光纤基础知识

光纤基础知识一、常见的千兆光纤物理规范规范含义波长单模最大传输距离多模最大传输距离1000BASE-SX Short-wave 短波850nm X √550M 1000BASE-LX long-wave 长波1310nm √ 5 KM √550M 1000BASE-LH long-haul 超长波1310nm √100 KM X1000base-ZX extended range 超长波1550nm √120 KM X注：1000base-FX严格来说是一个统称，它代表1000M基于光纤（Fiber）的快速以太网，更多的使用在网络设备标识上，比如某个设备具有2个1000base-FX口，只是告诉你有2个1000M的光口，至于是什么接口类型、多模还是单模就需要再确认了！二、常见的光纤接口类型光纤连接器按连接头结构型式可分为：FC、SC、ST、LC、D4、DIN、MU、MT-RJ等型，在这八种接头中我们在平时的局域网工程中最常见到和业界用得最多的是FC、SC、ST、LC、MT-RJ等五种接口：1）SC型光纤连接器：SC型光纤连接器是一种插拔销闩式的连接器，只要直接插拔就可以对接，外壳呈矩形，因此我们可以称为“方口”。

所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同2）LC型光纤连接器：LC型连接器采用操作方便的模块化插孔(RJ)闩锁机理制成。

其所采用的插针和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸的一半，LC型光纤连接器是为了满足客户对连接器小型化、高密度连接的使用要求而开发的一种新型连接器，目前LC型连接器多见应用在S FP（mini GBIC）光纤模块中。

3）MT-RJ型光纤连接器:MT-RJ型连接器是一种集成化的小型连接器，是双纤的。

它有与RJ-45型LAN电连接器相同的闩锁机构。

MT-RJ的插口很象RJ45口，由于它横截面小，所以多见于含有光接口的交换机中，这样在交换机的前面板上不占用太多空间。

光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。

微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂。

通常，光纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。

在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多，光纤被用作长距离的信息传递。

光纤结构1、光纤（Optical Fiber）的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外由纤芯、包层和涂敷层三部分组成。

纤芯作用——传导光波成分——高纯度SiO2+极少量掺杂剂（如P2O5）掺杂目的是提高纤芯对光的折射率包层作用——为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。

将光波限制在纤芯中传播成分——高纯度SiO2+极少量掺杂剂（如B2O3）掺杂目的是使折射率略低于纤芯折射率设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2，光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。

涂覆层作用——保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤。

同时增加光纤柔韧性。

一次涂覆层：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：聚丙烯或尼龙等高聚物光纤分类（1）按照制造光纤所用的材料分类有：石英系光纤；多组分玻璃光纤；塑料包层石英芯光纤；全塑料光纤。

2）按折射率分布情况分类：光纤主要有三种基本类型：（多模阶跃折射率光纤）——纤芯折射率为n1保持不变，到包层突然变为n2。

这种光纤一般纤芯直径2a=50~80μm，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大。

渐变型多模光纤（多模渐变射率光纤）——在纤芯中心折射率最大为n1，沿径向r向外围逐渐变小，直到包层变为n2。

这种光纤一般纤芯直径2a为50μm，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小。

单模光纤——折射率分布和突变型光纤相似，纤芯直径只有8~10 μm，光线以直线形状沿纤芯中心轴线方向传播。

光纤基础知识总结什么是光纤？光纤是一种细长且柔韧的纤维，由纯净的玻璃或塑料制成。

它可以传输光信号，用于光通信、光传感、光束导向等领域。

光纤由两部分组成：纤芯和包层。

纤芯是光信号传输的核心部分，包层可以保护纤芯并提高光信号的传输效率。

光纤的工作原理光纤的工作原理基于光的全反射现象。

当光从一个介质进入到另一个折射率较低的介质时，会发生全反射，这使得光可以在光纤中传输而不会损失太多信号。

光信号在光纤中的传输是通过内部的光纤界面进行的，这些界面由纤芯和包层之间的折射率差引起。

光信号通过多次全反射在纤芯内部传输，几乎不发生能量损失。

光纤的类型根据使用的材料和制造工艺的不同，光纤可以分为多种类型。

以下是常见的几种光纤类型：1.单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）：纤芯直径较小，适用于长距离传输，具有低损耗和高带宽的特点。

