光纤种类和作用
光纤的简单分类
光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。
光纤的种类：（1）按工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85pm、1.3pm、1.55pm）（2）折射率分布：阶跃（SI）型、近阶跃型、渐变（GI）型渐变折射率光纤又称自聚焦光纤，光纤折射率中心最高，沿径向递减，光束在光纤中传播，可以自动聚焦而不发生色散。
渐变折射率光纤适用于多模通信的传输,从而减少讯号的模式色散。
其他（三角型、W型、凹陷型）。
（3）传输模式：单模光纤（工作波长内，只能传输一个传播模式的光纤芯径一般为9或10μm，谱宽要窄，稳定性要好，可容许单模光束传输，可减除频宽及振模色散(Modal dispersion)的限制，但由于单模光纤芯径太小，较难控制光束传输，故需要极为昂贵的激光作为光源体）（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多模光纤（由于多模光纤中传输的模式多达数百个，各个模式的传播常数和群速率不同，使光纤的带宽窄，色散大，损耗也大，只适于中短距离和小容量的光纤通信系统，按工作波长以及其传播可能的模式分为多个模式的光纤50um）。
原材料：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合材料（塑料包层、液体纤芯）、红外材料（2）光纤通信优点：传输频带极宽、通信容量极大；光纤衰减小，无中继设备，传输距离远；串扰小，信号传输质量高；光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；抗电磁干扰，保密性好；耐化学腐蚀；原料来源丰富，节约有色金属。
光纤通信缺点：光纤弯曲半径不宜过小；光纤的切断和连接操作技术复杂；分录、耦合麻烦。
光纤传感：以光为媒介，感知和传输外界信号的新型传感技术。
（1）按探测范围：单点传感、准分布传感、分布式传感。
（2）按调制方式：非本征型（非功能性）：用光纤传输光信号（只传不感）。
本征型（功能性）：感知外界信号，携带外界信号除传递光学信息外，还具有某些特殊的功能；光强；相位；偏振（磁光效应）；波长（光纤光栅）；频率（多普勒法）。
1.光纤光缆基础知识
THANK YOU！
产生光损耗的原因大部分为光纤具有的固有损耗和光纤制造后 的附加损耗。前者主要包括瑞利散射损耗、吸收损耗、波导结构不完 善引起的损耗;后者包括微弯损耗、弯曲损耗、接续损耗等。
损耗成因
瑞利散射损耗
吸收损耗
固有损耗
附加损耗
对于光纤损耗的成因及其解决方案，在这里不做深入的研究，了解即可。
微弯损耗
弯曲损耗
接续损耗
N/A
GSK/GMK/GCF
B5
G656
N/A
B6
G657
N/A
多模62.5/125
A1b
N/A
OM1
MCF
OM2
ACF
多模50/125
A1a
G651.1
OM3
OM4
我们公司最常用的光 纤为G652D和G655
G.652是常规单模光纤，零色散 点在1300nm，此点色散最小；同 时根据PMD又分为G. 652A、B、C、 D四种。
按传输模式分类
类型
解释
纤芯只能传输 单模光纤 单个模式的光
纤
多模光纤
纤芯能传输多 个模式的光纤
纤芯直径 包层外径
8μm-10μm 125μm
50μm、 62.5μm
125μm
2. 光纤分类
2.3 总结
光纤 类型
单模 光纤
传输模式
只能传输单 模式的光纤
多模 光纤
能传输多个 模式的光纤
传输距离 传输距离远
6. 光缆简介
6.2 光缆分类
用途
光纤种类
光纤芯数
加强件配置
传输导体、介质状况 铺设方式
结构方式
用户光缆 单模光缆 单芯光缆
常用光纤的种类及规格
常用光纤的种类及规格单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）是一种具有较小模场直径（约为9 µm），并且只能传输单个光波模式的光纤。
它适用于长距离传输和高速通信领域。
常用的单模光纤有G.652、G.653、G.654、G.655和G.656等规格。
G.652光纤是目前应用最广泛的单模光纤，它适用于大多数不同用途的应用场景。
它有两个亚类别，分别是G.652A和G.652B。
G.652A适用于地面通信，而G.652B适用于至少20公里长度的高速纤芯网络。
G.653光纤是一种用于波分多路复用系统（WDM）光纤通信的特殊单模光纤。
它能够传输波长选择性较高的信号，并具有较低的色散。
G.654光纤是一种非零色散位移光纤（NZDSF），它是一种适用于长距离传输的单模光纤。
G.654光纤可以有效减小光脉冲的色散，延长光信号的传输距离。
G.655光纤是一种零色散位移光纤（NZDSF），它特别适用于波分多路复用系统。
它可以最大限度地降低色散对信号的影响，提高传输效果。
G.656光纤是一种零色散位移光纤（NZDSF），它适用于高密度波分多路复用系统。
它具有更低的色散和更高的非线性阈值，可以提供更高质量的信号传输。
多模光纤（Multi-Mode Fiber，MMF）是一种具有较大模场直径（通常为50 µm或62.5 µm）的光纤，可以同时传输多个光模式。
多模光纤适用于短距离传输和低速通信领域。
常用的多模光纤有OM1、OM2、OM3和OM4等规格。
OM1光纤是一种常见的多模光纤，它适用于传输速率较低的应用，如百兆以太网。
它的传输距离一般在2公里左右。
OM2光纤是一种较高性能的多模光纤，适用于传输速率更高的应用，如千兆以太网。
它的传输距离一般在550米。
