单模光纤仅能传播一种模式的光,这使得其模间色散非常小,从而使其成为远程通讯的理想选择。尽管如此,单模光纤仍然受到材料色散和波导色散的影响,这就要求光源具有较窄的谱宽和良好的稳定性。
单模光纤系统利用单模光纤进行通信,其在1.31μm波长处的材料色散和波导色散恰好平衡,形成了理想的通信工作窗口。这一波段也成为当前单模光纤系统的主要工作波段之一。
国际电信联盟ITU-T在G652建议中规定了1.31μm常规单模光纤的主要参数。
单模光纤通信系统对光源有着严格的要求,包括模式稳定性、光谱
谱线宽度、发光功率稳定性和支持波分复用的能力。常用的激光器类型包括动态单模激光器,如C3激光器和DBR/DFB激光器,这些激光器均具备高模式稳定性、窄谱线宽度和易于调整的特点。
单模光纤连接器的设计难度较大,因为单模光纤直径较小,对准精度要求较高,同时还需要考虑
菲涅尔反射损耗的问题。
为了提升传输距离,单模光纤通信系统通常采用异质结
雪崩光电二极管作为光电检测器,以实现更高的灵敏度。此外,外差式检波技术的应用也能显著提高检测器的性能。
设备系统增益指的是发射功率与接收功率之间的差异,即光缆在某个中继段内的最大允许损耗。系统增益可以通过公式G=PT-PR来计算,其中PT表示入纤光功率,PR表示接收机灵敏度。光纤损耗L包括光纤活动连接器损耗L1、熔接点损耗L2以及系统余量L余,具体计算公式为L=G-2L1-4L2-L余。若考虑到波分复用器和解复用器,则总损耗应为L总=L总纤+L复用+L解复+nL1+mL2+L余,其中n代表活动连接器的数量,m代表系统熔接点的数量。