光纤基础知识

关于光纤的基础知识一、光纤接入网的拓朴结构电信网络最基本的拓朴结构有线形、星形和环形，由这3种基本结构组合而成的有双星形。

环形／星形、双环形、树形、网状网等等。

其中线形、星形（包括多星形）、树形、网状网结构是适用于光纤接入网的拓朴结构。

1．线形网络结构上、下业务灵活，可以节省光纤，简化设备，因此有广泛的应用前景。

2星形网络结构无论是其容量还是其业务服务内容都可以根据需要进行扩容、升级；并且，多星形结构馈线部分的复用系数很大，所以，采用星形类结构，可以大大节省光纤数量和建设成本，是光纤投入网发展中最主要的网络拓朴结构。

3．树形网络结构适用于广播式信息传递，其应用有一定的局限性。

但是在有线电视或采用TDMA或CDMA技术的电信光源光网络（PON）中有很大的应用前景。

4网状网结构经济、灵活、维护运行费用低，网络升级方便，在接入网中具有很大的优越性。

二、光纤用户接入系统的组成目前，接入网的用户终端设备都属于电气设备（如计算机。

电话机、传真机、电话机等），所以在局端和用户端之间，以光波作为载波，光纤作为传输媒介时，在两端都要进行光信号与电信号之间的转换。

光通信系统的组成主要有光源、光纤、光检测器。

发端的光源在电信号的作用下，发出与之时应的光信号，完成电／光转换的任务。

常用的光源有半导体激光二极管和半导体发光二极管。

接收端收到从发端经过光纤送来的光载波时，首先由光检测器把收到的光信号转换成对应的电信号，再经过放大均衡，还原成所需要的电信号。

可见，光检测器是光信号接收的关键器件。

在光纤通信中，常用的光检测器有PIN光电二极管和雪崩光电二极管。

光纤在信号的传输过程中起着媒介的作用。

光纤按其传输模式可分为单模光纤和多模光纤。

在光纤中只能传送一个模式时称为单模光纤，同时传送多个模式时称为多模光纤。

目前，在光纤通信系统中使用的载波波长有3个：0.85pm、1.31pm、1.55pm。

第1代光纤通信系统使用的是0.85pm波长，多模光纤；第2、3代光纤通信系统使用的是1.31pm 波长，多模光纤和单模光纤；最新的第4代光纤通信系统是用1.55pm波长，单模光纤。

