光纤通信中信号劣化的原因

光通信系统中信号劣化的主要原因有两个：

1. 光电器件的噪声造成的干扰；
2. 光纤传输中造成的 1)信号衰减 2)信号失真。

1 光电器件的噪声

光电器件的噪声，主要来自于光放大器。

2 信号衰减

损耗是光纤的重要特性，它很大程度上决定了在没有光放大器和光中继器的情况下，光通信系统可以传输的最大距离。
光纤的传输损耗已经达到理论极限，低至0.15dB/km。但是对于长距离传输系统，光纤损耗仍然是限制系统容量增长的关键性因素。EDFA 的出现使得光纤损耗的问题得到了彻底的解决。

3 信号失真

3.1 线性失真

是指光纤色散造成的光脉冲展宽，光纤中传输的光脉冲随着传输距离的增加而展宽，当距离足够长时，相邻的光脉冲就可能因展宽而发生重叠，从而导致接收机的误判决。
一般而言，单模光纤中，存在材料色散和波导色散，一般以材料色散为主；多模光纤中存在模式色散和色度色散，模式色散为主。

3.2 非线性失真

非线性失真是指由光纤的非线性效应造成的信号畸变。

随着WDM 技术的商用化，色散位移光纤遇到了严重的非线性问题。光纤的非线性效应按起因分为两种：1. 非线性非弹性散射过程，即受激拉曼散射 (SRS) 与受激布里渊散射 (SBS)；2. 光纤中光强相关的折射率变化，包括自相位调制 (SPM)、交叉相位调制 (XPM)、四波混频 (FWM)，目前影响最大的是四波混频。