光纤分类及应用
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
5g常用光缆
5g常用光缆5G常用光缆随着5G技术的迅猛发展，对于高速、大容量的网络传输需求越来越高。
而光缆作为一种可靠的传输介质，成为5G网络中不可或缺的组成部分。
本文将介绍5G常用光缆的特点、分类以及其在5G网络中的应用。
一、光缆的特点光缆，即光纤通信线缆，是由一根或多根光纤和保护层构成的传输介质。
相比于传统的铜缆，光缆具有以下特点：1. 高速传输：光缆可以实现高速率的数据传输，满足5G网络对于大带宽、低延迟的需求。
2. 大容量：光缆的传输容量远远超过铜缆，可以支持大规模的数据传输。
3. 长距离传输：光缆的传输距离远远超过铜缆，适用于远距离的数据传输需求。
4. 抗干扰能力强：光缆传输的是光信号，不受电磁干扰的影响，保证数据传输的稳定性和可靠性。
5. 小尺寸、轻量化：光缆相对于铜缆而言更加紧凑轻便，方便安装和维护。
二、光缆的分类根据不同的应用场景和需求，光缆可以分为多种类型。
以下是5G常用的几种光缆：1. 单模光缆：适用于长距离传输，具有较低的传输损耗和较高的带宽，可满足5G网络的远距离传输需求。
2. 多模光缆：适用于短距离传输，传输距离相对较短，但成本较低，适合覆盖城市热点区域的5G网络建设。
3. 室内光缆：主要用于建筑物内部的网络连接，具有柔软、易弯曲和易安装的特点，适合室内5G网络的布局。
4. 室外光缆：用于建筑物之间或长距离传输，具有耐候性和抗外界环境干扰的特点，适用于室外5G网络的覆盖。
三、光缆在5G网络中的应用光缆在5G网络中发挥着重要的作用，主要体现在以下几个方面：1. 主干网传输：光缆作为5G网络的主干传输介质，连接着各个基站、数据中心和核心网，承担着大量的数据传输任务。
2. 移动接入网传输：光缆通过连接5G基站，将数据从基站传输到核心网，实现移动接入网的高速、大容量传输。
3. 宽带接入传输：光缆作为宽带接入的主要手段，为用户提供高速、稳定的网络连接，满足5G网络对于大带宽的需求。
4. 数据中心传输：光缆连接着各个5G数据中心，实现数据的高速传输和存储，支持5G网络的大规模数据处理和分析。
光纤的型号及应用场景
光纤的型号及应用场景光纤是一种用于传输光信号的细长柔软的透明纤维，由玻璃或塑料制成。
它具有高速、高带宽、低延迟、抗干扰等优点，因此在通信、医疗、军事、工业等领域广泛应用。
在通信领域，光纤主要用于长距离传输及宽带接入。
随着信息化的发展，人们对通信速度和信号品质的要求越来越高，这就对传输介质提出了更高的要求。
光纤以其极高的传输速度和大容量的传输能力成为现代通信网络的首选传输介质。
在城域网和广域网中，光纤传输可以实现几十公里到上千公里的长距离传输，满足了长距离通信的需求。
而在家庭和企业宽带接入中，光纤网络的高速率和稳定性保证了用户可以获得更快速的上网体验。
在医疗领域，光纤的应用主要体现在内窥镜、激光治疗和医疗光学成像等方面。
内窥镜是医学诊断和手术中常用的一种器械，通过光纤的柔韧性和小尺寸，医生可以将其引入人体各个部位进行检查和治疗操作，减少了手术创伤和病人的痛苦。
激光治疗则是利用光纤输送激光进行手术或治疗，具有微创、准确性高等优点。
医疗光学成像则通过光纤传输图像信号，可以实现内部器官的清晰成像，辅助医生做出准确的诊断。
在航空航天和军事领域，光纤主要用于制导、通讯和传感等方面。
光纤制导技术可以使导弹、火箭等远程武器实现高精度打击目标，提高了武器的精确度和作战效果。
光纤通讯则可以保障军事通讯的快速、稳定和安全，极大地提升了指挥系统的效能。
在传感方面，光纤传感器能够实现对环境参数的高精度检测和监测，如温度、压力、振动、水声等，为航空航天和军事系统提供了更为可靠的监测手段。
在工业领域，光纤主要用于激光加工、工业自动化和测量检测等方面。
光纤激光加工可以实现对各种材料的精细加工，如切割、焊接、打孔等，提高了加工质量和效率。
工业自动化中，光纤的高速率和稳定性保证了工厂内各种设备的联网和通讯，实现了智能化生产。
在测量检测方面，光纤传感器可以实现对机械振动、温度和变形等参数的实时监测，保障了工业生产的安全和稳定。
综上所述，光纤具有高速、高带宽、低延迟和抗干扰等特点，因此在通信、医疗、航空航天、军事和工业领域都有广泛的应用场景。
光纤的基本知识及应用
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.
