光纤衰减系数是什么？

衰减系数α表示光在光纤中传播时单位长度的功率损耗，单位为dB/km。SMF-28单模光纤在1310nm处约为0.35 dB/km，在1550nm处约为0.18 dB/km。链路总损耗 = α × L，系统设计时需确保总损耗低于接收机灵敏度余量。

V数如何决定单模传播？

归一化频率V = (π·d·NA)/λ。当V < 2.405（贝塞尔函数J₀的第一个零点）时，光纤只支持基模HE₁₁传播，即单模光纤。V ≥ 2.405时存在高阶模，光纤为多模。减小纤芯直径或缩短波长会提高V值。

带宽距离积（BDP）是什么？

带宽距离积（BDP）用MHz·km或GHz·km来描述光纤的信息传输能力。GI-50多模光纤的BDP约为500 MHz·km，意味着在1km时带宽为500MHz，在10km时带宽降为50MHz。单模光纤没有模式带宽限制，受色散限制，BDP实际上远大于多模光纤。

群速度色散如何限制比特率？

群速度色散导致光脉冲展宽τ = D·L·Δλ（ps）。相邻脉冲重叠造成码间干扰（ISI）。NRZ码最大比特率约为Bmax = 0.7/τ。在1310nm，D = 2 ps/(nm·km)，L = 100km，Δλ = 0.1nm时，τ = 20ps，Bmax ≈ 35 Gb/s。色散位移光纤（DSF）和色散补偿光纤（DCF）可以有效缓解色散问题。

光纤通信计算工具 · 衰减·色散·带宽距离积·NA·V数 — 免费在线计算器

Q: 带宽距离积（BDP）是什么？

带宽距离积（BDP）用MHz·km或GHz·km来描述光纤的信息传输能力。GI-50多模光纤的BDP约为500 MHz·km，意味着在1km时带宽为500MHz，在10km时带宽降为50MHz。单模光纤没有模式带宽限制，受色散限制，BDP实际上远大于多模光纤。

Q: 群速度色散如何限制比特率？

群速度色散导致光脉冲展宽τ = D·L·Δλ（ps）。相邻脉冲重叠造成码间干扰（ISI）。NRZ码最大比特率约为Bmax = 0.7/τ。在1310nm，D = 2 ps/(nm·km)，L = 100km，Δλ = 0.1nm时，τ = 20ps，Bmax ≈ 35 Gb/s。色散位移光纤（DSF）和色散补偿光纤（DCF）可以有效缓解色散问题。

参数设置

预设参数

光纤参数

纤芯直径 d

μm

纤芯折射率 n₁

包层折射率 n₂

工作波长 λ

传输参数

衰减系数 α

dB/km

色散系数 D

ps/(nm·km)

谱线宽度 Δλ

光纤长度 L

全反射导波（实时）

0.000

数值孔径 NA

0.0°

接收半角 θₐ

0.0°

临界角 θ𝒸

模式数（估算）

光线从纤芯端面入射，在纤芯／包层界面通过全反射沿光纤呈锯齿状传播。

导波光（全反射）漏失光（折射入包层）接收锥 θₐ

计算结果

—

開口数 NA

—

V数

—

全損失 [dB]

—

脉冲展宽 [ps]

—

BWD積 [GHz·km]

—

最大比特速率 [Gb/s]

距離-損失特性

波长-V数特性

理论与主要公式

数值孔径：

$$\mathrm{NA}= \sqrt{n_1^2 - n_2^2}$$

归一化频率（V数）：

$$V = \frac{\pi d}{\lambda}\,\mathrm{NA}$$

$V \lt 2.405$ → 单模 | $V \geq 2.405$ → 多模

脉冲展宽：

$$\tau = D \cdot L \cdot \Delta\lambda$$

最大比特率（NRZ）：

$$B_{\max}= \frac{0.7}{\tau}$$

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