2.多模光纤（Multimode Fiber，MMF）：纤芯直径较大，适用于短距离传输，成本较低。

3.具芯光纤（Graded-Index Fiber，GI）：纤芯的折射率呈梯度分布，能够减少射出角度的折射和色散，提高传输速度。

4.光子晶体光纤（Photonic Crystal Fiber，PCF）：利用周期性的结构改变来控制光的传播，具有广阻带、低损耗和高非线性等特点。

光纤的优点光纤相比传统的电缆和铜线具有许多优点，使得它成为现代通信和网络系统中的首选传输介质：•高带宽：光纤可以传输更多的信息，具有更高的数据传输速率。

•低损耗：光信号在光纤中传输的损耗非常小，可以实现长距离传输。

•抗干扰：光纤不受电磁干扰影响，能够在电磁环境较差的地方稳定工作。

•安全性能：由于光信号无法被窃听，因此光纤通信更加安全可靠。

•体积小、重量轻：光纤相比传统的电缆和铜线更加轻便，安装方便。

光纤的应用领域光纤在各个领域都有广泛的应用：1.通信网络：光纤是构建光纤通信网络的关键组成元素，应用于电话、互联网和有线电视等通信领域。

光纤光缆干货基础知识点1.简述光纤的组成答：光纤由两个基本部分组成：由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。

2.描述光纤线路传输特性的基本参数有哪些？答：包括损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径等。

3. 产生光纤衰减的原因有什么？答：光纤中光功率沿纵轴逐渐减小。

光功率减小与波长有关。

光纤链路中，光功率减小主要原因是散射、吸收，以及连接器和熔接接头造成的光功率损耗。

衰减的单位为dB。

产生原因：使光纤产生衰减的原因很多，主要有：吸收衰减，包括杂质吸收和本征吸收；散射衰减，包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射等；其它衰减，包括微弯曲衰减等。

其中最主要的是杂质吸收引起衰减。

4.光纤的带宽与什么有关？答：光纤的带宽指的是：在光纤的传递函数中，光功率的幅值比零频率的幅值降低50%或3dB时的调制频率。

光纤的带宽近似与其长度成反比，带宽长度的乘积是一常量。

光纤中由光源光谱成分中不同波长的不同群速度所引起的光脉冲展宽的现象。

5.信号在光纤中传播的色散特性怎样描述？答：可以用脉冲展宽、光纤的带宽、光纤的色散系数三个物理量来描述。

6.什么是截止波长？答：是指光纤中只能传导基模的最短波长。

对于单模光纤，其截止波长必须短于传导光的波长。

7.光纤的色散对光纤通信系统的性能会产生什么影响？答：光纤的色散将使光脉冲在光纤中传输过程中发生展宽。

影响误码率的大小，和传输距离的长短，以及系统速率的大小。

8.光时域反射计（OTDR）的测试原理是什么？有何功能？答：OTDR基于光的背向散射与菲涅耳反射原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。

其主要指标参数包括：动态范围、灵敏度、分辨率、测量时间和盲区等。

9.常见光测试仪表中的“1310nm”或“1550nm”指的是什么？答：指的是光信号的波长。

光纤光缆的基础知识一、光纤1．光纤的定义光纤是光导纤维的简称，即用来通光传输的石英玻璃丝。

2．光纤的结构组成和作用1）光纤的构成：光纤是由光折射率较高的纤芯和折射率较低的包层组成，为了保护光纤不受外力和环境的影响，在包层的外面都加上一层塑料护套（也叫涂覆层）。