OM3光纤是一种用于高速局域网（LAN）和短距离数据中心互连的多模光纤。
它支持10G以太网的传输，传输距离一般在300米。
OM4光纤是一种用于高密度数据中心和数据中心互连的多模光纤。
光纤标准的介绍
125.0±1
芯同心度误差，μm
≤0.8
≤0.8
≤0.8
包层不圆度、%
≤2
≤2
≤2
光缆截止波长、nm
≤1260
≤1260
≤1260
筛选应力，Gpa
≥0.69
≥0.69
≥0.69
宏弯衰减，dB
37.5mm半径， 100圈 ≤0.5 （1550 nm） ≤0.5 （16XX nm）见 注1，
40 Gbit/s
0.01
>4000
12.0
10 Gbit/s
400
5.0
40 Gbit/s
（二）、ITU-T建议G 655（2003-01）
G .655类型光纤由2000年版本的G .655A、G .655B两个类别进一步分为了G .655A、G .655B、G .655C三个类别。主要根据对PMD的要求和色散特性的要求区分。附录1给出了传输距离和比特速率对PMD的不同要求。
本文根据ITU-T光纤光缆特性建议最新研究进展情况，对光纤的种类做介绍，其中重点介绍G .652和G .655型光纤的内容。
1
2
3
前言
一、光纤的分类
1、传输光纤 （1）、多模光纤 (50/125） (62.5/125) （2）、单模光纤 ITU-TG.652(A/B/C/D) ITU-TG.653 ITU-TG.654 ITU-TG.655(A/B/C/D/E) ITU-TG.656 2、特种光纤 色散补偿光纤 保偏光纤 掺铒光纤
G．652B
2000版本
2003-01修改
2000版本
2003-01修改
1310 nm模场直 径，μm
第四章-光纤简介
子午光线的传播
子午面：通过光纤中心 轴的任何平面。 子午线：位于子午面内 的光线。
n0
n2 n1
子午光线的入射光线、反射光线和分界面的法线三者均在子午面内。 要使光能完全限制在光纤内传输，则应使光线在纤芯－包层分界面上的 入射角 大于或等于临界角 0，即 n sin 0 ＝ 2 ， ≥ 0 ＝ arcsin [n2/n1] n
四 光纤器件
光纤耦合器
当两光纤纤芯相互充分靠近时，通过包层中消逝场的互相 渗透而产生光纤间能量的耦合，其中一部分变为传输模， 这就使得功率可以互易地从一根光纤转换到另一根光纤中 去，功率转移比由纤芯距离和相互作用长度决定。
制作光纤耦合器的方法：熔拉法和磨抛法
磨抛型单模光纤定向耦合器
光纤与光源的耦合
Mach-Zehnder 光纤滤波器
PZT 1 L + L 3
2
3dB耦合器
2、波导色散：由于某一传播模的群速度对于光的频率（或波长）不是常数， 同时光源的谱线又有一定的宽度，因而产生波导色散。
3、材料色散：由于光纤材料的折射率随入射光频率变化而产生的色散。
4、偏振模色散：一般的单模光纤中都同时存在两个正交模式。若光纤的结 构为完全的轴对称，则这两个正交偏振模在光纤中的传播 速度相同，即有相同的群延迟，故无色散。实际的光纤必 然会有一些轴的不对称，因而两正交模有不同的群延迟， 这种现象称之为偏振模色散。
a--纤芯半径，=1~ 10时，趋近阶跃型 r a 当» 当=1时，三角型（色散位移） r a 当=2时，平方律分布
相对折射率差
2 n12 n2 n1 n2 2 2n1 n1
在石英光纤中 n1 1.5
0.01
光纤的基本理论
第一章 光纤的基本理论1、光纤的结构：光纤是截面很小的可绕透明长丝，它在长距离内具有束缚和传输光的作用。
光纤由纤芯、包层和涂覆层构成，折射率从里到外依次减小（n 纤芯>n 包层>n 涂覆层）2、光纤的分类：（1）按光纤横截面上折射率分布的不同，可以将光纤分为阶跃折射率分布光纤 (简称阶跃光纤，适用于短距离传输 )和渐变折射率分布光纤 (简称渐变光纤，适用于长距离传输 )。
（2）根据传导模式数量的不同，光纤可以分为单模光纤和多模光纤两类。
单模光纤的纤芯直径很小，为4μm~10μm ，包层直径为125μm 。
多模光纤的纤芯一般为50μm,包层的外径为125μm 。
（3）按光纤构成的原材料分为石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层光纤、全塑光纤。
（4）按光纤的套塑层可分为紧套光纤和松套光纤。
3、光纤的相对折射率差：其中n1为纤芯的折射率， n2为包层折射率。
4、光纤的数值孔径为：NA5、假若在长为L 的光纤中，走得最快的模式所用的时间为τmin ，走得最慢的模式所用的时间为τmax ，则最大时延差Δτmax 为6、在多模渐变折射率光纤中，相对折射率差定义为 其中n(0)、n2分别是r = 0处的和包层的折射率。
7、渐变光纤的本地数值孔径公式：其中n （r ）为渐变光纤纤芯折射率。
8、亥姆霍兹方程 方程求解方法主要有两种：标量近似解和矢量解。
9、光纤的归一化频率10、归一化截止频率Vc 可求出截止波长λc(课本P15)当λ<λc 时，该模式可传输；而当λ>λc 时，该模式就截止。
11、图1—9（P16），注意横、纵坐标所表示的含义。
12、阶跃光纤中的模数量以M 表示，则M=V^2/2(详见课本P18)13、衡量光纤损耗特性的参数为衰减系数（损耗系数） ，定义为单位长度光纤引起的光功率衰减，其表达式为 其中Pi 为输入光纤的光功率，Po 为光纤输出的光功率。
14、造成光纤损耗的因素：引起光纤损耗的因素有吸收损耗、散射损耗和其它损耗，这些损耗又可以归纳为本征损耗、制造损耗和附加损耗等。
少模光纤与多模光纤
少模光纤与多模光纤光纤作为现代通信领域中不可或缺的基础设施，其应用范围和种类也越来越多样化。
其中，少模光纤和多模光纤是两种常见的光纤类型。
