光纤通信基础知识汇总！必修课！

光纤通信基础知识汇总！必修课！

光纤通信作为现代通信技术的重要组成部分，其基础知识对于理解现代通信系统至关重要。本文将从光纤通信的优点、光纤的基本结构、分类、标准、衰减、接续方法以及损耗等多个方面，全面介绍光纤通信的基础知识。

光纤通信的优点

• 通信容量大
• 中继间隔长
• 不受电磁搅扰
• 资源丰富
• 光纤重量轻、体积小

光的根本知识

光纤裸纤通常分为三层：

1. 第一层：基地高折射率玻璃芯（芯径通常为9-10μm，(单模)50或62.5(多模)）。
2. 第二层：中间为低折射率硅玻璃包层（直径通常为125μm）。
3. 第三层：最外是加强用的树脂涂层。

• 纤芯 core：折射率较高，用来传送光;
• 包层 coating：折射率较低，与纤芯一同形成全反射条件;
• 维护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，维护光纤。

光纤的尺度

• 外径通常为125um(一根头发平均100um)
• 内径：单模9um 多模50/62.5um

数值孔径

入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，仅仅在某个视点范围内的入射光才可以。这个视点就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不一样厂家出产的光纤的数值孔径不一样

光纤的品种

按光在光纤中的传输形式可分为：

• 多模(Multi-Mode) (简称：MM)
• 单模(Single-Mode)(简称：SM)

多模光纤：基地玻璃芯较粗(50或62.5μm)，可传多种形式的光。但其模间色散较大，这就约束了传输数字信号的频率，并且随间隔的添加会更加严峻。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的间隔就比较近，通常只有几公里。

单模光纤：基地玻璃芯较细(芯径通常为9或10μm)，只能传一种形式的光。实际上是阶跃型光纤的种，仅仅纤芯径很小，理论上只允许单一传达途径的直进光入射至光纤内，并在纤芯内作直线传达。光纤脉冲几乎没有展宽。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这么单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的请求，即谱宽要窄，稳定性要好。

光纤的分类

按材料分类：

• 玻璃光纤：纤芯与包层都是玻璃，损耗小，传输间隔长，本钱高;
• 胶套硅光纤：纤芯是玻璃，包层为塑料，特性同玻璃光纤差不多，本钱较低;
• 塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输间隔很短，报价很低。多用于家电、音响，以及短距的图画传输。

按最好传输频率窗口：

• 常规型：光纤出产长家将光纤传输频率最好化在单一波长的光上，如1300nm。
• 色散位移型：光纤出产长家将光纤传输频率最好化在两个波长的光上，如：1300nm和1550nm。
• 突变型：光纤基地芯到玻璃包层的折射率是突变的。其本钱低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤因为模间色散很小，所以单模光纤都选用突变型。
• 渐变型光纤：光纤基地芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传达，这能减少模间色散，提高光纤带宽，添加传输间隔，但本钱较高，如今的多模光纤多为渐变型光纤。

常用光纤标准

1. 单模纤芯直径：9/125μm，10/125μm
2. 包层外径(2D)=125μm
3. 一次涂敷外径=250μm
4. 尾纤：300μm
5. 多模：50/125μm，欧洲标准；62.5/125μm，美国标准
6. 工业：医疗和低速网络：100/140μm， 200/230μm
7. 塑料：98/1000μm，用于汽车操控

光纤衰减

形成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲，揉捏，杂质，不均匀和对接等。

• 本征：是光纤的固有损耗，包含：瑞利散射，固有吸收等。
• 弯曲：光纤弯曲时有些光纤内的光会因散射而损失掉，形成的损耗。
• 揉捏：光纤遭到揉捏时发作微小的弯曲而形成的损耗。
• 杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传达的光，形成的损失。
• 不均匀：光纤材料的折射率不均匀形成的损耗。
• 对接：光纤对接时发作的损耗，如：不一样轴(单模光纤同轴度请求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。

光纤接续的品种

光缆接续通常可分为两大类：

1. 光纤的固定接续(俗称死接头)。通常选用光纤熔接机;用于光缆直接头。
2. 光纤的活动接头(俗称活接头)。用可以拆卸的衔接器衔接(俗称活接头)。用于光纤跳线、设备衔接等地方

因为光纤端面的不完整性和光纤端面压力的不均匀性，一次放电熔接光纤的接头损耗还比较大，如今选用二次放电熔接法。先对光纤端面预热放电，给端面整形，去掉灰尘和杂物，同时通过预热使光纤端面压力均匀。

光纤衔接损耗的监测办法

光纤衔接损耗的监测办法有三种：

1. 在熔接机上进行监测。
2. 光源、光功率计监测。
3. OTDR测量法

光纤接续的操作办法

光纤接续操作通常分为：

1. 光纤端面的处理。
2. 光纤的接续安装。
3. 光纤的熔接。
4. 光纤接头的维护。
5. 余纤的盘留五个过程。

通常全部光缆的接续按以下过程进行：

1. 第一步：很多好长度，开剥光缆，除掉光缆护套;
2. 第二步：清洗、去掉光缆内的石油填充膏。
3. 第三步：捆扎好光纤。
4. 第四步：检查光纤心数，进行光纤对号，核对光纤色标是否有误;
5. 第五步：加强心接续;
6. 第六步：各种辅助线对，包含公务线对、操控线对、屏蔽地线等接续(如果有上述线对。
7. 第七步：光纤的接续。
8. 第八步：光纤接头维护处理;
9. 第九步：光纤余纤的盘库留处理;
10. 第十步：完成光缆护套的接续;
11. 第十一步：光缆接头的维护。

光纤的损耗

• 1310 nm : 0.35 ~ 0.5 dB/Km
• 1550 nm : 0.2 ~ 0.3dB/Km
• 850 nm : 2.3 ~ 3.4 dB/Km
• 光纤熔接点损耗：0.08dB/点
• 光纤熔接点 1点/2km

常见光纤名词

1. 衰减

衰减：光在光纤中传输时的能量损耗单模光纤1310nm 0.40.6dB/km1550nm 0.20.3dB/km塑料多模光纤300dB/km

2. 色散

色散(Dispersion)：光脉冲沿着光纤跋涉一段间隔后形成的频宽变粗。它是约束传输速率的主要因素。

• 模间色散：只发作在多模光纤，因为不一样形式的光沿着不一样的途径传输。
• 材料色散：不一样波长的光跋涉速度不一样。
• 波导色散：发作原因是光能量在纤芯及包层中传输时，会以稍有不一样的速度跋涉。在单模光纤中，通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。

光纤类型

• G.652零色散点在1300nm左右
• G.653零色散点在1550nm左右
• G.654负色散光纤
• G.655色散位移光纤
• 全波光纤

3. 散射

因为光线的根本结构不完美，引起的光能量损失，此时光的传输不再具有很好的方向性。