2）光纤各组成部分的作用：纤芯：siO2+GeO2（作用是导光通信）包层：siO2(作用是使全反射成为可能)涂覆层：光固化丙烯酸环氧树脂或热固化的硅酮树脂（作用是防止光纤表面受损产生微裂纹，将光纤表面与环境中的水分、化学物质隔开，防止已有的微小裂纹逐步生长扩大）3．光纤的分类A：按组成光纤的材料分类：玻璃（石英）光纤、塑料光纤；B：按光纤横截面上折射率分布分类：有突变型光纤(普通单模光纤)、渐变型光纤(多模光纤)、阶跃型光纤等；C：按光纤传输模式分类：多模光纤、单模光纤等。

单模光纤中光偏振状态要传输过程中是否保持不变，又可分为偏振模保持光纤和非偏振模保持光纤；D：按工作波长窗口分类：长波长光纤和短波长光纤等注：单模光纤是指只能传输一种模式（基模或最低阶模）的光纤，其信号畸变很小。

多模光纤是一种能承载多种模式的光纤，即能够允许多个传导模的通过。

模是指光在光纤中的传输方式（单模/多模）。

单模光纤具有很小的芯径，以确保其传输单模，但是其包层直径要比芯径在十多倍，以避免光的损耗。

单模光纤以其衰减小、频带宽、容量大、成本低和易于扩容等优点，作为一种理想的光通信媒介，在全世界得到及为广泛的应用。

4．光纤的特性A：几何特性和光学特性（主要针对单模光纤）纤芯直径：A、多模光纤（50um/62.5um两种标称直径）B、单模光纤（8.3um）包层直径：125.0±1.0um包层不圆度：≤1.0%涂层外径：245±5.0um纤芯、包层同心度：≤0.5um翘曲度：曲率半径≥4.0m模场直径：指光纤中基模场的电场强度随空间的分布。

它描述了单模光纤中光能集中程度的参量。

光纤的基本知识光纤是传光的纤维波导或光导纤维的简称。

它是工作在光波波段的一种介质波导，通常是圆柱形。

它把以光的形式出现的电磁波能量利用全反射原理约束在其界面内，并引导光波沿着光纤轴线的方向前进。

光纤的传输特性由其结构和材料决定。

通常，光纤是由高纯度的石英玻璃为主掺少量杂质锗（Ge）、硼（B）、磷（P）等的材料制成的细长的圆柱形，细如发丝（通常直径为几微米到几百微米）。

实用的结构有两个同轴区，内区称为纤芯，外区称为包层。

通常，在包层外面还有一层起支撑保护作用的涂覆层。

因为光是电磁波，所以光在光纤中的传播可用麦克斯韦波动方程来分析。

断面尺寸比光波长大很多时，可用几何光学的概念来处理。

)*4|介质1J图A.1图A.1为光在不同介质中的传播。

图中介质1的折射率为n i，介质2的折射率为门2。

当光束以较小的®角入射到介质界面上时，部分光进入介质2并产生折射，部分光被反射。

它们之间的相对强度取决于两种介质的折射率。

介质的折射率定义为光在空气中的速度与光在介质中的速度之比。

由菲涅耳定律可知廿 1 （A.1）sin 弓n2sin 二2m(A.2)在n i>n2时，逐渐增大5,进入介质2的折射光束进一步趋向界面，直到di趋于90。

此时，进入介质2的光强显著减小并趋于零，而反射光强接近入射光强。

当 d = 90°极限值时，相应的d角定义为临界角d。

由于sin90 °= I，所以临界角入=arcsin（n2；nJ (A.3) 当d>d时，入射光线将产生全反射。

应当注意，只有当光从折射率大的介质进入折射率小的介质，即n^n?时，在界面上才能产生全反射。

图A.2子午光线的全反射全反射现象是光纤传输的基础。

对于一根具体的光纤，如图A.2所示。

为分析方便，以下主要讨论光线为子午光线的情况。

通过光纤中心轴的任何平面都称为子午面，位于子午面内的光线则称为子午光线。

显然，子午面有无数个。

根据光的反射定律：入射光线、反射光线和分界面的法线均在同一平面，光线在光纤的芯-皮分界面反射时，其分界面法线就是纤芯的半径。