本文将对这两种光纤的特点、应用和优缺点进行介绍。
一、少模光纤少模光纤（Single-mode Fiber，SMF）是一种具有较小芯径的光纤，其芯径通常在8-10μm之间。
由于其芯径较小，使光线沿着纤芯路径传输时只存在一条光路，因此称为单模光纤。
单模光纤在光纤通信中应用广泛，尤其在长距离高速传输中更为普遍。
单模光纤的特点在于其传输的光信号只有一个模式，因此信号传输速度快、距离远、信噪比高、衰减小。
单模光纤的传输距离可达到数十公里甚至上百公里，同时其信号传输速度也可达到数十Gbps。
这些特点使得单模光纤广泛应用于长距离光纤通信、数据中心和网络骨干等领域。
尽管单模光纤具有许多优点，但其也存在一些缺点。
首先，单模光纤的制作和接口技术相对复杂，成本较高。
其次，由于其芯径较小，其传输光线对光纤弯曲的容忍度较低，因此在安装和维护过程中需要更加小心谨慎。
二、多模光纤多模光纤（Multi-mode Fiber，MMF）是一种芯径较大的光纤，其芯径通常在50-100μm之间，光线在传输过程中会经过多个模式。
多模光纤广泛应用于短距离的数据传输中，如办公室局域网、数据中心等。
多模光纤的特点在于其芯径较大，能够容纳多条光路，因此其信号传输距离较短，同时其信号传输速度也较慢。
多模光纤的传输距离通常不超过2公里，其信号传输速度一般在Gbps级别。
多模光纤的制作和接口技术相对简单，成本较低，因此在短距离数据传输领域中应用广泛。
但是，由于其信号传输距离较短，因此在长距离数据传输中使用多模光纤需要进行光衰减补偿，同时其信号传输速度也无法满足高速数据传输的需求。
三、少模光纤和多模光纤的比较1.传输距离：单模光纤的传输距离远，多模光纤的传输距离短。
2.信号传输速度：单模光纤的信号传输速度快，多模光纤的信号传输速度慢。
光纤材料种类
光纤材料种类光纤作为现代通信领域的重要组成部分，其材料也有多种选择。
本文将介绍几种常见的光纤材料种类。
1. 硅氧化物光纤硅氧化物光纤是最常见的光纤类型。
它由高纯度二氧化硅（SiO2）制成。
硅氧化物光纤可以分为单模光纤和多模光纤两种类型。
单模光纤主要用于长距离通信，多模光纤则用于短距离通信和光纤传感。
2. 光子晶体光纤光子晶体光纤是一种新型的光纤材料。
它利用光子晶体的特性，将有序的微小结构集成在光纤中。
这种结构可以控制光的传输和波长选择性。
光子晶体光纤具有低损耗、高品质因子和高带宽等优点，因此在高速通信和传感领域具有广泛应用前景。
3. 氟化物光纤氟化物光纤主要由氟化硼（BF3）和氟化铝（AlF3）等化合物制成。
它具有较高的折射率和较低的色散，因此可以实现高速、高带宽的光通信。
另外，氟化物光纤还被用于激光器、光学传感器和高温环境下的光学测量等领域。
4. 金属光纤金属光纤是一种用金属材料代替二氧化硅制成的光纤。
它可以传输可见光和红外光，具有较高的耐腐蚀性和高温性能。
金属光纤被广泛用于激光器、光学传感器和医疗设备等领域。
5. 光纤光栅光纤光栅是一种特殊的光纤材料，它是通过在光纤中形成周期性的折射率变化结构制成的。
光纤光栅可以实现光的反射、耦合和滤波等功能，因此被广泛应用于光纤通信、光学传感器和光谱分析等领域。
总结本文介绍了常见的几种光纤材料种类，包括硅氧化物光纤、光子晶体光纤、氟化物光纤、金属光纤和光纤光栅。
这些光纤材料各具特点，在不同的应用领域有着重要的作用。
光纤技术的不断发展和创新，将推动通信和传感领域的快速发展。
光缆的种类及型号
光缆的种类及型号光缆是传输光信号的一种重要的通信线缆，用于将光信号从一个地方传输到另一个地方。
根据不同的应用需求和技术要求，光缆有多种不同的种类及型号。
以下是常见的光缆种类及型号的介绍。
1. 单模光缆（Single Mode Fiber，SMF）：单模光缆采用的是一种直径较小的光纤，具有较低的传输损耗和较大的带宽。
它适用于长距离传输和高速传输，如电信、有线电视、数据中心等领域。
常见的单模光缆有G.652D、G.655和G.657- G.652D：G.652D是最常见的单模光缆，适用于大多数的光纤通信应用。
它的波长传输窗口范围为1310nm到1550nm，具有较低的传输损耗。
- G.655：G.655是一种非零色散单模光缆，适用于长距离传输和高速传输。
它的波长传输窗口范围为1525nm到1565nm，具有较大的带宽。
- G.657：G.657是一种用于弯曲应用的折射率变化型单模光缆，适用于需要弯曲或折弯的场景，如Fiber To The Home（FTTH）等。
2. 多模光缆（Multi Mode Fiber，MMF）：多模光缆采用的是直径较大的光纤，允许多个光模式同时传输。
它适用于较短距离传输和较低的传输速率，如局域网、多媒体传输等领域。
常见的多模光缆有OM1、OM2、OM3和OM4-OM1：OM1是最早的多模光缆，适用于传输距离不长且速率较低的应用。
它的最大传输距离约为550米（1000BASE-SX）。
-OM2：OM2是一种较新的多模光缆，适用于传输距离适中和速率适中的应用。
它的最大传输距离约为550米（1000BASE-SX）。
-OM3：OM3是一种高带宽多模光缆，适用于较长距离传输和较高速率的应用。
它的最大传输距离约为300米（10GBASE-SR）。
-OM4：OM4是一种超高带宽多模光缆，适用于更长距离传输和更高速率的应用。
它的最大传输距离约为400米（10GBASE-SR）。
3.特殊光缆：除了常见的单模光缆和多模光缆，还有一些特殊用途的光缆，用于特定的应用场景。
光纤材料是什么
光纤材料是什么
光纤材料，顾名思义，是用于制造光纤的材料。
光纤是一种能够传输光信号的
细长柔软的材料，通常由玻璃或塑料制成。
