光纤模式
光纤的模式是能在光纤中传输的光，每一个模式是满足亥姆霍兹方程的一个解
单模光纤只能传输一种光，就是平行于轴线的光，而多模光纤则可以传输多种波长的光，根据波长不同，数值孔径不同，等等跟你说的一样，不同的模式就是传输的路径不同，比如下图：
光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介.是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的
传输媒介。
通常「光纤」与「光缆」两个名词会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为「光缆」.光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害,如水,火,电击等.光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15μm~50μm，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。光纤通信，是指将要传送的语音、图像和数据信号等调制在光载波上，以光纤作为传输媒介的通信方式
1.本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。
2.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。
3.挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
4.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。
5.不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
6.对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。
7.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。
8.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。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。
9.常规型光纤：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300μm。
10.色散位移型光纤：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300μm 和1550μm。
11.突变型光纤：光纤中心芯到玻璃包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。
12.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。
13.电发射端机
主要任务是PCM编码和信号的多路复用。
多路复用是指将多路信号组合在一条物理信道上进行传输，到接收端再用专门的设备将各路信号分离出来，多路复用可以极大地提高通信线路的利用率。
在光纤通信系统中，光纤中传输的是二进制光脉冲“0”码和“1”码，它由二进制数字信号对光源进行通断调制而产生。而数字信号是对连续变化的模拟信号进行抽样、量化和编码产生的，称为PCM（pulse code modulation），即脉冲编码调制。这种电的数字信号称为数字基带信号，由PCM电端机产生。
14.抽样是指从原始的时间和幅度连续的模拟信号中离散地抽取一部分样值，变换成时间和幅度都是离散的数字信号的过程。
15.编码是指按照一定的规则将抽样所得的M种信号用一组二进制或者其它进制的数来表示，每种信号都可以由N个2二进制数来表示，M和N满足M=2N。例如如果量化后的幅值有8种，则编码时每个幅值都需要用3个二进制的序列来表示。
16.时分多路复用：当信道达到的数据传输率大于各路信号的数据传输率总和时，可以将使用信道的时间分成一个个的时间片（时隙），按一定规则将这些时间片分配给各路信号，每一路信号只能在自己的时间片内独占信道进行传输，所以信号之间不会互相干扰。