5.光纤通信的优点
通信容量大 中继距离长 保密性能好 资源丰富 光纤重量轻、体积小
通信容量大
从理论上讲,一根仅有头发丝粗细的光纤可以 同时传输1000 亿个话路.虽然目前远远未达到如 此高的传输容量,但用一根光纤同时传输24 万个 话路的试验已经取得成功,它比传统的明线、同轴 电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上.一根光 纤的传输容量如此巨大,而一根光缆中可以包括几 十根甚至上千根光纤,如果再加上波分复用技术把 一根光纤当作几根、几十根光纤使用,其通信容量 之大就更加惊人了.
保密性能好
光波在光纤中传输时只在其芯区进行,基本上 没有光泄露出去,因此其保密性能极好.
资源丰富
制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即 石英 ,而石英在大自然界中几乎是取之不尽、 用之不竭的.因此其潜在价格是十分低廉的.
光纤重量轻、体积小
光缆的敷设方式方便灵活,既可以直埋、 管道敷设,又可以水底和架空.
2、按光纤种类,光缆可以分为多模光缆、单模光缆； 按光纤套塑方法,光缆可分紧套光缆、松套光缆、 束管式新型光缆和带状多芯单元光缆.
2、按光纤芯数多少,光缆可以分为单芯光缆、双芯 光缆、多芯光缆.
4、按加强物件配置方法,光缆可以分为中心加强物 件光缆如层绞光缆、骨架光缆等、分散加强物 件光缆如束管式结构、护层加强物件光缆.
光纤的分类及比较(包括各种单模光纤的色散及衰减特性)
4 对各种单模光纤特性的比较
• G652 • G653 • G654 • G655
1 ）G652光纤又被称为标准单模光纤，这种光纤是目前应用在1310nm窗口的最广泛的零色散波长的单模光纤。
2）其特点是当工作波长在1310nm时，光纤的色散很小，约为3.5ps/nm*km,系统的传输距离基本上只受光纤衰减所限制；但在1550nm波段色散较大，约为20ps/nm*km。
1）G654光纤又称为非零色散光纤，这是一种改进的色散位移光纤，其零色散波长不在1550nm处，而在1525nm或1585nm处。 2）零色散光纤同时削减了色散效应和四波混频效应，所以非零色散光纤综合了标准单模光纤和色散位移光纤，有比较好的传输特性，特别适合于高密度的波分复用系统的传输。
G655
A(l) = 10lg p1 (dB)
p2
p1、p2分别为光纤注入端和输出端的光功率。 （ dB与dBm）
光纤损耗（衰减）的定义
若光纤是均匀的，则还可以用单位长 度的衰减即衰减系数α来表示：
a (l) = 1 A(l) = 1 10 lg p1 (dB / km)
L
L
p2
光脉冲注入光纤后，长距离传输后脉冲的宽 度被展宽
色散补偿技术
当前，发展比较成熟的、主流的色散补偿技术主要是采用色散补偿光纤（DCF）来进行色散补偿。其主要技术是在每个（或几个）光纤段的输入或输出端通过放置 DCF色散补偿模块（DCM），周期性地使光纤链路上累积的色散接近零，从而可以使单信道1550nm外调制光纤干线的色散得到较好的补偿。
因此，对于超长距离的光纤传输，现有的色散补偿技术可以相对较好的解决色散问题，对于超远距离的传输，其首要考虑的因素是光纤的衰减特性。
ps/nm·km
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。
单模光纤和多模光纤分类知识
单模光纤和多模光纤分类知识一、单模光纤单模光纤（Single-Mode Fiber, SMF）是光纤的一种类型，其传输模式仅为单一的模态，也就是说，光线在光纤中传播时只以一种方式进行。
单模光纤的纤芯直径很小，约为4~10μm，只有单一的反射镜面，因此只能传输单一的波长光。
这种光纤主要用于长距离、大容量的数据传输，如长途电话线、高速网络连接和海底光缆等。
1.传输特性：单模光纤的传输特性包括低损耗、高带宽和低色散等。
由于其纤芯直径很小，光线在光纤中传播时不易发生散射，因此传输损耗较低。
同时，由于只传输单一的模态，其色散效应也较小，适合高速、长距离的数据传输。
2.应用领域：由于单模光纤具有传输容量大、传输距离远等优点，广泛应用于长距离、高速的光纤通信系统，如高速网络连接、数据中心、云计算和远程医疗等领域。
3.技术发展：随着光通信技术的不断发展，单模光纤的技术也在不断进步。
新型的单模光纤材料和制造技术能够进一步提高光纤的性能和可靠性，为未来的光通信系统提供更高效、更可靠的数据传输解决方案。
