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光纤是光导纤维的简写,是一种由玻璃或塑料制成的纤维。目前通信用的光纤,基本上是石英系光纤,其主要成分是高纯度石英玻璃,即二氧化硅(SiO2) 。
光纤的典型结构是多层同轴圆柱体,主要由纤芯、包层、涂覆层组成。
Ø纤芯
位于光纤的中心部位,成分为高纯度的二氧化硅,掺有极少量掺杂剂。纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输。
Ø包层
位于纤芯的周围,其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机械保护作用。
Ø涂覆层
光纤的最外层,由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成。涂覆层保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤。
光纤分类
按照国际标准规定分类(按照ITU-T建议分类)
为了使光纤具有统一的国际标准,国际电信联盟(ITU-T)制定了统一的
光纤标准(G 标准),将光纤的种类分为:
G.651 光纤(50/125μm多模渐变型折射率光纤)橘红色
G.652 光纤(非色散位移光纤)黄色
G.653 光纤(色散位移光纤DSF)
G.654 光纤(截止波长位移光纤)
G.655 光纤(非零色散位移光纤)。
据光纤的性能指标不同,G.652可分为四种规格每种规格的性能不同,具体如下:
1.G.652.A支持1Gbit/s系统传输距离可达400km,10Gbit/s以太网的传输达40km,支持40Gbit/s系统的距离为2km。
2.G.652.B型光纤,支持10Gbit/s系统传输距离可达3000km以上,40Gbit/s系统的传输距离为80km。
3.G.652.C型光纤,基本属性与G.652A相同,但在1550nm的衰减系数更低,而且消除了1380nm附近的水吸收峰,即系统可以工作在1360~1530nm波段。
4.G.652D型光纤的属性与G.652B光纤基本相同,而衰减系数与G.652C光纤相同,即系统可以工作在1360~1530nm波段。
G.652.D是所有G.652级别中指标最严格的并且完全向下兼容的。
黄色:单模光纤 蓝色:多模光纤
橙色:多模光纤
光纤按传输模式来划分分为单模光纤(single mode)和多模光纤(multi mode)。
单模光纤只传输主模,由于完全避免了模式色散,使得单模光纤的传输频带很宽,因而适用于大容量、长距离的传输系统。
光在单模光纤中直线传播,无反射。单模光纤纤芯直径8um-10um,包层直径位125um。
多模光纤有多个模式在光纤中传输,由于色散和相差,其传输性能较差、频带较窄、容量小、距离也较短。可以承载多路光纤信号,可以传输多种模式的光。多模光纤直径5um-62.5um,包层直径为125um。
光纤按折射率分布来划分:多模光纤可分为阶跃型(突变型)、梯度型(渐变型、自聚焦型);
单模光纤则为阶跃型。
单模、多模光纤有何区别
1、核心直径
多模和单模光纤之间的主要区别是,前者具有更大的直径,通常是50或62.5µm的纤芯直径,而典型的单模光纤是8和10µm的纤芯直径,两者的包层直径都为125µm。
2、光源
通常激光器和LED都作为光源。激光光源明显比LED光源更昂贵,因为它产生的光,可以精确地控制,并具有高的功率。而LED光源产生的光较分散(许多模式的光),这些光源多使用于多模光纤跳线。同时激光光源(产生接近单一模式的光)通常用于单模光纤跳线。
3、带宽
由于多模光纤比单模光纤具有更大的纤芯尺寸,它支持多个传输模式。此外,像多模光纤一样,单模光纤也表现出由多个空间模式引起的模态色散,但单模光纤的模态色散小于多模光纤。因为这些原因,单模光纤比多模光纤具有一个更高的带宽。