17.频分多路复用：当信道带宽大于各路信号的总带宽时，可以将信道分割成若干个子信道，每个子信道用来传输一路信号。或者说是将频率划分成不同的频率段，不同路的信号在不同的频段内传送，各个频段之间不会相互影响，所以不同路的信号可以同时传送。这就是频分多路复用（FDM）。
18.码分多址（CDMA）：这种技术多用于移动通信，不同的移动台（或手机）可以使用同一个频率，但是每个移动台（或手机）都被分配带有一个独特的“码序列”，该序列码与所有别的“码序列”都不相同，所以各个用户相互之间也没有干扰。因为是靠不同的“码序列”来区分不同的移动台（或手机），所以叫做“码分多址”（CDMA）技术。
19. 空分多址（SDMA）：这种技术是利用空间分割构成不同的信道。举例来说，在一颗卫星上使用多个天线，各个天线的波束射向地球表面的不同区域。地面上不同地区的地球站，它们在同一时间、即使使用相同的频率进行工作，它们之间也不会形成干扰。
空分多址（SDMA）是一种信道增容的方式，可以实现频率的重复使用，充分利用频率资源。空分多址还可以和其它多址方式相互兼容，从而实现组合的多址技术，例如空分·码分多址（SD-CDMA）。
20.线路编码：又称信道编码，其作用是消除或减少数字电信号中的直流和低频分量，以便于在光纤中传输、接收及监测。大体可归纳为三类：扰码二进制、字变换码、插入型码。21. 调制方式：模拟通信可采用调幅、调频、调相等多种调制方式，采用数字调制时，相应地称为幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）、相移键控（PSK）；信号只有两种状态的ASK称为通断键控（OOK），当前的数字通信系统使用OOK-PCM格式，属于强度调制-直接检测（IM-DD）通信方式，是通信方式中最简单、最初级的方式。而相干通信系统则可使用ASK、FSK或PSK-PCM格式，是复杂、高级的通信方式
22.光接收机灵敏度定义为：在保证达到所要求的误比特率的条件下，接收机所需要的最小输入光功率。
22.光耦合是对同一波长的光功率进行分路或合路。通过光耦合器，我们可以将两路光信号合成到一路上
23、光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件，其工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。
24、磁光隔离器也可以说是单向导光器，隔离器放置于激光器及光放大器前面，防止系统中的反射光对器件性能的影响甚至损伤。
25、光滤波器是用来进行波长选择的仪器，它可以从众多的波长中挑选出所需的波长，而除此波长以外的光将会被拒绝通过。它可以用于波长选择、光放大器的噪声滤除、增益均衡、光复用/解复用。
基于干涉原理的滤波器：熔锥光纤滤波器、Fabry-Perot滤波器、多层介质膜滤波器、马赫-曾德干涉滤波器。
基于光栅原理的滤波器：体光栅滤波器、阵列波导光栅滤波器（AWG）、光纤光栅滤波器、声光可调谐滤波器。
26、光纤连接器是一种用于连接光纤的器件。它在光纤通信系统和测量仪表中具有不可或缺的地位。它不同于光纤固定接头，可以拆卸，使用灵活，所以由又称为光纤活动连接器或者光纤活动接头。一般的，要求光纤连接器体积小、接入损耗小、可重复拆卸、可靠性高、寿命长、价格便宜等。
27、光衰减器是用于对光功率进行衰减的器件，它主要用于光纤系统的指标测量、短距离通信系统的信号衰减以及系统试验等场合。光衰减器要求重量轻、体积小、精度高、稳定性好、使用方便等。它可以分为固定式、分级可变式、连续可调式几种。
28、光放大是指在泵浦能量（电或光）的作用下，实现粒子数反转（非线性光纤放大器除外），然后通过受激辐射实现对入射光的放大。
29、MDF Main Distribution Frame，主配线架。
30、IDF Intermediate Distribution Frame，分配线架。
31、OC OC（Optical Carrier，光载波）是SONET规范中定义的传输速度。OC定义光设备的传输速度，STS定义电气设备的传输速度。
32、SC Subscriber Connector(Optical Fiber Connector) 用户连接器（光纤连接器）。
33、ST Straight Tip，直通式光纤连接器。
