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简述光纤光缆的结构。
光纤光缆，说白了，就是一种让你随时随地能上网的魔法通道。
你可以把它想象成一个高速公路，只不过这条路是用光来跑的，而不是汽车。
这条“光速高速公路”里，车道很多，有的跑得飞快，有的稳稳当当，这样的信息可以几乎没有延迟地从一个地方传到另一个地方，简直比飞快的兔子还要快。
想象一下，你正在和远在地球另一端的朋友视频聊天，而这段话是通过光纤光缆传过去的，哎呀，这也太牛了吧！光纤光缆看起来其实没什么特别的，外面一层黑黑的保护层，里面就藏着它的“秘密”。
它的“心脏”就是那根细得像头发丝一样的光纤。
那根光纤本身很脆弱，保护它的“外衣”是非常重要的。
如果它不小心断了，那你就很可能和世界隔绝，掉进了信息的黑洞里。
别小看那层保护膜，里面还藏着很多层“防护”呢。
一层塑料外壳，包裹着一根芯线，芯线的作用就是把光信号带过去。
那层外面的塑料壳就像是一个温柔的“妈妈”，保护着孩子不受伤害。
说到光纤，这可是科学家们大费心思弄出来的“神器”，用的是一种玻璃或者塑料的细丝。
这些细丝又特别精密，能让光信号在里面不停反射，就像打乒乓球一样，光信号在光纤内往来反射，几乎不会泄漏出去。
就像是你在狭窄的小巷里奔跑，身边的墙壁会一直推着你，让你走得又快又稳。
而那条光纤的“墙壁”就是它的外层包裹物，能把光反射回来。
不过，光纤光缆可不只是单纯的光纤那么简单。
它们通常是几根光纤紧紧捆绑在一起，像一大捆细细的银针，在这其中，它们彼此相互依靠，组成一根大大的“光纤绳”。
这种组合方式不仅能提升光信号的传输效率，还能避免光纤之间互相干扰，保证每根光纤都能在自己的“轨道”上跑得顺顺当当，稳定又快速。
真是啥都能给你考虑到！更有意思的是，光纤光缆不仅仅是外面这层黑黑的保护层和里面那几根小小的光纤，它的“防护措施”可是层层递进的。
光纤光缆外面还有一层加强护套，这层护套的作用可大了，保护光纤不被压坏、拉断。
你可以把它想象成一根“护身符”，让光纤在复杂的环境中依然能屹立不倒，穿越高山大河。
第2章光纤和光缆2.1.1 光纤的结构涂覆层（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，其成分也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n1＞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1.5mm。
通常所说的光纤为此种光纤。
紧套光纤与松套光纤紧套光纤就是在一次涂覆的光纤上再紧紧地套上一层尼龙或聚乙烯等塑料套管，光纤在套管内不能自由活动。
松套光纤，就是在光纤涂覆层外面再套上一层塑料套管，光纤可以在套管中自由活动。
图2-2 套塑光纤结构2.1.2 光纤的分类若按制造材料分类可分为石英光纤和塑料光纤若按剖面折射率分类可分为突变型光纤和渐变光纤若按传输模的数量分类可分为多模光纤和单模光纤若按套塑结构分类可分为紧套光纤和松套光纤1．按剖面折射率分类图2-3所示为两种典型光纤的折射率分布情况。
一种称为阶跃折射率光纤；另一种称为渐变折射率光纤，如图2-3 （a）、（b）所示。
图2-3 光纤的折射率分布光在阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤的传播轨迹分别如图2-5和图2-6所示。
图2-5光在阶跃折射率多模光纤中的传播图2-6 光在渐变折射率多模光纤中的传播2．按传输模数分类多模光纤：根据电磁波的传播理论，通过解麦克斯韦方程，可以求出光波在该类光纤中是以多种模式(振动状态)向前传播的。
《光纤通信》的复习要点《光纤通信》课程复习要点和重点浙江传媒学院陈柏年（2014年6⽉）第⼀章概述1、光纤通信：以光波作为信号载体，以光纤作为传输媒介的通信⽅式。
