單模光纖系統

單模光纖只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用於遠程通訊。 採用單模光纖的光纖通信稱為單模光纖系統。單模光纖系統有許多獨特的優點，如衰減比多模光纖低得多，頻寬寬得多，可以在更長的距離傳輸更多的信息等。

單模光纖

單模光纖只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用於遠程通訊，但還存在著材料色散和波導色散，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩定性要好。

單模光纖系統

採用單模光纖的光纖通信稱為單模光纖系統。在1.31μm波長處，單模光纖的材料色散和波導色散一為正、一為負，大小也正好相等。這樣，1.31μm波長區就成了光纖通信的一個很理想的工作視窗，也是現在實用單模光纖系統的主要工作波段。1.31μm常規單模光纖的主要參數是由國際電信聯盟ITU－T在G652建議中確定的。

單模光纖系統組成

單模光纖系統的光路從光源驅動電路控制的光源、光纖、光活動連線器、光電檢測器、到光接收機。

光源的選擇

單模光纖通信系統對光源的要求很嚴格：第一，希望光源只有一種模式，而且要模式穩定性好；第二，要求光譜譜線密度窄；第三，光源發出的光功率大且穩定；第四，根據特殊場合需要，希望光源能夠同時發出幾個波長的光，便於波分復用技術的使用。

單模光纖系統的雷射器主要採用 動態單模雷射器：1)、解理耦合腔形(C3雷射器)，其內部有長度分別為120um和135um，並且相互作用的耦合光波腔，這種雷射器設計成只在兩個腔都發生共振的單一波長上產生振盪。閥值電流比較小、模式穩定性好。2)、分散式布拉格反射型(DBR)雷射器和分布反饋型(DFB)雷射器。這兩種雷射器內部設有衍射刪，並且只有在當反射光柵中的布拉格條件得到滿足的一種波長上產生頻譜純的振盪，雷射器的模間間隔由衍射周期決定，同時通過控制衍射的周期控制振盪波長，使用方便，易集成。

單模光纖損耗分析

單模光纖的損耗主要有三種：

固有損耗。是吸收損耗和瑞利散射損耗之和。原因：熔融摻雜石英的紫外吸收和紅外吸收在1.3um處總數值為0.03dB/km，很小可不計。還有由雜質和OH-引起。

微彎損耗。由於光纖彎曲半徑小，因此LP01導模到輻射模之間的功率耦合造成了微彎損耗。微彎損耗與模板尺寸的關係有關。

接頭損耗：纖芯之間的軸向錯位引起的。

單模光纖連線器的設計

單模光纖通信系統所採用的光纖連線器特別難製作。首先，單模光纖只有8um-10um，對準公差要求在1um之內，對準難。其次，菲涅爾反射損耗：光纖端面之間低折射率的空氣空隙，產生菲涅爾反射，其典型值一般為0.3dB。所以需要一種匹配的凝膠或匹配液。

單模光纖通信系統色散

由於單模光纖只傳輸一種模式，可以不受模式色散的影響。但一般雷射器並非是單色的，對於不同的波長的傳輸速度不同，同時還存在材料色散和波導色散。

單模光纖通信系統使用的光電檢測器

為了擴展傳輸距離，除了增大光傳送器的光源功率外，主要還要提高檢測器的靈敏度。單模光纖通信系統大都採用異質結雪崩光電二極體，它是在InP襯底上塗覆一 層InGaAs，使InGaAs接收區和InP倍增區分開，保證了快速的光電回響。這是目前的單模光纖通信系統採用直接檢波方式下使用的檢測器。如果使用更加先進的外差式檢波，大大提高了檢測器的靈敏度，可以對好幾個波分復用的光信號以很窄的頻率間隔進行傳輸。

系統增益和光路損耗計算

設備系統增益是指傳送功率與接收功率之間相差值，即光纜在某中繼段內允許的損耗值。定義為： 設備系統增益 G=PT-PR (PT入纖光功率，以dBm為單位，PR接收機靈敏度)。

光纖損耗(L)包括光纖活動連線器損耗(L1)、熔接點損耗(L2)、系統餘量(L余)，即

L=G-2L1-4L2-L余

如果在算上波分復用器和解復用器，總損耗為：

L總=L總纖+L復用+L解復+nL1+mL2+L余

其中:n為活動連線器數目

m為系統熔接點數目