二、多模光纤多模光纤（Multi-Mode Fiber, MMF）是光纤的一种类型，其传输模式为多个模态，也就是说，光线在光纤中传播时可以以多种方式进行。
多模光纤的纤芯直径较大，一般在50~100μm之间，允许多种不同路径的光线在光纤中传播。
这种光纤主要用于短距离、低容量的数据传输，如建筑物内的网络连接、局域网等。
1.传输特性：多模光纤的传输特性包括高带宽和低成本等。
由于允许多种模态传输，其带宽相对较大，适合短距离、低容量的数据传输。
同时，多模光纤的成本较低，易于安装和维护。
2.应用领域：由于多模光纤具有成本低、易于安装和维护等优点，广泛应用于短距离、低容量的光纤通信系统，如建筑物内的网络连接、局域网和校园网等。
3.技术发展：随着光通信技术的不断发展，多模光纤的技术也在不断进步。
新型的多模光纤材料和制造技术能够进一步提高光纤的性能和可靠性，为未来的短距离光通信系统提供更高效、更可靠的数据传输解决方案。
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（一）光纤的传输特性
一．衰减
1．光在光纤中传播时，平均光功率沿光纤长度方向呈指数规律减少，即：
P(L)=P(0)10-(αL/10)
2．α为衰减系数,它的取值只与在光纤中传播的光线的波长有关。
3．衰减谱
石英玻璃光纤的衰减谱具有三个主要特征是：
a.衰减随波长的增大而呈降低趋势。
b.衰减吸收峰与OH＿离子有关。
c.在波长大于1600nm衰减的增大的原因是由微（或宏）观弯曲损耗和
石英玻璃吸收损耗引起的。
4．衰减起因
光纤中的传输光能衰减的起因是材料本身、制造缺陷、弯曲、接续等对光能的吸收和散射损耗。
究其原因，如表3.1所示。
二．色散
1.由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分来携带的，
这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速度不同，从而引起色
散。
2.在光纤中，不同速度的信号传过的距离所需的时延不同。
时延差越大，
色散就越严重。
因此，常用时延差表示色散程度。
3.单模光纤中只传输基模LP01,总色散由材料色散、波导色散和折射剖面
色散组成。
这三个色散都与波长有关，所以单模光纤的总色散也称为
波长色散。
公式：D(λ)＝D m＋D w＋D p
4.纯石英玻璃材料色散与波长的关系，如图所示。
从图可看出，在波长
微1.29μm附近由一个零材料色散波长λ0有所移动，但移动变化甚
微，而过了λ0材料色散微正值。
材
料
色
散
（
p
s
/
(
n
m
·
k
m
)
)
图 纯石英玻璃材料色散与波长的关系
波长（μm）
三．偏振模色散
光纤中的光传输可描述为完全时沿X轴振动和完全是沿Y轴上的振动或一些光在两个轴上的振动，如下图。
每个轴代表一个偏振“模”。
两个偏振模的到达时间差称为偏振色散PMD(Polarization Mode Dispersion)。
造成单模光纤中的PMD的内在原因是光纤的椭圆度和残余内应力。
四．光纤的非线性效应
1．当光功率增加到一定程度时，光信号与光纤传输媒介间的非线性交互现象将会呈现。
光纤的非线性可分为两类：受激散射效应和折射率扰动。
2．受激散射效应也分为两种形式：由于声光子振动而产生的受激布里渊散
射（SBS）和由于分子振动而产生的受激拉曼散射。
3．折射率扰动引起的五种非线性效应为：自相位调制、光孤子形成、交叉相位调制、调制不稳定和四波混频。
（二）光纤折射率分布
一．基本原理
1.纤芯中的光折射率不是均匀分布的，它随r（离开光纤芯轴的距离）的
变化而变化。
公式：n=n(r)
2.光折射率的变化规律一般分三种，表现在g（折射率分布指数）的不同
取定：
g=1 三角形分布; g=2 抛物线分布(梯度分布); g→∞阶跃分布
3.纤芯中传导的模数量N与折射率g和归一化频率V有关：
N=[V2/2][g/(g+2)]
V=2π(a/λ)NA=RaNA
NA=n12-n22
V值相同时，三角折射率分布光纤芯中传导模数量最少。
4.能同时传输几个模的光纤称为多模光纤。
光纤中传导模数量越少，光纤
的带宽就越宽。
如果要减少模数（即V值），则必须减小芯直径2a或数
值孔径NA，或者增大光波长。
5.阶跃折射率分布（g→∞）的光纤，V值比常数V C∞=2.405更小，仅有一
个模，即基模LP01能在纤芯中传播。
这种只传播一个模的光纤称为单模
光纤。