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简答题 请按照你的理解，描述 （1）光纤的衰减和色散的含义及其对光纤通信系统的影响； （2）色散和衰减都包含哪些类型及其产生的原因。
  • （1）光波在光纤中传输，随着传输距离的增加，而光功率强度逐渐减弱，称为光纤的损耗（或衰减）。光纤的损耗使光信号的强度逐渐减弱，可能导致到达接收端时光信号功率过低，无法达到收光器件的检测灵敏度而使设备无法正常检测到光信号；也可能导致光信号的信噪比过低，信号接收判决失真，出现误码。衰减限制了光信号的传播距离。
    光脉冲中的不同频率或模式在光纤中的群速度不同，造成到达光纤终端的时间有先有后，使光脉冲发生展宽，称为光纤的色散。光纤的色散影响接收端对信号的正确判决，限制了光信号的传播距离。
    （2）光纤的损耗主要取决于吸收损耗、散射损耗、弯曲损耗3种。
    三种损耗产生的机理及其影响分别为：
    吸收损耗：是制造光纤的材料本身造成的损耗，包括紫外、红外吸收和杂质吸收；
    散射损耗：由于光纤材料密度的微观变化，已经所含的部分材料浓度不均匀，使得光纤中出现一些折射率分布不均匀的区域，从而引起光的散射，将一部分光功率散射到光纤外部引起的损耗。光纤制造中，结构上的缺陷会引起与波长无关的散射损耗；
    弯曲损耗：光纤的弯曲会引起辐射损耗。实际中，有两种情况的弯曲：一种是曲率半径比光纤直径大得多的弯曲；一种是微弯曲。
    决定光纤衰减常数的损耗主要是吸收损耗和散射损耗，弯曲损耗对光纤衰减常数的影响不大。
    光纤的色散可分为模式色散、色度色散、偏振模色散。
    模式色散：多模光纤中不同模式的光束有不同的群速度，在传输过程中，不同模式的光束的时间延迟不同而产生的色散，称模式色散；
    色度色散：由于光源的不同频率（或波长）成分具有不同的群速度，在传输过程中，不同频率的光束的时间延迟不同而产生的色散称为色度色散。色度色散包括材料色散和波导色散。①材料色散：由于材料折射率随光信号频率的变化而不同，不同频率成分所对应的群速度不同，而引起的色散称为材料色散。②波导色散：由于光纤波导结构引起的色散称为波导色散。其大小可以和材料色散相比拟，普通单模光纤在1.31μm处这两个值基本相互抵消。
    注：模式色散主要存在于多模光纤。单模光纤无模式色散，只有材料色散和波导色散。当波长在1.31μm附近，色散接近为零。
    偏振模色散（PMD）：由于光信号的两个正交偏振态在光纤中有不同的传播速度而引起的色散称偏振模色散。

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