34、SONET SONET（Synchronous Optical NETwork，光纤同步网络）是一种用于高速数据通信的光纤传输系统。SONET被电话公司和公用通信公司部署，其速度从51Mb/s直到每秒几千兆。SONET是一种提供先进网络管理和标准光纤接口的智能系统。它采用自恢复环结构，如果一条线路发生故障，它能够改道传送。SONET干线广泛用于汇集低速T1和T3线路。SONET是宽带ISDN（B-ISDN）标准规定的。欧洲相应的标准是SDH。SONET 采用时分复用（TDM）技术同时传送多数据流。
35、光缆终端盒光缆终端盒主要用于光缆终端的固定，光缆与尾纤的熔接及余纤的收容和保护。
36、光纤盒光纤盒应用于利用光纤技术传输数字和类似语音，视频和数据信号。光纤盒可进行直接安装或桌面安装。特别适合进行高速的光纤传输。
37、光纤面板光学纤维面板具有传光效率高，级间耦合损失小，传像清晰、真实，在光学上具有零厚度等特点。最典型的应用是作为微光像增强器的光学输入、输出窗口，对提高成像器件的品质起着重要作用。广泛的应用于各种阴极射线管、摄像管、CCD耦合及其他需要传送图像的仪器和设备中。
38、光纤耦合器光纤耦合器（Coupler）又称分歧器（Splitter），是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件，属於光被动元件领域，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到，与光纤连接器分列被动元件中使用最大项的。光纤耦合器可分标准耦合器（双分支，单位1×2，亦即将光讯号分成两个功率）、星状／树状耦合器、以及波长多工器（WDM，若波长属高密度分出，即波长间距窄，则属於DWDM），制作方式则有烧结（Fuse）、微光学式（Micro Optics）、光波导式（Wave Guide）三种，而以烧结式方法生产占多数（约有90％）。
39、光纤配线架(柜) 光纤配线架(柜)具有如下功能：光缆的固定，保护和接地；光缆纤芯与尾纤的熔接；光路的调配并提供测度端口；冗余光纤及尾纤的存贮管理。
40、光纤配线箱光纤配线箱特别适合于光纤接入网中的光纤终端点，具有光缆的配线和熔接功能，可以实现光缆纤芯的灵活调线及存储。
41、跳线跳线就是不带连接器的电缆线对或电缆单元，用在配线架上交接各种链路。
42、线头盒线头盒主要适用于架空光缆、直埋光缆、管道井光缆的直通和分歧接头，并对接头起保护作用。
44、10BaseF 10Mbit/s基带以太网规范，指的是光纤电缆连接上的以太网
10BaseFB,10BaseFl和10BaseFL标准。
45、10BaseFB 指的是使用光纤电缆连接的10Mbit/s基带以太网规范。它是IEEE10BaseF 规范的一部分。它不用于连接用户工作站。而是用于提供一个同步的信令骨干网，该网允许附加网段和中继器连接到网络上。10BaseFB的网段长度可达2km。
46、10BaseFL 指的是使用光纤电缆连接的10Mbit/s基带以太网规范。它是IEEE 10BaseL 规范的一部分。尽管它可以与FOIRL进行互操作，但是制定它是为了取代FOIRL规范。如果和FOIRL一起使用，10BaseFL的网段长度可达1km；而如果仅仅使用10BaseFL,则10BaseFL的网段可达2km。
47、10BaseFP 指的是使用光纤电缆连接的10Mbit/s无源光纤基带以太网规范。它是IEEE10BaseF规范的一部分。它在不使用中继器的情况下将多个计算机组织成星形拓扑。10BaseFP的网段长度可达500m。
48、10BaseFX 指的是在每个链路中使用两股多模光纤电缆的100Mbit/s基带快捷以太网规范。为了保证合适的信号记时，一个100BaseFX链路不能超过400m长。它基于
IEEE802.3标准。
49、4B/5B 光纤指的是4字节/5字节的局部光纤。它是用于FDDI和ATM的光纤信道物理介质，它支持在多模光纤上高达100Mbit/s的速率。
50、8B/10B 光纤8字节/10字节的局部光纤。它指的是在多模光纤上支持高达
149.76Mbit/s速率的光纤信道物理介质。
51、FDDI II 第二代光纤分布式数据接口。改进的光纤分布式数据接口(FDDI)的美国国家标准协会(ANSI)规范。它为无连接的数据电路和面向连接的声音和图像电路提供了同步传输。
52、FDDI/CDDI 由美国国家标准协会ANSI的X3T9.5制定。速率为100Mbps；CDDI是基于铜电缆（双绞线）的FDDI。FDDI技术成熟，网络可延伸100公里，且由于采用环形结构和优良的管理能力，具有高可靠性。价格贵，安装复杂，标准完善，技术成熟，支持的软硬件产品丰富。
