希望你们年轻的一代，也能像蜡烛为人照明那样，有一分热，发一分光，忠诚而踏实地为人类伟大的事业贡献自己的力量。 —法拉第（M.Faraday）

       波导色散与制造光纤的材料特性和光纤的几何尺寸有关，改变单模光纤结构和参数设计，就有可能设计不同种类的光纤。

       已经开发的有色散位移光纤、非零色散位移光纤、色散补偿光纤，以及在1.55μm衰减最小的光纤等。

       图3.4.1表示标准单模光纤、色散位移光纤、非零色散位移光纤和色散补偿光纤的结构和折射率分布。

       

图3.4.1几种单模光纤的结构和折射率分布

a）标准单模光纤b）色散位移光纤c）非零色散位移光纤d）色散补偿光纤

       图3.4.2表示标准光纤、色散位移光纤、非零色散位移光纤、色散平坦光纤和色散补偿光纤的色散特性和衰减特性。

 

图3.4.2标准光纤、色散位移光纤、非零色散位移光纤、色散平坦光纤和色散补偿光纤的色散和衰减特性

 

一、 G.652标准单模（SSM）光纤

       标准单模光纤是指零色散波长在1.3μm窗口的单模光纤，国际电信联盟（ITU）把这种光纤规范为G.652《单模光纤和光缆特性》光纤，这属于第一代单模光纤，其特点是当工作波长在1.3μm时，光纤色散很小，系统的传输距离只受一个因素，即光纤衰减所限制。但这种光纤在1.3μm波段的损耗较大，为0.3~0.4dB/km；在1.55μm波段的损耗较小，为0.2~0.25dB/km。色散在1.3μm波段为±3.5ps/（nm·km），在1.55μm波段较大，约为20ps/（nm·km）。这种光纤可支持用于在1.55μm波段的2.5Gbit/s的干线系统，但由于在该波段的色散较大，若传输10Gbit/s的信号，传输距离超过50km时，就要求使用价格昂贵的色散补偿模块，另外由于它的使用也增加了线路损耗，缩短了中继距离，所以不适用于DWDM系统。

二、G.653色散位移光纤（DSF）光纤

       G.652光纤的最大缺点是低衰减和零色散不在同一工作波长上，为此，在20世纪80年代中期，成功开发了一种把零色散波长从1.3μm移到1.55μm的色散位移光纤，它属于第二代单模光纤。

       G.653光纤也分为A和B两类，A类是常规的色散位移光纤，B类与A类类似，只是对偏振模色散（PMD）的要求更为严格，允许STM-64的传输距离大于400km，并可支持STM-256应用。

三、G.654截止波长位移光纤（CSF）

      为了满足海底光缆长距离通信的需求，科学家们开发了一种应用于1.55μm波长的纯石英芯单模光纤，它是通过降低光纤包层的折射率，来提高光纤SiO2芯层的相对折射率而实现的。该光纤具有更大的有效面积（大于110μm2），超低的非线性和损耗，它在1.55μm波长附近仅为0.151dB/km，可以尽量减少使用掺铒光纤放大器（EDFA）的数量，并具有氢老化稳定性和良好的抗辐射特性，特别适用于无中继海底DWDM传输。G.654光纤在1.3μm波长区域的色散为零，但在1.55μm波长区域色散较大，为17~20ps/（nm·km）。

G.655非零色散位移光纤（NZ-DSF）

       色散位移光纤在1.55μm色散为零，不利于多信道WDM传输，因为当复用的信道数较多时，信道间距较小，这时就会发生一种称为四波混频（FWM）的非线性光学效应，这种效应使两个或三个传输波长混合，产生新的、有害的频率分量，导致信道间发生串扰。如果光纤线路的色散为零，FWM的干扰就会十分严重；如果有微量色散，FWM干扰反而还会减小。针对这一现象，科学家们研制了一种新型光纤，即NZ-DSF光纤。这种光纤实质上是一种改进的色散位移光纤，其零色散波长不在1.55μm，而是在1.525μm或1.585μm处。在光纤的制作过程中，适当控制掺杂剂的量，使它大到足以抑制高密度波分复用系统中的四波混频，小到足以允许单信道数据速率达到10Gbit/s，而不需要色散补偿。非零色散光纤消除了色散效应和四波混频效应，而标准光纤和色散位移光纤都只能克服这两种缺陷中的一种，所以非零色散光纤综合了标准光纤和色散位移光纤最好的传输特性，既能用于新的陆上网络，又可对现有系统进行升级改造，它特别适合于高密度WDM系统的传输，所以非零色散光纤是新一代光纤通信系统的最佳传输介质。