弱电工程中常用的光纤基础知识
前言：
光纤在弱电行业的应用可以说是改变了整个弱电行业，尤其大数据下的弱电行业更需要光纤传输，所以掌握一定的光纤知识显得尤为重要了。今天分享都是光纤的基础知识，你绝对用的到。
正文：
光纤通信的优点 ●通信容量大 ●中继距离长 ●不受电磁干扰 ●资源丰富
●光纤重量轻、体积小 光纤通信发展简史 2000多年前
烽火台——灯光、旗语
1880年
光电话——无线光通信 1970年 光纤通信
●1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。 ●1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续工作的半导体激光器。 ●1970年康宁公司的卡普隆(Kapron) 制作出损耗为20dB/km光纤。 ●1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。 电磁波谱
通信波段划分及相应传输媒介
光的基本知识
光通信的发展过程
光纤结构
光纤裸纤一般分为三层：
第一层：中心高折射铝玻璃芯（芯径一般为9-10μm,(单模）50或62.5（多模）。
第二层：中间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125μm）。 第三层：最外是加强用的树脂涂层。
1)纤芯 core：折射率较高，用来传送光；
2)包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件； 3)保护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。 3mm光缆 橘色 MM 多模 黄色 SM 单模 光纤的尺寸
外径一般为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，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度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。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同 光纤的种类
按光在光纤中的传输模式可分为： 多模（Multi-Mode） (简称：MM） 单模（Single-Mode）(简称：SM）
多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或62.5μm），可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离
的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。
单模光纤：中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10μm），只能传一种模式的光。实际上是阶跃型光纤的种，只是纤芯径很小，理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内，并在纤芯内作直线传播。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，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，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，传输距离长，成本高； 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，成本较低；
塑料光纤：纤芯与包层都是塑料，损耗大，传输距离很短，价格很低。多用于家电、音响，以及短距的图像传输。
按最佳传输频率窗口:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。 常规型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300nm。
色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300nm和1550nm。
突变型：光纤中心芯到玻璃表层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。
渐变型光纤：光纤中心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播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。 常用光纤规格 纤尺寸：
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，用于汽车控制 光纤衰减
造成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。
本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。 弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。 挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。 不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
弱电工程中常用的光纤基础知识
