单模和多模光纤的特点和应用
一、光纤结构
光纤是光导纤维的简称，是一种新的光波导，是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质。 它由单根玻璃纤芯、紧靠纤芯的包层、一次涂覆层以及套塑保护层组成。（光纤呈圆柱形， 由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。
）纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的
介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高。包在外围的覆盖层就像不透明的物质一样， 防止了光线在穿插过程中从表面逸出。
1. 纤芯
位置：位于光纤的中心部位，
直径：在4-50卩m单模光纤的纤芯直径为 4-10卩m ,多模光纤的纤芯直径为50卩m 纤芯的成分：含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅 适当提高纤芯对光的折射率，用于传输光信号。
（如二氧化锗，五氧化二磷）作用是
2. 包层
位置：位于纤芯的周围 直径：125 ^m
成分：是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。
掺杂剂（如三氧化二硼）的作用：适当降低包层对光的折射率，使之略低于纤芯的折射 率，即纤芯的折射率大于包层的折射率（这是光纤结构的关键）， 中传输。
它使得光信号封闭在纤芯
3. 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：一般使用丙烯酸醋、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。 涂覆层的作用：是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤， 曲性，起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤外径约
同时增加光纤的机械强度与可弯
2. 5 mm。
4. 光纤最重要的两个传输特性
损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。
（I） 光纤传输损耗：损耗是影响系统传输距离的重要因素之一，光纤自身的损耗主要有
吸收损耗和散射损耗。吸收损耗是因为光波在传输中有部分光能转化为热能; 为材料的折射散射损耗是因 率不均匀或有缺陷、 光纤表面畸变或粗糙造成的。当然，在光纤通信系统中还 存在非光纤
自身原因的一些损耗， 包括连接损耗、弯曲损耗和微弯损耗等。 这些损耗的大小 将直接影响光纤传输距离的长短和中继距离的选择。
(2) 光纤传输色散：色散是光脉冲信号在光纤中传输，到达输出端时发生的时间上的展
宽。产生的原因是光脉冲信号的不同频率成分、不同模式，在传输时因速度不同， 到达终点
所用的时间不同而引起的波形畸变。 色散结果：这种畸变使得通信质量下降， 从而限制了通 信容量和传输距离。
二、 光纤通信的工作窗口
光纤损耗系数随着波长而变化，为获得低损耗特性，光纤通信选用波长范围在
800
-1800nm,并称850nm(800-900nm)为短波长波段；1300-1600nm为长波长波段，主要有1310nm 和1550nm两个窗口。实用的低损耗波长是：第一代系统，波长
分贝(dB)采用石英多模光纤；第二代系统，波长 单模最低色散光纤；第三代系统，波长
850nm,最低损耗2. 5dB/km，
1310nm最低损耗0. 27dB/km,采用石英
1550nm最低损耗0.16dB/km，采用石英单模最低损
耗与适应色散光纤。上述三个波长称为三个工作窗口。
三、 光纤分类
一、多模光纤
当光纤的几何尺寸远大于光波波长时(约I卩m),光纤传输的过程中会存在一着几十种 乃至上百种传输模式，这样的光纤称为多模光纤。
由于不同的传播模式具有不同的传播速度与相位，
因此，经过长距离传输会产生模式色
散(经过长距离传输后，会产生时延差，导致光脉冲变宽)。模式色散会使多模光纤的带宽 边窄，降低传输容量，因此，多模光纤只适用于低速率、短距离的光纤通信，目前数据通信 局域网大量采用多模光纤。
(一)多模光纤的主要产品及应用性能如下表：
产品名称 主要性能特点及应用 62.5/125 gm 多模光纤（A1b） 低衰减和高带宽，适用于千兆以太网(IEEE 802.3z ) 50/125 gm 多模光纤（A1a） 低衰减，高带宽和优异的抗弯曲性能，适用于千兆以太网( IEEE 802.3z )
单模和多模光纤的特点和应用说课讲解
