影响光纤传输的主要因素：衰减和色散。

衰减包括：吸收和散射。

吸收损耗----由于光纤对光能的固有吸收并转换成损耗。

吸收分为本征吸收（包括红外吸收和紫外吸收）、杂质吸收、和结构缺陷吸收。

本征吸收----是石英玻璃自身固有的吸收，及红外吸收和紫外吸收。

红外吸收----是通过有二氧化硅构成石英玻璃时分子共振引起的光能吸收现象。

紫外吸收----是通过光波照射激励原子中约束的电子跃迁至高能级的吸收能量。

石英玻璃光纤的吸收损耗是由玻璃自身的红外吸收和紫外吸收共同决定的。

杂质吸收----是玻璃材料中的含有铁、铜等过度金属离子和OH离子，在光波的激励下由离子震动产生的电子阶跃吸收光能而产生的损耗。

OH离子的吸收基振波长为2.73um，二次、三次谐波分别位于1.39um和0.95um附近。1.39um处，OH离子浓度含量1ppm时产生的衰减为60 db/km。

散射----是以散射的形式将光能辐射出光纤外的损耗。

散射损耗主要有----瑞利散射、米氏散射、受激布里渊散射、受激拉曼散射、附加结构缺陷和弯曲散色、泄露。

引起光纤损耗的散射主要是瑞利散射，瑞利散射具有与短波长的1/λ⁴成反比的性质。

光纤色散----由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分来携带的，这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速度不同，从而引起色散。

光纤的色散主要包括：模间色散、材料色散、波导色散。

单模光纤中只传输基模LP01,总色散由材料色散、波导色散和折射剖面色散组成。所以单模光纤的总色散也称为波长色散。

材料色散与波长的关系，在1.29um附加有一个零材料色散波长λ0，（不同的参杂材料和掺杂浓度会使λ0有所移动，但变化甚微），波长小于λ0时，材料色散为负值，波长大于λ0时，材料色散为正值。

在一定波长范围内， 波导色散与材料色散相反为负值，其幅度由纤芯半径a、相对折射率差△及剖面形状决定。可以通过改变折射率分布形状和改变剖面结构参数的方法获得适量的负波导色散来抵消石英玻璃的正色散，从而达到移动零色散波长点的位置。

偏正模色散----偏正是与光的振动方向相关的光的性能。光纤中的传输可描述xx是沿X轴振动和xx是沿Y轴上的振动或一些光在两个轴上的振动，每个轴代表一个偏正的模，两个偏正模到达的时间差称为偏正模色散PMD(Polanzation ，Mode Dispersion)。PMD的度量单位是微微秒（ps），

偏正模色散产生的原因----内因是纤芯的椭圆度和残余内应力。它们改变了光纤折射率分布，引起相互垂直的本征偏正以下不同速度传输，进而造成脉冲展宽；外因是成缆和敷设时的各种作用力，压力、弯曲、扭转连接引起PMD。

转换关系，为使PMD小于1db，光路的PMD不能超过1/10比特周期。对2.5G系统来说既不能超过40ps，对于10G系统来说不能超过10ps。例子：10G系统中：400km长的链路，10ps值换成偏正模系数为：10/ =0.5ps/

 G655光纤的PMD指标：

G655A/B:0.5ps/

G655C:0.2ps/

40G系统{zd0}传输距离L=(△τ/PMDQ)²=(3/0.1)²=900km.

40G系统中1db功率代价的平均容限DGD：△τ=3ps。ITU推荐40G系统应用光纤PMD达到0.1ps/ 。

光纤的非线性效应分为两类：受激散射和折射率扰动。

受激散射---发生在当光信号与光纤中的声波或系统振动的相互作用的调制系统中。这种相互作用使光散射或将光移至长波长。

受激散射有两种形式：受激布里渊散射和受激拉曼散射。

受激布里渊散射SBS（stimulate brillouin scattering）----是一种由光纤中的光信号和声波之间的相互作用所引起的非线性现象。由于入射光功率很高，由光波产生的电磁伸缩效应在物质内激起超声波，入射光受超声波散射而产生的。受激布里渊散射中部分前向传播的光功率迫使一定的光功率回传至发射端。

非线性效应中SBS的阈值最小，xx度的大小取决于光源的谱线宽和光纤的特性。典型的SBS值只有几毫瓦。且与信道数无关。

解决SBS的方法----因为SBS的阈值随光源谱线宽的宽度而增大，所以增大SBS阈值的简单和实用的方法是用窄、底频正弦型号来调制激光器光源。

受激拉曼散射SRS(stimulated Raman Scattering)是光信号与石英玻璃光纤中的分子振动的相互作用而引起的非线性效应。强激光的光电场与原子中的电子激发、分子中的振动或与晶体中的晶格相耦合产生的，具有很强的受激特性，即与激光器中的受激光发射有类似特性：方向性强，散射强度高。SRS散射光是以前后两个方向传播的，但是可以采用光隔离器来xx后向传输的光功率。

折射率扰动：在低功率作用下，石英玻璃光纤的折射率是保持恒定的。但在掺铒光纤放大器获得高的光功率，通过改变所传输信号的光强度能够引起光纤的折射率的变化。关系如图：n=no+n₂P/A_EFF

N₀---线性折射率。

N₂---非线性折射率系数。

P---输入功率。

A_EFF---光纤有效面积

折射率扰动引起三种非线性效应：自相位调制、交叉相位调制、四波混频。

自相位调制SPM(Self Phase Modulation)是一个脉冲对自身相位的作用而引起的。一次脉冲的边表示一个变时光强，该光强产生一个变时折射率。改变的折射率调制传输波长的相位，进而展宽了传输的光脉冲的光谱。如果十分严重，那么在密集波分复用系统中，光谱展宽会重叠进入临近的信道。

解决自相位调整的方法----选用低色散或零色散的光纤来减小。

交叉相位调制CPM(Cross Phase Modulation)是一个脉冲对其他信道脉冲相位的作用。其产生方式与SPM相同。

SPM发生在单信道和多信道系统中，而CMP则仅出现在多信道系统中。

解决交叉相位调制的方法---利用非零色散位移光纤可以有效的限制CMP。

四波混频FWM（four wave mixing）是指由两个或三个波长的光波混合后产生的新光波。在系统中某一波长的入射光会改变光纤的折射率，从而在不同频率处发生的相位调制，产生新的波长。新波长数量与原始波长数量呈几何递增。

N=N₀²(N₀-1)/2.四波混频与信道间隔关系密切，信道间隔越小，FWM越严重。

FWM的影响，一是将波长的部分能量转换为无用的新生波长，从而损耗光信号的功率，二是新生的波长可能与某信号的波长相同或重叠，造成干扰。这种非线性效应会严重的损坏眼图图形和产生系统的误码。