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。

光纤通信原理及基础知识光纤通信是一种利用光信号传输信息的通信技术。

它基于光波在光纤中的传输，具有高带宽、低损耗、抗干扰等优点，因此在现代通信领域得到广泛应用。

下面将介绍光纤通信的原理和一些基础知识。

1.光纤通信原理光纤通信的原理基于光的全内反射。

光纤是由一个或多个折射率不同的材料构成，光信号通过光纤中的光核进行传输。

当光信号从一个折射率较高的材料传到折射率较低的材料时，会发生全内反射，光信号会在光纤中沿着光核一直传输。

光纤通信系统主要包括光源、光纤和光接收器三个部分。

光源产生光信号并将其注入光纤中，光纤将光信号传输到目标位置，光接收器将光信号转化为电信号进行处理。

这样就完成了光纤通信的整个过程。

2.光纤类型根据应用场景和使用材料的不同，光纤可以分为多种类型。

常见的光纤类型有单模光纤和多模光纤。

单模光纤（Single-Mode Fiber，SMF）是一种具有较小光纤芯径的光纤，适用于远距离传输。

它可以在光纤中传输一个光模式，具有较低的传输损耗和较小的色散效应。

单模光纤主要用于长距离通信和数据传输。

多模光纤（Multi-Mode Fiber，MMF）是一种具有较大光纤芯径的光纤，适用于短距离传输。

多模光纤可以在光纤中传输多个光模式，但由于折射率不同，不同光模式的传输速度会有差异。

多模光纤主要用于局域网、数据中心等短距离通信场景。

3.光纤连接方式光纤连接主要有两种方式：直连和连接器。

直连是将两根光纤通过激光焊接技术直接连接起来。

直连具有较低的插损和回波损耗，但连接时需要专业操作，一旦连接失败将无法更换。

连接器是将光纤端面抛光并用连接器将两根光纤连接在一起。

连接器具有灵活性，连接和更换方便，但具有一定的插损和回波损耗。

4.光纤通信的关键参数光纤通信中，有几个重要的参数需要关注。

带宽是指光纤传输信号的频率范围。

带宽越大，传输速率越高。

损耗是光信号在光纤中传输时丢失的能量。

损耗越小，信号传输的距离越远。

色散是指光信号在光纤中传输时信号传播速度与光波长之间的关系。

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。

光纤通信原理及基础知识
一、光纤通信原理
光纤通信的核心技术是光子学，它是利用光纤光缆中的光纤对光信号进行传播和传输。

光纤光缆是一种由多根光纤缆组成的电缆，用来传输可见光或近红外波长范围内的光信号。

它包含一根中心的内管，围绕着由若干根绝缘光缆组成的外面，以及外面包裹的电缆套管。

光纤具有比一般电线传输快和体积小的优势。

而且它可以传输的信息量比一般电线传输的信息量大得多，在数据传输，广播和电视节目传输，网络传输，数据中心和建筑物的内部数据传输，机场、地铁和高速列车的安全监控等场合有广泛的应用。

二、光纤通信基础知识
1、光纤的基本结构
光纤是由内管、纤芯、护套和外皮组成的。

内管是光纤的中心，由若干根细细的玻璃或塑胶的纤维组成，用来把发出的信号紧密包裹起来；纤芯则由抗光折射率差异的介质层组成，可以实现光子的数字信号传输；护套是中心纤芯的保护层，由特殊的材料构成，用以抗折和抗磨损；。

1、第一根光纤是什么时候出现的？其损耗是多少？答：第一根光纤大约是1950年出现的。

传输损耗高达1000dB/km 左右。

2、试述光纤通信系统的组成及各部分的关系。

答：光纤通信系统主要由光发送机、光纤光缆、中继器和光接收机组成。

系统中光发送机将电信号转换为光信号，并将生成的光信号注入光纤光缆，调制过的光信号经过光纤长途传输后送入光接收机，光接收机将光纤送来的光信号还原成原始的电信号，完成信号的传送。

中继器就是用于长途传输时延长光信号的传输距离。

3、光纤通信有哪些优缺点？答：光纤通信具有容量大，损耗低、中继距离长，抗电磁干扰能力强，保密性能好，体积小、重量轻，节省有色金属和原材料等优点；但它也有抗拉强度低，连接困难，怕水等缺点。

1．光纤是由哪几部分组成的？各部分有何作用？答：光纤是由折射率较高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层组成的。

纤芯和包层是为满足导光的要求；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性。

4．简述光纤的导光原理。

答：光纤之所以能够导光就是利用纤芯折射率略高于包层折射率的特点，使落于数值孔径角)内的光线都能收集在光纤中，并在芯包边界以内形成全反射，从而将光线限制在光纤中传播。

7．均匀光纤纤芯和包层的折射率分别为n 1=1.50，n 2=1.45，光纤的长度L=10Km 。

试求：（1）光纤的相对折射率差Δ；（2）数值孔径NA ；（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，求裸光纤的NA 和相对折射率差Δ。

解：（1）%3.31.5245.11.5 2n n -n 222212221=⨯-=∆＝ （2） 0.39 0.03321.521=⨯⨯=∆=n NA（3）若将光纤的包层和涂敷层去掉，则相当于包层的折射率n 2=1，则%1.281.5211.5 2n n -n 222212221=⨯-=∆＝1.12 0.28121.521=⨯⨯=∆=n NA 而 sin 0φ=NA 最大为1，所以说只要光纤端面的入射角在90O以内，就可以在光纤中形成全反射。

光纤常识1、光模块：常见两种，GBIC（较大，占单板空间较大，不方便端口密集部署，早期较多使用），SFP（小巧，方便插拨，便于端口密集部署，目前使用普遍）如下图：GBICSFP2、光纤接口类型：常见两种，SC（大方头，常用于局方ODF侧），LC（小方头，常用于设备侧）如下图：大方头小方头其它的接口类型如下图：3、光跳纤：指由于组网的需要，尾纤的两头需要不同的接头时就需要跳纤。

