OTN基础-DWDM光纤传输原理是什么？

一、光纤结构简介 光纤由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。纤芯是光信号传输的通道，包层通过折射率差将光约束在纤芯内传输，涂覆层则起机械保护作用。目前骨干网使用的主要是单模光纤。 1.1 多模光纤（MMF） 光信号是以多个模式方式进行传播的，不同模式具有不同的传播速度和相位，因此经过长距离的传播之后会产生时延，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重，降低了多模光纤的传输容量和距离，多模光纤仅用于较小容量、短距离的光纤传输通信。 实际中经常接触到的多模尾纤，它只有一端带有连接器（如 LC, SC, FC, ST），另一端是裸纤，通过熔接的方式连接到光缆纤芯上，使用明显区别于单模尾纤的颜色。主要工作在 ​850nm窗口。​ 光纤等级 芯径/包层直径 (μm) 外皮颜色 (标准) 光源 典型应用/传输速率 OM1 62.5/125 橙色 LED 100Mb/s, 1Gb/s (短距离) OM2 50/125 橙色 LED 1Gb/s, 10Gb/s (最远 82m) OM3 50/125 水蓝色) VCSEL (激光) 10Gb/s (最远 300m), 40/100Gb/s OM4 50/125 紫红色 VCSEL (激光) 10Gb/s (最远 550m), 100Gb/s OM5 50/125 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，目前已逐渐退出主流市场。 纤芯颜色代码 (色谱) 在多芯尾纤或光缆熔接时，为了区分不同的纤芯，通常遵循 TIA-598-A 颜色标准（12 色色谱）。 注：如果纤芯超过 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 等级必须与主干光缆一致（例如：OM3 光缆应配 OM3 尾纤），否则会造成极大的信号衰减。 现代 OM3/OM4 通常具备弯曲不敏感特性（BIMMF），能够减少安装时信号损失。 OM3 及以上级别针对 ​850nm VCSEL​进行了优化，被称为“激光优化”多模光纤。 1.2 单模光纤（SMF） 光纤只允许一种模式在其中传播，避免了模式色散的问题，故单模光纤具有极宽的带宽，特别适用于大容量的光纤通信，是长途通信和数据中心骨干网的主力。 标准单模尾纤通常为 黄色，主要工作在 ​1310nm​（零色散点附近）和 ​1550nm​（低损耗窗口）。 传统单模光纤分类 类型 名称 特征 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 适合长距单通道，国内极少 G.654 截止移位光纤 1550nm 处衰减最低，又称为低衰减光纤，色散系数同 G.652 主要用于海底或地面的远距离传输。 G.655 非零色散移位光纤 在1550nm窗口保持适量色散，低于G652 适用于波分和长距离光缆 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 主要用于 FTTH 接入，适合室内布线 拓展：G652是超100G OTN系统首选 不是G.655是最适合DWDM/OTN的吗？为何在超100G时代反而又用回了G.652？ 相干技术，使用DSP电域信号处理直接消除色散的影响，色散不再是阻碍，反而成了对抗FWM非线性效应的工具。 G.652有更大的有效面积，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，因为其比G.652更容易产生非线性。 对于新建网络，​G.652.D​（低水峰版本）几乎是万金油，配合相干光模块，性能最稳。 G.656是为未来全波段（S+C+L）DWDM准备的。 1.3 光纤接口 常见光纤连接器是FC，LC，SC，即所谓的“圆头”“小方头”“大方头”。其他的还有ST，E2000（鳄鱼嘴）接口。 FC圆头在对接时使用较多，因为有很好的牢固性和低损耗；SC大方头损耗略高，但操作简便，通常使用在机房的配线架(ODF)；LC小方头体积小，通常用于端口密集的设备上，节省设备面板空间。 1.4 新型光纤技术 空芯光纤：光主要在空气中传输，理论上可大幅降低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信系统具有重要意义。