光纤材料的选择对光纤的性能和应用起着至关重要的作用。
下面我们将对光纤材料的种类、特性和应用进行详细介绍。
首先，光纤材料主要分为玻璃光纤和塑料光纤两大类。
玻璃光纤由高纯度的二
氧化硅和掺杂物组成，具有优异的光学性能和机械性能，适用于长距离、高速传输。
而塑料光纤则由聚合物材料制成，具有较低的折射率和较大的损耗，适用于短距离、低速传输。
两种光纤材料各有优势，可以根据具体的应用需求进行选择。
其次，光纤材料的特性对光纤的性能有着直接影响。
玻璃光纤具有优异的耐高温、耐腐蚀和抗拉伸性能，适用于各种恶劣环境下的应用。
而塑料光纤则具有较好的柔韧性和易加工性，适用于一些特殊形状和场合的应用。
此外，光纤材料的折射率、损耗、色散等光学特性也是影响光纤性能的重要因素。
最后，光纤材料在通信、传感、医疗、工业等领域有着广泛的应用。
在通信领域，光纤材料的优异性能保证了信息的高速传输和远距离传输。
在传感领域，光纤传感技术利用光纤材料的特性，实现了对温度、压力、应变等物理量的高精度测量。
在医疗领域，光纤激光技术已经成为了一种常见的治疗手段。
在工业领域，光纤传感和光纤通信技术的应用也越来越广泛。
综上所述，光纤材料是制造光纤的关键材料，其种类、特性和应用对光纤的性
能和功能起着至关重要的作用。
随着科技的不断发展，相信光纤材料将会有更广阔的应用前景。
第二章光纤的结构和种类
r≤a r＞a ＞
a为纤芯半径 ；g为纤芯折射率 为纤芯半径 为纤芯折射率 分布指数； 为相对折射率差。 分布指数；△为相对折射率差。
△是表征纤芯折射率与包层折射率 差的大小的一个物理量， 差的大小的一个物理量，这个物理量直 接影响着光纤的性能。 接影响着光纤的性能。当n1与n2差别极 趋近于n 小(n1趋近于n2)，这种光纤称弱导波光 纤。目前应用的通信光纤常为弱导波光 纤。 2 ∆ = (n12 − n 2 )/ 2 n12 弱导波光纤相对折射率差△ 弱导波光纤相对折射率差△可近似为 相对折射率差
∆ ≈ (n1 − n2 )/ n1
不同g值的折射率分布 不同 值的折射率分布 n n1 2 g=1 n2 ∞
n(r)= n 1− 2∆ (r / a ) 1
[
1/2 g 1
]
g＝∞时为阶跃光纤 ＝ 时为阶跃光纤 g＝2时为平方律折射率 ＝ 时为平方律折射率 分布光纤 g=1时为三角形折射率分布 时为三角形折射率分布
二次涂覆层 一次涂覆层
··
紧套管 松套管
两种多心型芯线结构
1、带状光纤芯线 、 聚酸酯带 光纤涂覆层
裸纤
粘合剂
一个光纤带由几十至数百根光纤组成， 一个光纤带由几十至数百根光纤组成，并且 一个光纤带的接续可以一次完成，以适应大量光 一个光纤带的接续可以一次完成， 纤接续、安装的需要。特别适合用作用户光缆。 纤接续、安装的需要。特别适合用作用户光缆。
4、按光纤的材料分类 根据光纤的组成材料不同，可分为四种。 根据光纤的组成材料不同，可分为四种。 (1)石英玻璃光纤。（最常用） 石英玻璃光纤。 最常用） (2)多组分玻璃光纤(氧化物光纤)。 多组分玻璃光纤(氧化物光纤) (3)石英芯、塑料包层光纤。 石英芯、塑料包层光纤。 (4)塑料光纤。 塑料光纤。
光纤线的种类及场景应用
光纤线的种类及场景应用光纤线的种类及场景应用1. 单模光纤•场景应用：单模光纤适用于长距离传输和高速通信，常被用于城市间或跨洲际的通信传输。
•详细讲解：单模光纤的核心直径较小，光线在光缆中通过时只有一条传播路径，能有效减小信号的传播损耗和多模色散。
因此，单模光纤通信具有高速率、大容量、远距离传输的优势。
2. 多模光纤•场景应用：多模光纤一般用于短距离通信和局域网。
•详细讲解：多模光纤的核心直径较大，光线在光缆中通过时可存在多条传播路径，但受多模色散的影响，传输距离较短。
多模光纤通信一般使用LED光源，成本较低，适用于近距离和低速率的数据传输。
3. 双向光纤•场景应用：双向光纤常用于光纤收发器或单纤双向通信设备。
•详细讲解：传统的光纤通信需要使用两根光纤进行双向传输，而双向光纤则能通过一根光纤实现双向通信。
这样做可以大幅度减少光纤的使用量，节省成本，并且提高光纤传输的效率和可靠性。
4. 光纤传感器•场景应用：光纤传感器广泛应用于环境监测、医疗诊断、工程结构监测等领域。
•详细讲解：光纤传感器通过测量光的强度、相位和频率变化等可以得到环境参数的信息。
与传统传感器相比，光纤传感器具有抗干扰性强、信号传输距离长、体积小等优点。
它们可以实时监测各种参数，如温度、压力、位移等，为工程和科学研究提供了准确可靠的数据支持。
5. 光纤仪器•场景应用：光纤仪器广泛用于光学领域的实验研究、数据采集和成像。
•详细讲解：光纤仪器主要利用光纤传输和调制技术，将光信号转换为电信号进行处理和分析。
光纤仪器包括光纤耦合器、光纤光栅、光纤光源等。
它们具有高分辨率、低噪声、高灵敏度等特点，可广泛应用于生物医学、物理实验和工业检测等领域。
以上是光纤线的几种常见种类及其应用场景的简要介绍。
随着科技的不断发展，光纤线的应用领域还会不断扩展和创新，为我们的生活和工作带来更多便利和可能性。
•场景应用：光纤通信网络广泛应用于电信、互联网和有线电视等领域。
光缆的种类及型号
光缆的种类及型号光缆是光通信系统中非常重要的组成部分，它用于传输光信号。
根据不同的应用和需求，光缆有不同的种类和型号。
下面将详细介绍几种常见的光缆种类及型号。
1. 单模光缆（Single-mode Fiber Cable，简称SMF）单模光缆适用于长距离、高容量传输。
它具有较小的传输损耗和更高的带宽，能够传输更远的距离。
单模光缆一般采用9/125µm光纤，其中9µm表示纤芯直径，125µm表示包层直径。