53、传播延迟信号通过电缆或系统所用的时间。
54、传播延迟歪斜电缆或系统中最慢与最快的线对之间的传输延迟差别。
55、单模一种光纤类型，光以单一路径通过这种光纤。以激光器为光源
56、多模一种光纤类型，光以多重路径通过这种光纤。以发光二极管或激光器为光源。
57、光纤光纤即光导纤维，是一种细小、柔韧并能传输光信号的介质，光缆由多条光纤组成。与双绞线和同轴电缆相比，光缆适应了目前网络对长距离传输大容量信息的要求，在计算机网络中发挥着十分重要的作用。
58、平面电缆包括工作区接线口、分布电缆和电信柜里的连接硬件。
59、衰减信号在通过光纤线缆或系统时所损失的数量
60.滑码数字网内任何两个数字交换设备的时钟速率差超过一定数值时，会使接收信号交换机的缓冲存储器读、写时钟有速率差，当这个差值超过某一定值时就回产生滑码。这一滑码就会造成接收数字流的误码或失步
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光纤的常见故障及排障方法
光纤的常见故障及排障方法 光纤是光导纤维的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。光纤网络在生活中有很大用处，一旦出现故障会造成成大的麻烦，如何排除光纤网络常见故障及排除方法变得越来越重要。 任何做过网络排障的专业人士都清楚这是一个复杂的过程。这里给出了一些最常见的光纤故障以及产生这些故障的可能因素，这些信息将有助于用户对网络故障进行有根据的猜测。 在各种业务的通信系统中，由于光缆成本低，光信号传输距离远，损耗低的特点，光纤已经逐步取代电缆。所以光缆线路发生故障必须分秒必争进行抢修，尤其是在重要的应用网络系统中。下面将逐步分析光纤故障中出现的现象以及判断故障点可能发生的范围。 一、光缆故障的主要产生原因 为保证光传输信号距离远、低损耗的应用特性，一条光缆线路必须满足一定的物理环境条件。任何轻微的光缆弯曲形变或者轻度污染都会造成光信号的衰耗，甚至中断通信。 1、光缆路由线路长由于光缆本身的物理特性和生产过程中的不均匀性，使其中传播的光信号时刻都在发生着漫射和被吸收。当光缆链路过长时，就会造成整条链路光信号的整体衰耗超过网络规划的需求求，光信号衰耗太大，会使通信效果下降。 2、光缆放置弯曲角度过大光缆弯曲衰耗和受压衰耗其本质上都是由于光缆变形导致光传输过程中满足不了全反射生成的。光纤具有
一定的可弯曲性，但当光纤弯曲到一定角度时，将引起光信号在光缆中传播方向的变化，产生弯曲衰耗。这就要求在布线施工时，要特别注意给走线预留充足的角度。 3、光缆受压或断裂这是光缆故障中最容易出现的故障，光纤受到外力因素或自然灾害的原因，产生微小的不规则弯曲甚至断裂，当断裂发生在接头盒或光缆内部时，从外表是无法发现断点的，但是在光纤断裂点会发生折射率的变化，甚至会形成反射损耗，使光纤的传输信号质量变差。此时，用OTDR光缆测试仪检测反射峰的方式查找光纤内部弯曲衰耗处或断裂点。 4、光纤接头施工熔接故障在光缆铺设过程中，经常会使用光纤熔接机将两段光纤熔为一条。由于是对光缆纤芯层的玻璃纤维进行熔接，所以在施工现场熔接过程中需要根据光缆的类型正确的使用熔接机，由于操作不符合施工规范以及施工环境的变化，容易使光纤纤维被上沾染污物，从而导致在熔接过程中混入杂质，造成整条链路的通信质量下降。 5、光纤核心线径不同光纤铺设经常使用多种活动连接的铺设方式，例如法兰连接，经常使用在建筑物里的计算机网络铺设中。活动连接一般损耗较低，但活动连接时光纤的端面或法兰的端面不清洁，核心光纤直径不同，接合不严，将会使接头损耗大大增加。通过OTDR 或双端功率进行测试，可以发现核心直径不匹配故障。需要注意的是，单模光纤和多模光纤除了核心光纤直径不同外，光的传输模式、波长和衰耗方式完全不同，所以不能混用。
图解常见光纤尾纤
图解常见尾纤型号 光纤这东西有时候挺烦人的，总结了常用的几种光纤接头。1. 上面这个图是LC到LC的，LC就是路由器常用的SFP，mini GBIC所插的线头。
2. FC转SC，FC一端插光纤步线架，SC一端就是catalyst也好，其他也好上面的GBIC所插线缆。
3. ST到FC，对于10Base-F连接来说，连接器通常是ST类型，另一端FC连的是光纤步线架。
Sc到Sc两头都是GBIC的
