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光传输的基本知识

光纤即为光导纤维的简称。光纤通讯是以光波为载频，以光导纤维为传输媒介的

一种通信方式。光纤通讯之所以在最近短短的二十年中能得以迅猛的发展，是由

于它具有以下的突出优点而决定：

1．传输频带宽、通讯容量大。

光载波频率为5X1014MHz,光纤的带宽为几千兆赫兹甚至更高。

2．信号损耗低。

目前的实用光纤均采用纯净度很高的石英(SiO2)材料，在光波长为1550nm附

近，衰减可降至0.2dB/km,已接近理论极限。因此，它的中继距离可以很远。

3．不受电磁波干扰。

因为光纤为非金属的介质材料，因此它不受电磁波的干扰。

4．线径细、重量轻。

由于光纤的直径很小，只有0.1mm左右，因此制成光缆后，直径要比电缆细，而

且重量也轻。因此，便于制造多芯光缆。

5．资源丰富。

光纤通讯除了上述优点之外，还有抗化学腐蚀等特点。当然光纤本身也有缺点，

如光纤质地脆、机械强度低；要求比较好的切断、连接技术；分路、耦合比较麻

烦等。

1．光纤的分类

①按照传输模式来划分：

光纤中传播的模式就是光纤中存在的电磁场场形，或者说是光场场形(HE)。各种

场形都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。各种模式是不连续的离散的。

由于驻波才能在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状

的光场，即各种光斑。若是一个光斑，我们称这种光纤为单模光纤，若为两个以

上光斑，我们称之为多模光纤。

◆单模光纤(Single-Mode)

单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了

模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量，长距离的光纤通

讯。单模光纤使用的光波长为1310nm或1550nm。

光在单模光纤中的传输轨迹

◆多模光纤(Multi-Mode)

在一定的工作波长下(850nm/1300nm)，有多个模式在光纤中传输，这种光纤称之

为多模光纤。由于色散或像差，因此，这种光纤的传输性能较差，频带较窄，传

输容量也比较小，距离比较短。

光在阶跃折射率多模光纤中的传输轨迹光在渐变折射率多模光纤中的传输轨迹

②按照纤芯直径来划分：

◆50/125(μm)缓变型多模光纤

◆62.5/125(μm)缓变增强型多模光纤

◆8.3/125(μm)缓变型单模光纤

备注：50/62.5/8.3μm均为光纤的光芯直径数，125μm均为光纤玻璃包层的直径

数。

光纤的结构

(1)纤芯：纤芯位于光纤的中心部位

直径d1=4μm-50μm，单模光纤的纤芯为4μm-10μm,多模光纤的纤芯为50μm。

纤芯的成分是高纯度SIO2,掺有极少量的掺杂剂（如GeO2,P2O5)，作用是提高纤

芯对光的折射率（n1)，以传输光信号。

（2）包层：包层位于纤芯的周围直径d2=125μm,其成分是含有极少量掺杂剂的

高纯度SIO2。而掺杂剂（如B2O3)的作用则是适当降低包层对光的折射率（n2),

使之略低于纤芯的折射率，即n2，它使得光信号封闭在纤芯中传输。

（3）涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层，缓冲层和二次涂覆

层。

一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡胶材料；

缓冲层一般为性能良好的填充油膏；

二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。

涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又增加了光纤的机械强度

与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约为

1.5mm。通常所说的光纤为此种光纤。

③按照光纤芯的折射率分布来划分

◆阶跃型光纤(Stepindexfiber)，简称SIF；

◆梯度型光纤(Gradedindexfiber)，简称GIF；

◆环形光纤(ringfiber)；

◆W型光纤2．光缆：

点对点光纤传输系统是通过光缆进行连接。光缆可包含1根光纤(有时称单纤)或2

根光纤(有时称双纤)，或者更多(48纤、1000纤)。3．光纤辅助器件：◆光纤配

线架(Housing)用于室内光纤网络配线系统。◆光纤活动连接器(Connector)

用于各类光纤设备(如光端机等)与光纤之间的连接。(ST-FC-SC)◆光纤适配器

和衰减器(AdaptorandAttenuator)光纤适配器用于各类光纤设备与光纤连接方式

的转换。

光纤衰减器用于减弱输入光功率值，从此避免由于输入光功率超强而使光接收机

产生的失真。(对于VTO系列光端机，无需用衰减器)◆光分路器(Coupler