一、光及其特性

1.光是一種電磁波

可見(jiàn)光部分波長(cháng)范圍是：390~760nm(毫微米)。大于760nm部分是紅外光，小于390nm部分是紫外光。光纖中應用的是：850，1300，1550三種。

2.光的折射，反射和全反射。

因光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時(shí)，在兩種物質(zhì)的交界面處會(huì )產(chǎn)生折射和反射。而且，折射光的角度會(huì )隨入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過(guò)某一角度時(shí)，折射光會(huì )消失，入射光全部被反射回來(lái)，這就是光的全反射。不同的物質(zhì)對相同波長(cháng)光的折射角度是不同的（即不同的物質(zhì)有不同的光折射率），相同的物質(zhì)對不同波長(cháng)光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形成的。

二、光纖結構及種類(lèi)

1.光纖結構：

光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為50或62.5μm），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125μm），最外是加強用的樹(shù)脂涂層。

2.數值孔徑：

入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內的入射光才可以。這個(gè)角度就稱(chēng)為光纖的數值孔徑。光纖的數值孔徑大些對于光纖的對接是有利的。不同廠(chǎng)家生產(chǎn)的光纖的數值孔徑不同（AT&TCORNING）。

3.光纖的種類(lèi)

A.按光在光纖中的傳輸模式可分為：?jiǎn)蚊饫w和多模光纖。

多模光纖：中心玻璃芯較粗（50或62.5μm），可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數字信號的頻率，而且隨距離的增加會(huì )更加嚴重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時(shí)則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸的距離就比較近，一般只有幾公里。

單模光纖：中心玻璃芯較細（芯徑一般為9或10μm），只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠程通訊，但其色度色散起主要作用，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩定性要好

B.按最佳傳輸頻率窗口分：常規型單模光纖和色散位移型單模光纖。

常規型：光纖生產(chǎn)廠(chǎng)家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長(cháng)的光上，如1300nm。

色散位移型：光纖生產(chǎn)長(cháng)家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個(gè)波長(cháng)的光上，如：1300nm和1550nm。

C.按折射率分布情況分：突變型和漸變型光纖

突變型：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低，模間色散高。適用于短途低速通訊，如：工控。但單模光纖由于模間色散很小，所以單模光纖都采用突變型。

漸變型光纖：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高模光按正弦形式傳播，這能減少模間色散，提高光纖帶寬，增加傳輸距離，但成本較高，現在的多模光纖多為漸變型光纖。

4.常用光纖規格：

單模：8/125μm，9/125μm，10/125μm

多模：50/125μm，歐洲標準

62.5/125μm，美國標準

工業(yè)，醫療和低速網(wǎng)絡(luò )：100/140μm，200/230μm

塑料：98/1000μm，用于汽車(chē)控制

三、光纖制造與衰減：

1.光纖制造

現在光纖制造方法主要有：管內CVD（化學(xué)汽相沉積）法，棒內CVD法，PCVD（等離子體化學(xué)汽相沉積）法和VAD（軸向汽相沉積）法。

2.光纖的衰減

造成光纖衰減的主要因素有：本征，彎曲，擠壓，雜質(zhì)，不均勻和對接等。

本征：是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。

彎曲：光纖彎曲時(shí)部分光纖內的光會(huì )因散射而損失掉，造成的損耗。

擠壓：光纖受到擠壓時(shí)產(chǎn)生微小的彎曲而造成的損耗。

雜質(zhì)：光纖內雜質(zhì)吸收和散射在光纖中傳播的光，造成的損失。

不均勻：光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。

對接：光纖對接時(shí)產(chǎn)生的損耗，如：不同軸（單模光纖同軸度要求小于0.8μm），端面與軸心不垂直，端面不平，對接心徑不匹配和熔接質(zhì)量差等。

四、光纖的優(yōu)點(diǎn)

1.光纖的通頻帶很寬.理論可達30億兆赫茲。

2.無(wú)中繼段長(cháng).幾十到100多公里，銅線(xiàn)只有幾百米。

3.不受電磁場(chǎng)和電磁輻射的影響。

4.重量輕，體積小。例如：通2萬(wàn)1千話(huà)路的900對雙絞線(xiàn)，其直徑為3英寸，重量8噸/KM。而通訊量為其十倍的光纜，直徑為0.5英寸，重量450P/KM。

5.光纖通訊不帶電，使用安全可用于易燃，易暴場(chǎng)所。

6.使用環(huán)境溫度范圍寬。

7.化學(xué)腐蝕，使用壽命長(cháng)。?

第二部分光纜

一、光纜的制造

光纜的制造過(guò)程一般分以下幾個(gè)過(guò)程：

1.光纖的篩選：選擇傳輸特性?xún)?yōu)良和張力合格的光纖。

2.光纖的染色：應用標準的全色譜來(lái)標識，要求高溫不退色不遷移。

3.二次擠塑：選用高彈性模量，低線(xiàn)脹系數的塑料擠塑成一定尺寸的管子，將光纖納入并填入防潮防水的凝膠，最后存放幾天（不少于兩天）。

4.光纜絞合：將數根擠塑好的光纖與加強單元絞合在一起。

5.擠光纜外護套：在絞合的光纜外加一層護套。