SC到LC，一头GBIC,另一头MINI-GBIC
各种光纤接口类型介绍 ! 各种光纤接口类型介绍 光纤接头 FC 圆型带螺纹(配线架上用的最多) ST 卡接式圆型 SC 卡接式方型(路由器交换机上用的最多) PC 微球面研磨抛光 APC 呈8度角并做微球面研磨抛光 MT-RJ 方型,一头双纤收发一体( 华为8850上有用) 光纤模块:一般都支持热插拔, GBIC Giga Bitrate Interface Converter, 使用的光纤接口多为SC或ST型 SFP 小型封装GBIC,使用的光纤为LC型 使用的光纤: 单模: L ,波长1310 单模长距LH 波长1310,1550 多模:SM 波长850 SX/LH表示可以使用单模或多模光纤 -------------------------------------------------------------------------------- 在表示尾纤接头的标注中，我们常能见到“FC/PC”，“SC/PC”等，其含义如下 “/”前面部分表示尾纤的连接器型号 “SC”接头是标准方型接头，采用工程塑料，具有耐高温，不容易氧化优点。传输设备侧光接口一般用SC接头 “LC”接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些。 “FC”接头是金属接头，一般在ODF侧采用，金属接头的可插拔次数比塑料要多。 在表示尾纤接头的标注中，我们常能见到“FC/PC”，“SC/PC”等，其含义如下 “/”前面部分表示尾纤的连接器型号 “SC”接头是标准方型接头，采用工程塑料，具有耐高温，不容易氧化优点。传输设备侧光接口一般用SC接头“LC”接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些。 “FC”接头是金属接头，一般在ODF侧采用，金属接头的可插拔次数比塑料要 连接器的品种信号较多，除了上面介绍的三种外，还有MTRJ、ST、MU等. “/”后面表明光纤接头截面工艺，即研磨方式。 “PC”在电信运营商的设备中应用得最为广泛，其接头截面是平的。 “SC”表示尾纤接头型号为SC接头，业界传输设备侧光接口一般用用SC接头，SC接头是工程塑料的，具有耐高温，不容易氧化优点； ODF侧光接口一般用FC接头，FC是金属接头，但ODF 不会有高温问题，同时金属接头的可插拔次数比塑料要多，维护ODF尾纤比光板尾纤要多。其它常见的接头型号为：ST、DIN 、FDDI。 “PC”表示光纤接头截面工艺，PC是最普遍的。在广电和早期的CATV中应用较多的是APC型号。尾纤头采用了带倾角的端面，斜度一般看不出来，可以改善电视信号的质量，主要原因是电视信号是模拟光调制，当接头耦合面是垂直的时候，反射光沿原路径返回。由于光纤折射率分布的不均匀会再度返回耦合面，此时虽然能量很小但由于模拟信号是无法彻底消除噪声的，所以相当于在原来的清晰信号上叠加了一个带时延的微弱信号。表现在画面上就是重影。尾纤头带倾角可使
光纤的分类 特性 优缺点 详解
光纤的分类特性优缺点详解 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。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。 多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或μm），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。传输距离较近，最多几公里。 我只是知道有单模和多模的，单模就是波长在1310NM上，多模就是850NM的，还有就是接口也不同，分LC ,SC ,FC，因本人专业知识有限,其他的是我在网上查找的！请参考！一，光纤的分类些特种光纤如晶体光纤并未列出 光纤是光导纤维（OF：Optical Fiber）的简称。但光通信系统中常常将Opti cal Fibe（光纤）又简化为Fiber，例如：光纤放大器（Fiber Amplifier）或光 纤干线（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
光纤连接示意图