2. 多模光缆（Multi-mode Fiber Cable，简称MMF）多模光缆适用于短距离通信，如局域网和数据中心。
它可以携带多条光信号，但传输距离较短。
多模光缆一般采用50/125µm或62.5/125µm光纤，其中50µm或62.5µm表示纤芯直径，125µm表示包层直径。
3. 室内光缆（Indoor Fiber Optic Cable）室内光缆主要用于建筑物内部的光通信，如办公室、工厂和大楼等。
它有较小的直径和柔软的外皮，便于室内布线。
室内光缆根据使用环境和需求不同，可以分为紧缩型、分布式和针型等不同型号。
4. 室外光缆（Outdoor Fiber Optic Cable）室外光缆主要用于户外通信，如光纤到户（FTTH）、城域网等。
室外光缆需要具备耐久性和抗外界环境干扰的特点。
根据外部护套材料的不同，室外光缆可以分为非金属强化成员（Non-metallic Strength Member）和金属强化成员（Metallic Strength Member）两种。
5. 光缆连接线（Fiber Optic Patch Cord）光缆连接线主要用于光设备之间的连接，如交换机、光模块和光纤收发器等。
它由光纤和连接器组成，具有较小的长度和较高的接插次数。
根据连接器类型的不同，光缆连接线可以分为LC、SC、ST、FC等不同型号。
光纤光缆的基础知识
光纤光缆的基础知识一、光纤1．光纤的定义光纤是光导纤维的简称，即用来通光传输的石英玻璃丝。
2．光纤的结构组成和作用1）光纤的构成：光纤是由光折射率较高的纤芯和折射率较低的包层组成，为了保护光纤不受外力和环境的影响，在包层的外面都加上一层塑料护套（也叫涂覆层）。
2）光纤各组成部分的作用：纤芯：siO2+GeO2（作用是导光通信）包层：siO2(作用是使全反射成为可能)涂覆层：光固化丙烯酸环氧树脂或热固化的硅酮树脂（作用是防止光纤表面受损产生微裂纹，将光纤表面与环境中的水分、化学物质隔开，防止已有的微小裂纹逐步生长扩大）3．光纤的分类A：按组成光纤的材料分类：玻璃（石英）光纤、塑料光纤；B：按光纤横截面上折射率分布分类：有突变型光纤(普通单模光纤)、渐变型光纤(多模光纤)、阶跃型光纤等；C：按光纤传输模式分类：多模光纤、单模光纤等。
单模光纤中光偏振状态要传输过程中是否保持不变，又可分为偏振模保持光纤和非偏振模保持光纤；D：按工作波长窗口分类：长波长光纤和短波长光纤等注：单模光纤是指只能传输一种模式（基模或最低阶模）的光纤，其信号畸变很小。
多模光纤是一种能承载多种模式的光纤，即能够允许多个传导模的通过。
模是指光在光纤中的传输方式（单模/多模）。
单模光纤具有很小的芯径，以确保其传输单模，但是其包层直径要比芯径在十多倍，以避免光的损耗。
单模光纤以其衰减小、频带宽、容量大、成本低和易于扩容等优点，作为一种理想的光通信媒介，在全世界得到及为广泛的应用。
4．光纤的特性A：几何特性和光学特性（主要针对单模光纤）纤芯直径：A、多模光纤（50um/62.5um两种标称直径）B、单模光纤（8.3um）包层直径：125.0±1.0um包层不圆度：≤1.0%涂层外径：245±5.0um纤芯、包层同心度：≤0.5um翘曲度：曲率半径≥4.0m模场直径：指光纤中基模场的电场强度随空间的分布。
它描述了单模光纤中光能集中程度的参量。
家用光纤分类
家用光纤分类家用光纤是指用于家庭网络连接的光纤线材，它能够提供高速、稳定的网络连接，满足家庭用户对于网络带宽和稳定性的需求。
随着互联网的普及和家庭网络使用的增加，家用光纤的需求也逐渐增加。
在选择和使用家用光纤时，用户需要根据自己的需求和实际情况来进行分类选择。
一、基于速度的分类根据传输速度的不同，家用光纤可以分为不同的类别。
1.单模光纤：单模光纤是一种传输速度较快的光纤，它适用于具有较高网络需求的用户。
单模光纤的核心直径较小，能够传输更多的信号，使得光信号传输更远、更快。
它适用于长距离传输和高速数据传输，常见于企业和大型机构的网络连接。
2.多模光纤：多模光纤是一种传输速度较慢的光纤，适用于一般家庭用户。
多模光纤的核心直径较大，能够传输较多的光信号，但由于光信号传输距离较短，速度相对较慢。
多模光纤适用于家庭内部网络连接，能够满足一般家庭用户的网络需求。
二、基于连接方式的分类根据连接方式的不同，家用光纤可以分为不同的类型。
1.点对点连接：点对点连接是指将光纤直接连接到两个设备之间，实现设备之间的直接通信。
这种连接方式适用于需要高速、稳定传输的设备，例如电视、电脑等。
点对点连接可以提供更快速、更稳定的网络连接，能够满足用户对于高质量网络的需求。
2.集线器连接：集线器连接是指将多个设备连接到一个集线器上，实现设备之间的相互通信。
这种连接方式适用于家庭网络中多个设备之间的通信，例如电视、电脑、手机等。
集线器连接可以提供多设备同时连接的功能，方便家庭用户在不同设备之间进行数据传输和共享。
三、基于使用环境的分类根据使用环境的不同，家用光纤可以分为不同的种类。
1.室内光纤：室内光纤适用于家庭内部网络连接，能够满足家庭用户对于网络带宽和稳定性的需求。
室内光纤采用特殊的材料和结构设计，能够在室内环境中进行传输，并保持良好的信号质量。
2.室外光纤：室外光纤适用于家庭的室外网络连接，例如连接到路由器或者网络箱等设备。
室外光纤采用耐用的材料和结构设计，能够抵御室外环境中的恶劣条件，保持稳定的信号传输。
光纤收发器种类及用途
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光纤种类及规格特点
光纤种类及规格特点光纤是一种用于传输光信号的电缆，由玻璃或塑料制成。
根据不同的应用需求，光纤可以分为多种类型，下面将介绍常见的几种光纤种类及其规格特点。
