（一）光纤的传输特性
一．衰减
1．光在光纤中传播时，平均光功率沿光纤长度方向呈指数规律减少，即：
P(L)=P(0)10-(αL/10)
2．α为衰减系数,它的取值只与在光纤中传播的光线的波长有关。
3．衰减谱
石英玻璃光纤的衰减谱具有三个主要特征是：
a.衰减随波长的增大而呈降低趋势。
b.衰减吸收峰与OH＿离子有关。
c.在波长大于1600nm衰减的增大的原因是由微（或宏）观弯曲损耗和
石英玻璃吸收损耗引起的。
4．衰减起因
光纤中的传输光能衰减的起因是材料本身、制造缺陷、弯曲、接续等对光能的吸收和散射损耗。究其原因，如表3.1所示。
二．色散
1.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。
2.在光纤中，不同速度的信号传过的距离所需的时延不同。时延差越大，
色散就越严重。因此，常用时延差表示色散程度。
3.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。这三个色散都与波长有关，所以单模光纤的总色散也称为
波长色散。
公式：D(λ)＝D m＋D w＋D p
4.纯石英玻璃材料色散与波长的关系，如图所示。从图可看出，在波长
微1.29μm附近由一个零材料色散波长λ0有所移动，但移动变化甚
微，而过了λ0材料色散微正值。
材
料
色
散
（
p
s
/
(
n
m
·
k
m
)
)
图 纯石英玻璃材料色散与波长的关系
波长（μm）
三．偏振模色散
光纤中的光传输可描述为完全时沿X轴振动和完全是沿Y轴上的振动或一些光在两个轴上的振动，如下图。每个轴代表一个偏振“模”。两个偏振模的到达时间差称为偏振色散PMD(Polarization Mode Dispersion)。
造成单模光纤中的PMD的内在原因是光纤的椭圆度和残余内应力。四．光纤的非线性效应
1．当光功率增加到一定程度时，光信号与光纤传输媒介间的非线性交互现象将会呈现。光纤的非线性可分为两类：受激散射效应和折射率扰动。
2．受激散射效应也分为两种形式：由于声光子振动而产生的受激布里渊散
射（SBS）和由于分子振动而产生的受激拉曼散射。
3．折射率扰动引起的五种非线性效应为：自相位调制、光孤子形成、交叉相位调制、调制不稳定和四波混频。
（二）光纤折射率分布
一．基本原理
1.纤芯中的光折射率不是均匀分布的，它随r（离开光纤芯轴的距离）的
变化而变化。
公式：n=n(r)
2.光折射率的变化规律一般分三种，表现在g（折射率分布指数）的不同
取定：
g=1 三角形分布; g=2 抛物线分布(梯度分布); g→∞阶跃分布
3.纤芯中传导的模数量N与折射率g和归一化频率V有关：
N=[V2/2][g/(g+2)]
V=2π(a/λ)NA=RaNA
NA=n12-n22
V值相同时，三角折射率分布光纤芯中传导模数量最少。
4.能同时传输几个模的光纤称为多模光纤。光纤中传导模数量越少，光纤
的带宽就越宽。如果要减少模数（即V值），则必须减小芯直径2a或数
值孔径NA，或者增大光波长。
5.阶跃折射率分布（g→∞）的光纤，V值比常数V C∞=2.405更小，仅有一
个模，即基模LP01能在纤芯中传播。这种只传播一个模的光纤称为单模
光纤。