光纤连接示意图 一、双纤SC光接口，必须采用SC的光跳线连接，左边光纤收发器光口的上面接口连接右边光纤收发器的下面光接口（一台光纤收发器的TX 应于另一台的RX连接），两台之间的连接是交叉的。 二、光纤收发器可以用于运营商和终端客户的光纤宽带，做为光猫使用。 三、光纤收发器可以用于以太局域网中，五类双绞线传输距离超过100米就无法稳定传输，光纤收发器可以无中继传输120公里，在局域网中可做为延长传输距离的设备来使用，可直接接入电脑的网卡、交换机、路由器使用（注：自适应的光纤收发器可以兼容本速率以下的设备，比如：10/100M的光纤收发器，可以直接接入100M的交换机，也可以接入10M的交换机，纯速率的光纤收发器只能使用在同速率的设备上，不然接入后是不通的
NET-LINK HTB-1100S是10/100M自适应快速以太网光纤收发器。它可以实现双绞线和光纤两种不同传输介质的转换，中继10/100Base-TX和100Base-FX两个不同网段，能满足远距离、高速、高带宽的快速以太网工作组用户的需要。 产品技术参数： 符合IEEE 802.3u 10/100Base-TX和100Base-FX以太网标准 提供一个SC型的单模光纤端口和一个RJ45端口 RJ45端口支持端口自动翻转（Auto MDI/MDIX）功能 RJ45端口10/100M速率、全/半双工模式自适应 双绞线最大传输距离100米，单模光纤最大传输距离20/40/60千米(视不同型号而定) 外置电源 兼容IEEE 802.3u 10Base-TX、100Base-TX和100Base-FX以太网标准 连接接口：一个SC型的光纤连接器和一个RJ45连接器 双绞线端口支持速率和全/半双工模式自动适应 支持Auto MDI/MDIX，无需进行电缆选择 光纤端口可以进行全/半双工模式选择 连接线缆类型： RJ45连接器：5类双绞线 SC光纤连接器：1300nm 62.5/125um，50/125um多模光纤，1300nm 9/125um多模光纤 双绞线最大传输距离100米，单模光纤最大传输距离20/40/60千米(视不同型号而定)
单模和多模光纤的特点
单模和多模光纤的特点和应用 一、光纤结构和类型 （一）光纤的结构 光纤是光导纤维的简称，是一种新的光波导，是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质。它由单根玻璃纤芯、紧靠纤芯的包层、一次涂覆层以及套塑保护层组成。（光纤呈圆柱形，由纤芯、包层和涂覆层三部分组成。） 纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高。 包在外围的覆盖层就像不透明的物质一样，防止了光线在穿插过程中从表面逸出。 1. 纤芯 位置: 位于光纤的中心部位， 直径：在4~50μm，单模光纤的纤芯直径为4~10μm ,多模光纤的纤芯直径为50μm。纤芯的成分：含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅（如二氧化锗，五氧化二磷）作用是适当提高纤芯对光的折射率，用于传输光信号。 2. 包层 位置: 位于纤芯的周围 直径：125μm 成分：是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。 掺杂剂（如三氧化二硼）的作用：适当降低包层对光的折射率，使之略低于纤芯的折射率，即纤芯的折射率大于包层的折射率（这是光纤结构的关键），它使得光信号封闭在纤芯中传输。 3. 光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。 一次涂覆层：一般使用丙烯酸醋、有机硅或硅橡胶材料； 缓冲层：一般为性能良好的填充油膏； 二次涂覆层：一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。 涂覆层的作用：是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤外径约2. 5 mm 。 4. 光纤最重要的两个传输特性 损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。 (l)光纤传输损耗：损耗是影响系统传输距离的重要因素之一，光纤自身的损耗主要有吸收损耗和散射损耗。 吸收损耗是因为光波在传输中有部分光能转化为热能； 散射损耗是因为材料的折射率不均匀或有缺陷、光纤表面畸变或粗糙造成的。 当然，在光纤通信系统中还存在非光纤自身原因的一些损耗，包括连接损耗、弯曲损耗和微弯损耗等。这些损耗的大小将直接影响光纤传输距离的长短和中继距离的选择。 (2)光纤传输色散：色散是光脉冲信号在光纤中传输，到达输出端时发生的时间上的展宽。产生的原因是光脉冲信号的不同频率成分、不同模式，在传输时因速度不同，到达终点所用的时间不同而引起的波形畸变。 色散结果：这种畸变使得通信质量下降，从而限制了通信容量和传输距离。 二、光纤通信的工作窗口 光纤损耗系数随着波长而变化，为获得低损耗特性，光纤通信选用波长范围在800 ~1800nm，