1. 单模光纤单模光纤（Single-Mode Fiber）是一种具有较小芯径（通常为9um）的光纤，适用于长距离高速传输。
单模光纤可以传输高达100公里以上的信号，并且具有较低的衰减和色散。
它主要应用于电话、广播电视、数据中心等领域。
2. 多模光纤多模光纤（Multi-Mode Fiber）是一种具有较大芯径（通常为50um 或62.5um）的光纤，适用于短距离传输。
多模光纤可以传输数百米至数千米的信号，并且价格相对便宜。
它主要应用于局域网、城域网等领域。
3. 塑料光纤塑料光纤（Plastic Optical Fiber）是一种采用塑料材料制成的光纤，通常具有较大芯径（通常为0.5mm至2mm），适用于短距离传输。
塑料光纤价格相对便宜，但衰减和色散较大，适用于低速数据传输、汽车仪表板显示等领域。
4. 特种光纤特种光纤是一种应用于特定领域的光纤，具有特殊的物理和化学性质。
例如，光栅光纤可以通过调制反射率来实现测量应变或温度变化；分布式光纤传感器可以在单根光纤上实现多点测量等。
这些特殊的应用要求特定的规格和性能指标。
总结：不同类型的光纤具有不同的规格和特点，选择合适的光纤种类可以根据应用需求进行选择。
单模光纤适用于长距离高速传输；多模光纤适用于短距离传输；塑料光纤价格相对便宜，适用于低速数据传输等。
在一些特殊领域中需要使用到特种光纤，以满足其独特的需求。
光纤材料种类
光纤材料种类一、光纤材料的概述光纤是一种用于传输信息的高性能材料。
它由纤维状的玻璃或塑料制成，具有高强度、低损耗、高带宽等特点，被广泛应用于通信、医疗、军事等领域。
在光纤中，材料是决定其性能的关键因素之一。
目前常见的光纤材料有玻璃和塑料两种。
二、玻璃光纤1.硅基玻璃光纤硅基玻璃光纤是目前最常用的光纤材料之一。
它由高纯度二氧化硅和少量掺杂剂组成，具有优异的机械性能和较低的传输损耗。
硅基玻璃光纤可分为单模和多模两种，适用于长距离通信和局域网等不同场合。
2.氧化铝掺杂硅基玻璃光纤氧化铝掺杂硅基玻璃光纤是一种新型的高温稳定性光纤材料。
它具有较高的抗辐射和抗腐蚀能力，适用于核工业、航空航天等高温、高辐射环境下的应用。
3.氟化物玻璃光纤氟化物玻璃光纤是一种低损耗的材料，具有优异的透过性和较高的抗拉强度。
它适用于长波段激光器、高功率放大器等高性能光通信设备中。
三、塑料光纤1.聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）塑料光纤PMMA塑料光纤是一种广泛应用于照明、传感等领域的低成本材料。
它具有良好的可加工性和透明性，但传输距离较短，不适合长距离通信。
2.聚碳酸酯（PC）塑料光纤PC塑料光纤是一种新型的低损耗材料，具有较高的机械强度和优异的耐候性。
它适用于车载网络、医疗设备等领域。
3.聚苯乙烯（PS）塑料光纤PS塑料光纤是一种低成本、易加工的材料，但其传输损耗较高，适用于短距离通信和数据传输。
四、总结光纤材料种类繁多，每种材料都有其特点和适用场合。
硅基玻璃光纤是目前应用最广泛的光纤材料，氧化铝掺杂硅基玻璃光纤和氟化物玻璃光纤则适用于特殊环境下的应用。
塑料光纤虽然成本较低，但传输距离和性能相对较差，适用于一些低要求的领域。
在未来的发展中，随着技术不断进步，新型的高性能、低成本光纤材料也将不断涌现。
不同种类的光纤在光子计算中的应用
不同种类的光纤在光子计算中的应用光纤在计算机通信和数据传输中扮演着重要的角色。
而在光子
计算领域，光纤同样也发挥了关键性作用。
本文将重点探讨不同
种类的光纤在光子计算中的应用。
一、单模光纤
单模光纤是一种传输单个光模的光纤。
由于它能够提供非常稳
定的传输信号，所以在光子计算中得到了广泛的应用。
在纠缠态
量子计算中，单模光纤被用来连接不同的量子比特，帮助实现量
子通信。
此外，单模光纤还可用于构建光学腔，将光调制到相同
的频率，从而实现可重复使用的全光量子计算。
二、多模光纤
多模光纤能够传输大量的光模，因此被广泛应用于光子计算中。
在量子信号传输中，多模光纤可以用来传输多个量子比特之间的
光信号。
而在非线性光学中，多模光纤也可以用来产生多模式干涉，从而实现光子计算。
三、光子晶体光纤
光子晶体光纤是一种由光子晶体制成的光纤。
由于它具有独特
的光学性质，如禁带和全反射等，因此在光子计算中扮演着重要
的角色。
在光学量子计算中，光子晶体光纤被用来实现禁带结构，并且可以实现量子信息的传输和处理。
四、微结构光纤
微结构光纤是一种内部具有微观结构的光纤。
由于其结构特殊，因此可以实现多种光学效应，如散射、色散和非线性光效应等。
在光子计算中，微结构光纤常用于产生超连续谱光及非线性成像等。
综上所述，不同种类的光纤在光子计算中发挥着重要的作用。
随着光子计算技术的进一步发展，有理性地选择和使用适合的光
纤类型对于实现光子计算的目标至关重要。
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光纤种类和作用一．光纤的分类光纤是光导纤维（OF：Optical Fiber）的简称。
但光通信系统中常常将Optical Fibe（光纤）又简化为Fiber，例如：光纤放大器（FiberAmplifier）或光纤干（Fiber Backbone）等等。
有人忽略了Fiber虽有纤维的含义，但在光系统中却是指光纤而言的。
因此，有些光产品的说明中，把fiber直译成“纤维”，显然是不可取的。
光纤实际是指由透明材料作成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料作成的包层所被覆，并将射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤芯中传播前进的媒体。