常见的有LC/SC。

如下图：4、单模光纤和多模光纤及对应光接口：单模光纤通常用于长距离传输，多模光纤用于短距离传输。

多模光口的中心波长850nm，单模光口的中心波长通常有两种，1310nm（用于中距长距传输）和1550nm（用于长距超长距传输）5、工程中的注意事项：未使用的光接口要关闭发射端，处于shutdown状态。

单模口近距离尾纤互连，要添加衰减量和接口类型都合适的光衰，否则会烧坏接口。

光衰如下图：整个光路上的任何部分光纤转弯半径不能小于4cm，否则会使用光信号衰减严重甚至无法导通。

未连接到光口的尾纤接头一定要安装保护帽，防止灰尘附着，下次使用时光路不通。

正常工作接收光功率小于过载光功率3－5dBm，大于接收灵敏度3－5dBm。

法兰盘引入的光功率衰减：每个接插件衰减应该小于0.3dBm。

光纤距离引入的光功率衰减：每公里光纤衰减应该小于0.8dBm。

单模口互连使用单模光纤，多模口互连使用多模光纤。

无论是路由设备之间还是路由设备与传输设备之间，都要求直连口中心波长一致，不能一端是1310nm、另一端是1550nm。

6、工程中的光路打环测试：一个光模块有两个接口，使用一对尾纤。

Tx（发送口），Rx（接收口）设备侧端口只要能够收到对端发过来的光，端口指示灯就会正常点亮，而不管对端是否收到自己的发光。

所以工程中为定位点到点间的导通故障常使用“打环”测试法。

案例：设备A的G1/0/0光口使用一对尾纤连接到局方ODF架，ODF架再使用一对尾纤和设备B的G1/0/0光口相连。

光纤传输重要基础知识点光纤传输是一种常见且广泛应用于通信领域的数据传输技术。

它利用光的物理特性，将信息以光信号的形式通过光纤传输，具有传输速度快、带宽大、抗干扰能力强等优点。

下面将介绍一些光纤传输的重要基础知识点。

1. 光纤的结构和工作原理：光纤主要由纤芯、包层和包覆组成。

光信号通过纤芯的全内反射来传输。

纤芯的折射率高于包层，确保光信号沿纤芯内部传播而不会发生衰减。

包层的作用是保护纤芯，并通过降低折射率的差异减小信号的传播损耗。

2. 光纤的类型：常见的光纤类型包括单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）和多模光纤（Multi Mode Fiber，MMF）。

