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光纤通信计算工具

光纤通信计算工具

实时计算光纤衰减损耗、脉冲展宽、带宽距离积、数值孔径(NA)、V数,并判断单模/多模传播条件。

参数设置
预设参数
光纤参数
纤芯直径 d 8.2 μm
纤芯折射率 n₁ 1.4680
包层折射率 n₂ 1.4630
工作波长 λ 1310 nm
传输参数
衰减系数 α 0.35 dB/km
色散系数 D 2.0 ps/(nm·km)
谱线宽度 Δλ 0.1 nm
光纤长度 L 10.0 km
数值孔径 NA
V数
总损耗 [dB]
脉冲展宽 [ps]
带宽距离积 [GHz·km]
最大比特率 [Gb/s]
距离-损耗/脉冲展宽特性
波长-V数特性曲线

主要计算公式

数值孔径:

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

归一化频率(V数):

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

$V < 2.405$ → 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):

$$B_{\max} = \frac{0.7}{\tau}$$
工程要点: SMF-28光纤在1310nm处色散为零,在1550nm处损耗最低(约0.18 dB/km)。长距离WDM系统采用1550nm波段配合EDFA光放大器。V数是设计波导耦合器、阵列波导光栅(AWG)和WDM器件的基础参数。