光纖傳輸的是光波。光的波長範圍：可見光波長為390~760nm，大于760nm是紅外光，小于390nm是紫外光。在光纖通信中，使用的光是在紅外區域中的光，光的波長大于可見光，典型的波長是800至1600nm。目前光纖通信中應用的主要窗口是850nm、1330nm、1550nm三個。光在不同物質中的傳播速度不同，所以光從一種物質射向另一種物質時，在兩種物質的交界面處會産生折射和反射。而折射光的角度會随入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。光纖通信就是基于以上全反射原理而形成的。

1.光纖的物理結構

光纖是光導纖維的簡稱，光導纖維是一種傳輸光束的細而柔韌的媒質。光導纖維線纜由一捆光導纖維組成，簡稱光纜。光能沿光導纖維傳播，但若隻有這根玻璃纖芯的話，也無法傳播光。因為不同角度的入射光會毫無阻擋地直穿過它，而不是沿着光纖傳播，就好像一塊透明玻璃不會使光線方向發生改變一樣。因此，為了使光線的方向發生變化，從而使其可以沿光纖傳播，在光纖芯外塗上折射率比内部纖芯材料低的材料，這個塗層材料稱為包層。這樣，當一定角度之内的入射光射入光纖芯後會在纖芯與包層的交界處發生全反射，經過這樣若幹次全反射之後，光線就損耗極少地到達了光纖的另一端。

如果在光纖芯外面隻塗一層包層的話，光線從不同的角度入射，角度大的反射次數多，從而行程長；角度小的反射次數少，從而行程短。這樣在一端同時發出的光線将不能同時到達另一端，就會造成尖銳的光脈沖經過光纖傳播以後變得平緩（這種現象被稱為“模态散射”），從而可能使接收端的設備誤操作。為了改善光纖的性能，人們一般在光纖纖芯包層的外而再塗上一層塗覆層，内層的折射高，外層的拆射率低，形成折射梯度。當光線在光纖内傳播時，減少了入射角大的光線行程，使得不同角度入射的光纖大約可以同時到達端點。

典型的光纖結構是多層同軸圓柱體，如圖2-59，自内向外為纖芯、包層、塗覆層和護套。

圖2-59

包層的外徑一般為125㎛，在包層外面是塗覆層，塗覆層的材料是環氧樹脂或矽橡膠，直徑約為0.25mm。常用的62.5/125㎛多模光纖指的就是纖芯是62.5㎛，加上包層後外徑是125㎛。50/125㎛規格的光纖，也就是光纖外徑是50㎛，加上包層後外徑是125㎛。而單模光纖的纖芯是8~10㎛，外徑也是125㎛。需要注意的是，纖芯和包層是不可分離的，纖芯、包層和塗覆層合起來組成裸光纖，光纖的光學及傳輸特性主要由它決定。光纖有以下幾個優點：

①光纖通信的頻帶很寬，理論上可達2000MHz.km。

②電磁絕緣性能好。光纖電纜中傳輸的是光束，而光束是不受外界電磁幹擾影響的，并且本身也不向外輻射信号，因此它适用于長距離的信息傳輸及要求高度安全的場合。

③衰減較小，在較大範圍内基本上是一個常數值。

④光中繼器的間隔距離較大，因此整個通道中中繼器的數目可以減少，降低成本。

⑤重量輕，體積小，适用的環境溫度範圍寬，使用壽命長。

⑥光纖通信不帶電，使用安全，可用于易燃、易爆場所。

⑦抗化學腐蝕能力強，适用于一些特殊環境下的布線。

當然，光纖也存在着一些缺點，如質地脆，機械強度低，切斷和連接的技術要求較高等。

2.光纖的分類

光纖的種類很多，可從不同的角度對光纖進行分類，可從構成光纖的材料成分、光纖制造方法、光纖傳輸模式、光纖橫截面上的折射率分布和工作波長等方面來分類。

（1）按材料成分分類

按照制造材料光纖所用的材料一般可分為以下三類。

①玻璃光纖，纖芯與包層都是玻璃，損耗小，傳輸距離遠，成本高。

②膠套矽光纖，纖芯是玻璃，包層為塑料，特性同玻璃光纖差不多，成本較低。

③塑料光纖，纖芯與包層都塑料，損耗大，傳輸距離很短，價格很低，多用于家電、音響、以及短距離的圖像傳輸。

安防工程中常用的是玻璃光纖。

（2）按傳輸模式分類

按光在光纖中的傳輸模式可分為單模光纖和多模光纖。單模光纖采用固體激光器做光源，多模光纖則采用發光二極管做光源。

①單模光纖，指光線隻沿光纖的内芯進行傳輸。單模光纖的纖芯直徑很小，芯徑8~10㎛，外包層的直徑為125㎛。由于完全避免了模式射散，使得單模光纖的傳輸頻帶很寬，因而适用于大容量、遠距離的光纖通信，但成本較高，通常在建築之間或地域分散時使用。單模光纖使用的光波長為1310nm或1550nm。

②多模光纖，在一定的工作波長下（850nm/1300nm）有多個模式在光纖中傳輸，從而形成模分散，模分散技術限制了多模光纖的帶寬和傳輸距離，因此多模光纖的芯纖粗（50㎛或62.5㎛），傳輸速度低、傳輸容量較小、傳輸距離短，整體的傳輸性能差。多模光纖以前的成本比單模低，一般用于建築物内或地理位置相鄰的環境中，現在由于單模光纖的使用量大，其成本已經與多模光纖相差不多甚至還要低一些，因此現在多模光纖使用範圍越來越小。

注意：光纖護套上标注A開頭的為多模光纖，如4A1a 為4芯50/125㎛多模光纖，4A1b為4芯62.5/125㎛多模光纖。光纖護套上标注B開頭的為單模光纖，如4B1為4芯9/125㎛單模光纖。

（3）按折射率分類

按光纖折射率分為跳變式光纖與漸變式光纖兩種，這主要針對多模光纖而言。

（4）按工作波長分類

按光纖的工作波長分為短波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。多模光纖的工作波長為短波長850nm和長波長1300nm，單模光纖的工作波長為長波長1310nm和超長波長1550nm。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!