单模光纤适用于远距离传输，传输的光信号只有一个传播模式。

多模光纤适用于短距离传输，传输的光信号可以同时具备多个传播模式。

3. 光纤的衰减和色散：光信号在光纤中传输时会发生衰减和色散效应。

衰减是指光信号强度随传输距离增加而减弱，常用单位是分贝（dB）。

色散是指光信号在传输过程中不同波长的光信号到达终点的时间不同，导致信号畸变和距离限制。

为了减小衰减和色散带来的影响，可以采用光纤光放大器和补偿技术。

4. 光纤的连接和连接器：在光纤传输中，需要对光纤进行连接。

常用的光纤连接器包括FC（Fiber Connector）、SC（Subscriber Connector）和LC（Lucent Connector）等。

这些连接器可以实现光纤之间的精确对接，确保信号的传输质量。

5. 光纤网络的组成：光纤传输技术被广泛应用于构建各种类型的光纤网络。

光纤网络包括传输子系统、交换子系统和接入子系统。

传输子系统负责光信号的传输和放大，交换子系统实现光信号的转发和路由，接入子系统连接终端用户与光纤网络之间。

总的来说，光纤传输作为一种重要的数据传输技术，具有众多优点和广泛应用前景。

掌握光纤传输的基础知识，对于理解光纤通信原理、设计光纤网络以及解决光纤传输中的问题都具有重要意义。

光纤基础知识(组网)一、光纤的构造、种类、接线、规格光纤的构造通讯用光纤是由通过内部全反射来传输光信号的玻璃构成的。

玻璃光纤的标准直径为125微米（0.125毫米），表面覆盖有直径250微米或900微米的树脂保护涂敷层。

玻璃光纤的传送光的中心部分称为“纤芯”，其周围的包层的折射率比纤芯低，从而限制了光的流失。

石英玻璃非常脆弱,因此覆有保护涂层。

通常有三种典型的光纤涂敷层。

一次涂敷光纤覆有直径为0。

25毫米紫外线固化丙烯酸树脂涂敷层的光纤。

其直径非常小,增加了光缆内可容纳光纤的密度，使用非常普遍.二次涂敷光纤亦称为紧包缓冲层光纤或半紧包缓冲层光纤。

光纤表面覆有直径为0.9毫米的热塑性树脂。

与0。

25毫米的光纤相比，其具有更坚固，易操作的优点。

广泛应用于局域网布线及光纤数量较少的光缆。

带状光纤带状光纤提高了连接器组装的效率,有利于多芯融接，从而提高了作业效率。

带状光纤由4根、8根或12根不同颜色的光纤组成，芯纤数最大可达1,000根。

光纤表层覆有紫外线固化丙烯酸脂材料,使用标准光纤剥套钳便可轻松去除涂敷层,方便多芯融接或取出单个光纤。

使用多芯融接机,带状光纤可一次性融接，在光纤数量多的光缆中能轻易识别出来.光纤种类以下是对最常用的通信光纤种类的描述.MMF（多模光纤）- OM1光纤或多模光纤(62。

5⁄125）- OM2⁄OM3光纤（G.651光纤或多模光纤（50⁄125）)SMF（单模光纤)- G。

652（色散非位移单模光纤）- G。

653（色散位移光纤)— G。

654（截止波长位移光纤）- G.655（非零色散位移光纤)- G。

656(低斜率非零色散位移光纤）— G。

657(耐弯光纤）只要光预算允许,技术上来讲，任何合适的光纤都可应用于FTTx技术,但FTTx技术最常用的光纤为G。

652和G.657.G.651（多模光纤)G。

651主要应用于局域网，不适用于长距离传输,但在300至500米的范围内，G。

光纤光缆基础知识1. 光纤的结构是怎么样的？光纤裸纤一般分为三层：纤芯、包层和涂覆层。

光纤的结构：光纤纤芯和包层是由不同折射率的玻璃组成，中心为高折射率玻璃纤芯(掺锗二氧化硅)，中间为低折射率硅玻璃包层(纯二氧化硅)。

光以一特定的入射角度射入光纤，在光纤和包层间发生全发射（由于包层的折射率稍低于纤芯），从而可以在光纤中传播。

涂覆层的主要作用是保护光纤不受外界的损伤，同时又增加光纤的柔韧性。

正如前面所述，纤芯和包层都是玻璃材质，不能弯曲易碎，涂覆层的使用则起到保护并延长光纤寿命的作用。

2.光缆的组成光纤由纯石英以特别的工艺拉丝成比头发还细中间有几介质的玻璃管，它的质地脆易断，因此需要外加一层保护层。

光纤外层加上塑料保护套管及塑料外皮就成了光缆。

光缆包含光纤，光纤就是光缆内的玻璃纤维，广泛上来说光纤是光缆，都是一种传输介质。

但严格意义上讲，两者是不相同的产品，光纤和光缆的区别：光纤是一种传输光束的细而柔软的媒质。

多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。

所以光纤是光缆的核心部分，光纤经过一些构件极其附属保护层的保护就构成了光缆。

3.光纤的工作波长？光是由它的波长来定义，在光纤通信中，使用的光是在红外区域中的光，此处光的波长大于可见光。

在光纤通信中，典型的波长是800到1600nm，其中最常用的波长是850nm、1310nm和1550nm。

在选择传输波长时，主要综合考虑光纤损耗和散射。

目的是通过向最远的距离、以最小的光纤损耗来传输最多的数据。

在传输中信号强度的损耗就是衰减。

衰减度与波形的长度有关，波形越长，衰减越小。

光纤中使用的光在850、1310、1550nm处的波长较长，故此光纤的衰减较小，这也导致较少的光纤损耗。

并且这三个波长几乎具有零吸收，最为适合作为可用光源在光纤中传输。

4.最小色散波长和最小损耗波长在目前商用光纤中，什么波长的光具有最小色散？什么波长的光具有具有最小损耗？1310nm波长的光具有最小色散，1550nm波长的光具有最小损耗。