光纤的种类很多，根据用途不同，所需要的功能和性能也有所差异。
但对于有线电视和通信用的光纤，其设计和制造的原则基本相同，诸如：①损耗小；②有一定带宽且色散小；③接线容易；④易于成统；⑤可靠性高；⑥制造比较简单；⑦价廉等。
光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的，兹将各种分类举例如下。
（1）工作波长：紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤（0.85pm、1.3pm、1.55pm）。
（2）折射率分布：阶跃（SI）型、近阶跃型、渐变（GI）型、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。
（3）传输模式：单模光纤（含偏振保持光纤、非偏振保持光纤）、多模光纤。
（4）原材料：石英玻璃、多成分玻璃、塑料、复合材料（如塑料包层、液体纤芯等）、红外材料等。
按被覆材料还可分为无机材料（碳等）、金属材料（铜、镍等）和塑料等。
（5）制造方法：预塑有汽相轴向沉积（VAD）、化学汽相沉积（CVD）等，拉丝法有管律法（Rod intube）和双坩锅法等。
二．石英光纤石英光纤是以二氧化硅（SiO2）为主要原料，并按不同的掺杂量，来控制纤芯和包层的折射率分布的光纤。
石英（玻璃）系列光纤，具有低耗、宽带的特点，现在已广泛应用于有线电视和通信系统。
掺氟光纤（Fluorine Doped Fiber）为石英光纤的典型产品之一。
通常，作为1.3Pm波域的通信用光纤中，控制纤芯的掺杂物为二氧化绪（GeO2），包层是用SiO炸作成的。
但接氟光纤的纤芯，大多使用SiO2，而在包层中却是掺入氟素的。
由于，瑞利散射损耗是因折射率的变动而引起的光散射现象。
所以，希望形成折射率变动因素的掺杂物，以少为佳。
氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。
因而，常用于包层的掺杂。
由于掺氟光纤中，纤芯并不含有影响折射率的氟素掺杂物。
由于它的瑞利散射很小，而且损耗也接近理论的最低值。
所以多用于长距离的光信号传输。
石英光纤（Silica Fiber）与其它原料的光纤相比，还具有从紫外线光到近红外线光的透光广谱，除通信用途之外，还可用于导光和传导图像等领域。
三．红外光纤作为光通信领域所开发的石英系列光纤的工作波长，尽管用在较短的传输距离，也只能用于2pm。
为此，能在更长的红外波长领域工作，所开发的光纤称为红外光纤。
红外光纤（Infrared Optical Fiber）主要用于光能传送。
例如有：温度计量、热图像传输、激光手术刀医疗、热能加工等等，普及率尚低。
四。
复台光纤复合光纤（Compound Fiber）在SiO2原料中，再适当混合诸如氧化钠（Na2O）、氧化硼（B2O2）、氧化钾（K2O2）等氧化物的多成分玻璃作成的光纤，特点是多成分玻璃比石英的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。
主要用在医疗业务的光纤内窥镜。
五．氟化物光纤氯化物光纤（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纤。
这种光纤原料又简称ZBLAN（即将氟化铝（ZrF4）、氰化钡（BaF2）、氟化镧（LaF3）、氟化铝（A1F2）、氰化钠（NaF）等氯化物玻璃原料简化成的缩语。
主要工作在2～10pm波长的光传输业务。
由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性，正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发，例如：其理论上的最低损耗，在3pm波长时可达10-2～10－3dB／km，而石英光纤在1.55pm时却在0.15～0.16dB/Km之间。
目前，ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗，只能用在2.4～2.7pm的温敏器和热图像传输，尚未广泛实用。
最近，为了利用ZBLAN进行长距离传输，正在研制1.3pm 的掺错光纤放大器（PD FA）。
六．塑包光纤塑包光纤（Plastic Clad Fiber）是将高纯度的石英玻璃作成纤芯，而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。
它与石英光纤相比较，具有纤芯租、数值孔径（NA）高的特点。
因此，易与发光二极管LED光源结合，损耗也较小。
所以，非常适用于局域网（LAN）和近距离通信。
七．塑料光纤这是将纤芯和包层都用塑料（聚合物）作成的光纤。
早期产品主要用于装饰和导光照明及近距离光键路的光通信中。
原料主要是有机玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。
损耗受到塑料固有的C－H结合结构制约，一般每km可达几十dB。
为了降低损耗正在开发应用氟索系列塑料。
由于塑料光纤（Plastic Optical fiber）的纤芯直径为1000pm，比单模石英光纤大100倍，接续简单，而且易于弯曲施工容易。
近年来，加上宽带化的进度，作为渐变型（GI）折射率的多模塑料光纤的发展受到了社会的重视。
最近，在汽车内部LAN中应用较快，未来在家庭LAN中也可能得到应用。
八．单模光纤这是指在工作波长中，只能传输一个传播模式的光纤，通常简称为单模光纤（SMF：Single ModeFiber）。