2、光纤通信发展历程：（1）光纤模式：从多模发展到单模；（2）⼯作波长：从短波长到长波长；（3）传输速率：从低速到⾼速；（4）光纤价格：不断下降；（5）应⽤范围：不断扩⼤。
3、光纤通信系统基本组成：（1）光纤，（2）光发送器，（3）光接收器，（4）光中继器，（5）适当的接⼝设备。
第⼆章光纤光缆⼀、光纤（Fibel）1、光纤三层结构：（1）纤芯（core），（2）包层（coating），（3）涂覆层（jacket）。
2、各类光纤的缩写和概念：SIF（突变型折射率光纤），GIF（渐变折射率光纤）；DFF（⾊散平坦光纤）、DSF（⾊散移位光纤）；MMF（多模光纤），SMF（单模光纤）；松套光纤，紧套光纤。
⼆、光的两种传输理论（⼀）光的射线传输理论1、光纤的⼏何导光原理：光纤是利⽤光的全反射特性导光；纤芯折射率必须⼤于包层折射率，但相差不⼤。
2、突变型折射率多模光纤主要参数：★（1）光纤的临界⾓θc：只有在半锥⾓为θ≤θc的圆锥内的光束才能在光纤中传播。
★（2）数值孔径NA：⼊射媒质折射率与最⼤⼊射⾓（临界⾓）的正弦值之积。
与纤芯与包层直径⽆关，只与两者的相对折射率差有关。
它表⽰光纤接收和传输光的能⼒。
（3）光纤的时延差Δτ：时延差⼤，则造成脉冲展宽和信号畸变，影响光纤的容量，模间⾊散增⼤。
3、渐变型折射率多模光纤主要参数：（1）⾃聚焦效应：如果折射率分布恰当，有可能使不同⾓度⼊射的全部光线以同样的轴向速度在光纤中传输，同时达到光纤轴上的某点，即所有光线都有相同的空间周期。
（2）光纤的时延差Δτ：⽐突变型光纤要⼩，减⼩脉冲展宽，增加传输带宽。
（⼆）光纤波动传输理论★1、光纤模式：⼀个满⾜电磁场⽅程和边界条件的电磁场结构。
表⽰光纤中电磁场（传导模）沿光纤横截⾯的场形分布和沿光纤纵向的传播速度。
第二章光纤理论基础本章内容2.1 光纤的基本结构与分类（1）光纤的基本结构与导波原理（2）全反射相移，穿透深度与Goos-Haenchen位移（3）光纤折射率分布的类型（4）单模光纤与多模光纤2.2 阶跃折射率光纤2.3 光纤的传输特性2.4 光纤制造技术和光缆2.5 特种光纤2光纤的导光原理包层光线将在纤芯和包层的界面上不断地产生全反射而向阶跃折射率分布光纤：光纤芯子和包层的折射率都是均匀的渐变型光纤折射率分布是渐变的，包层的折射率是均匀的材料及几何尺寸：1.SiO 2密度：2.2g/cm32.光纤外径：125 microns3.裸纤重量：27g/km4.不溶于水5.受OH-影响，必须防水6.抗酸碱性能较差7.绝缘性好8.承受轴向应力能力强，承受径向作用力弱光纤的物理化学特性7光纤的物理化学特性描述光在光纤中的传输特性时有两种分析方法：⏹射线光学（几何光学）方法⏹从几何光学出发，用射线光学理论分析光纤中的光传输特性。
⏹包含了光的直线传播定律、光的反射定律和光的折射定律三个基本定律。
⏹射线光学分析方法简单、直观但不够完整准确。
⏹波动光学方法⏹从麦克斯韦（Maxwell ）方程组出发，用波动光学理论精确、严密地分析光在光纤中的传输特性。
光纤传输特性的分析方法9两种分析方法的对比10模式分布光线轨迹研究内容边界条件折射/反射定律研究方法波导场方程射线方程基本方程模式光线研究对象λ~dλ<<d （几何尺寸远大于光波长——多模光纤）适用条件波动光学方法射线光学（几何光学）ϕθiθi22sin NA n n n ϕ==−（2）横向谐振——相干加强条件1232(AD BC)2,0,1,2,πϕϕπλ−−−==n m m 01232cos 2θϕϕπ−−=k n h m (AD BC)2cos h θ−=光纤的基本结构与导波原理全反射相移，穿透深度与Goos-Haenchen 位移光纤折射率分布的类型单模光纤与多模光纤16k h什么样的光线可以在光纤中有效传输？在光纤中有效传输的光线需要满足什么条件？（1）满足全反射条件；（2）满足横向谐振条件。
