利散射，由光纤密度不匀称引起，与波长的四次方成反比
- 附加斲丧：包罗弯曲斲丧、微弯斲丧、毗连斲丧等
光纤的三个通讯窗口分别为：850nm，1310nm，1550nm。
1550nm窗口的理论斲丧约0.19dB/km，工程上通常按0.275dB/km估算——这意味着传输100km后，光功率剩余不敷原来的1%。以是常见的光模块最大传输间隔一样平常是80km。
3.2 色散
光脉冲信号颠末长间隔传输以后，发生时域上的展宽，产生码间干扰，这种征象即为色散。
色散是限定高速传输间隔的关键因素。它表现为光脉冲在传输过程中的展宽，当展宽凌驾1/4比特周期时，就会产生码间干扰。
- 模式色散：
紧张存在于多模光纤中，因此多模尾纤传输间隔很短。DWDM体系不在多模光纤中工作，无需思量。
- 色度色散：
差异频率身分在光纤中传输速率差异导致。这是DWDM体系中紧张思量的色散。
- 偏振模色散（PMD）：
由光纤的多少不对称性和应力引起，两个正交偏振模的到达时间差。在40Gbit/s及以上速率体系中，PMD的影响不容忽视。这种色散无法通过赔偿办理。
色散管理是DWDM体系操持的核心课题。长距传输必须接纳反色散赔偿光纤（DCF）或数字信号处置惩罚（DSP）算法，将总色散控制在答应范围内。
色散赔偿
通常我们说色散赔偿是指赔偿色度色散。
40G DWDM体系在实现网络中险些不存在，需使用DCF或其他技能举行色散赔偿，需思量PMD色散。
10G及以下速率的DWDM体系中，需使用DCF或其他技能举行色散赔偿，通常不思量PMD色散。
100G及以上速率的DWDM体系，通常无需思量色散赔偿，由装备提供DSP算法，干系吸取团结数字信号处置惩罚，在电域对非线性损伤举行有用赔偿。
四、非线性效应
这是DWDM体系中最复杂、也最须要深入明白的范畴。非线性效应随光功率密度增长而显着，在长距、高速、多波长的DWDM体系中尤为突出。
自相位调制（SPM）
光强度变革引起光纤折射率变革，进而导致光信号自身的相位调解。SPM会使信号频谱展宽，在色散作用下加剧脉冲畸变。
光缆间隔越长，色散越大时，该效应越严肃。
交错相位调制（XPM）
在多波长体系中，相邻通道的光强变革，通过折射率改变了本通道的相位。通道越多、波长间距越小，色散越大，则产生该效应的入纤功率越低。
当你试图通过增长光功率来提升信噪比时，大概会由于XPM非线性效应，反而使信噪比低落乃至产生误码。
四波混频（FWM）
这是DWDM体系最具粉碎性的非线性效应。当多个波长在光纤中相互作用时，会产生新的波长，不光斲丧原有信号能量，新产生的波长还大概造成严肃串扰。FWM效应的光功率门限很低，当光功率较低时则更易产生该效应。
在DWDM体系中，紧张通过光缆的色散来克制FWM，即DWDM体系不能工作在无色散的光缆(G.653)上，只管色散是限定DWDM传输间隔的紧张因素。
受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS）
受激布里渊散射 (SBS)原理：强光引起光纤内部的机器振动（声波），声波像一面反射镜一样将光反射回发送端。它是 DWDM 体系中入纤功率的“硬天花板”。一旦凌驾 SBS 阈值，大部门光功率会被反射归去。
受激拉曼散射（SRS）原理： 高频（短波长）能量转移给低频（长波长）。该效应会导致短波长信号性能变差。
实际中紧张通过光通道功率均衡制止SRS，低落入纤功率制止SBS。
小结
色散过低，四波混频，XPM； ** 色散过高** ，SPM/XPM。
光过强，XPM,SBS； 光过弱，信号差，FWM。
因此，色散管理和光功率管理，是DWDM体系中最紧张的课题。
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