目前，在有线电视和光通信中，是应用最广泛的光纤。
由于，光纤的纤芯很细（约10pm）而且折射率呈阶跃状分布，当归一化频率V参数＜2.4时，理论上，只能形成单模传输。
另外，SMF没有多模色散，不仅传输频带较多模光纤更宽，再加上SMF 的材料色散和结构色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使传输频带更加拓宽。
SMF中，因掺杂物不同与制造方式的差别有许多类型。
凹陷型包层光纤，其包层形成两重结构，邻近纤芯的包层，较外倒包层的折射率还低。
另外，有匹配型包层光纤，其包层折射率呈均匀分布。
九．多模光纤将光纤按工作彼长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤。
纤芯直径为50pm，由于传输模式可达几百个，与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。
在历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。
自从出现SMF光纤后，似乎形成历史产品。
但实际上，由于MMF较SMF的芯径大且与LED等光源结合容易，在众多LAN中更有优势。
所以，在短距离通信领域中MMF仍在重新受到重视。
MMF按折射率分布进行分类时，有：渐变（GI）型和阶跃（SI）型两种。
GI型的折射率以纤芯中心为最高，沿向包层徐徐降低。
从几何光学角度来看，在纤芯中前进的光束呈现以蛇行状传播。
由于，光的各个路径所需时间大致相同。
所以，传输容量较SI型大。
SI型MMF光纤的折射率分布，纤芯折射率的分布是相同的，但与包层的界面呈阶梯状。
由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中，产生各个光路径的时差，致使射出光波失真，色激较大。
其结果是传输带宽变窄，目前SI型MMF应用较少。
十．色散使移光纤单模光纤的工作波长在1.3Pm时，模场直径约9Pm，其传输损耗约0.3dB／km。
此时，零色散波长恰好在1.3pm处。
石英光纤中，从原材料上看1.55pm段的传输损耗最小（约0.2dB／km）。
由于现在已经实用的掺铒光纤放大器（EDFA）是工作在1.55pm波段的，如果在此波段也能实现零色散，就更有利于应用1.55Pm波段的长距离传输。
于是，巧妙地利用光纤材料中的石英材料色散与纤芯结构色散的合成抵消特性，就可使原在1.3Pm段的零色散，移位到1.55pm段也构成零色散。
因此，被命名为色散位移光纤加大结构色散的方法，主要是在纤芯的折射率分布性能进行改善。
在光通信的长距离传输中，光纤色散为零是重要的，但不是唯一的。
其它性能还有损耗小、接续容易、成缆化或工作中的特性变化小（包括弯曲、拉伸和环境变化影响）。
DSF就是在设计中，综合考虑这些因素。
十一.色散平坦光纤色散移位光纤（DSF）是将单模光纤设计零色散位于1.55pm波段的光纤。
而色散平坦光纤（DFF：Dispersion Flattened Fiber）却是将从1.3Pm到1.55pm的较宽波段的色散，都能作到很低，几乎达到零色散的光纤称作DFF。
由于DFF要作到1.3pm～1.55pm范围的色散都减少。
就需要对光纤的折射率分布进行复杂的设计。
不过这种光纤对于波分复用（WDM）的线路却是很适宜的。
由于DFF光纤的工艺比较复杂，费用较贵。
今后随着产量的增加，价格也会降低。
十二.色散补偿光纤对于采用单模光纤的干线系统，由于多数是利用1.3pm波段色散为零的光纤构成的。
可是，现在损耗最小的1.55pm，由于EDFA的实用化，如果能在1.3pm零色散的光纤上也能令1.55pm波长工作，将是非常有益的。
因为，在1.3Pm零色散的光纤中，1.55Pm波段的色散约有16ps／km／nm之多。
如果在此光纤线路中，插入一段与此色散符号相反的光纤，就可使整个光线路的色散为零。
为此目的所用的是光纤则称作色散补偿光纤。
DCF与标准的1.3pm 零色散光纤相比，纤芯直径更细，而且折射率差也较大。
DCF也是WDM光线路的重要组成部分。
十三.偏派保持光纤在光纤中传播的光波，因为具有电磁波的性质，所以，除了基本的光波单一模式之外，实质上还存在着电磁场（TE、TM）分布的两个正交模式。
通常，由于光纤截面的结构是圆对称的，这两个偏振模式的传播常数相等，两束偏振光互不干涉。
但实际上，光纤不是完全地圆对称，例如有着弯曲部分，就会出现两个偏振模式之间的结合因素，在光轴上呈不规则分布。
偏振光的这种变化造成的色散，称之偏振模式色散（PMD）。
对于现在以分配图像为主的有线电视，影响尚不太大。
但对于一些未来超宽带有特殊要求的业务，如：①相干通信中采用外差检波，要求光波偏振更稳定时；②光机器等对输入输出特性要求与偏振相关时；③在制作偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等时；④制作利用光干涉的光纤敏感器等，凡要求偏振波保持恒定的情况下，对光纤经过改进使偏振状态不变的光纤称作偏振保持光纤（PMF：Polarization Maintaining fiber），也有称此为固定偏振光纤的。
十四.双折射光纤双折射光纤是指在单模光纤中，可以传输相互正交的两个固有偏振模式的光纤而言。
因为，折射率随偏报方向变异的现象称为双折射。
在造成双折射的方法中。
它又称作PANDA光纤，即偏振保持与吸收减少光纤（Polarization－maintai-ning AND Absorption－reducing fiber）。