光纤模块基本知识
光纤模块基本知识 光纤模块基本知识 光纤模块只有短波（SX）、长波（LX）和超长波（ZX）之分，没有单模多模之分！只有光纤才分单模多模！ 短波光纤模块：发光口大，传输距离近 长波和超长波光纤模块：发光口小，传输距离远 多模光纤：纤芯直径大，传输距离近 单模光纤：纤芯直径小，传输距离远 短波模块-单模光纤-短波模块：不可行！因为短波模块的发光口大于单模光纤的纤芯直径，部分光信号无法进入光纤 长波模块-多模光纤-长波模块：一般可行，因为长波模块的发光口小于多模光纤的纤芯直径，所有光信号能够进入光纤。但传输距离受多模光纤限制，只有几百米，而且本人见过连通性不稳定甚至连不通的情况！ 长波模块-多模光纤-短波模块：不可行！两端波长必须相同！ 如果传输距离较远，必须选择长波模块-单模光纤-长波模块！ 光纤主要分为两类： 单模光纤(Single-mode Fiber)：一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为
蓝色；传输距离较长。 多模光纤(Multi-mode Fiber)：一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。 光纤使用注意！ 光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致，也就是说光纤的两端必须是相同波长的光模块，简单的区分方法是光模块的颜色要一致。 一般的情况下，短波光模块使用多模光纤（橙色的光纤），长波光模块使用单模光纤（黄色光纤），以保证数据传输的准确性。 光纤在使用中不要过度弯曲和绕环，这样会增加光在传输过程的衰减。光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。 单模多模 1. 光纤是如何工作的？ 通讯用光纤由外覆塑料保护层的细如毛发的玻璃丝组成。玻璃丝实质上由两部分组成：核心直径为9到62.5μm，外覆直径为125μm的低折射率的玻璃材料。虽然按所用的材料及不同的尺寸而分还有一些其它种类的光纤，但这里提到的是最常见的那几种。光在光纤的芯层部分以“全内反射”方式进行传输，也就是指光线进入光纤的一端后，在芯层和包层界
光纤跳线、尾纤、连接器、法兰盘、耦合器1
光纤主要分为两类： 按光在光纤中的传输模式可将光纤分为单模光纤和多模光纤两种。 单模光纤(Single-mode Fiber)：一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。 多模光纤(Multi-mode Fiber)：一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。 l 多模光纤(MMF，Multi Mode Fiber)，纤芯较粗，可传多种模式的光。但其模间色散较大，且随传输距离的增加模间色散情况会逐渐加重。多模光纤的传输距离还与其传输速率、芯径、模式带宽有关，具体关系请参见表1-2。 表1-2多模光纤规格表 光纤模式传输速率 （bit/s） 芯径 模式带宽 （MHz*km） 传输距离 多模光纤千兆 62.5/125μm-< 275 m 50/125μm-< 550 m 10G 62.5/125μm 160< 26 m 200< 33 m 50/125μm 400< 66 m 500< 100 m 2000< 300 m l 单模光纤(SMF，Single Mode Fiber)，纤芯较细，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯。 2.光纤直径 光纤直径一般采用纤芯直径/包层直径的表示方法，单位μm。例如：9/125μm表示光纤中心纤芯直径为9μm，光纤包层直径为125μm。 H3C低端系列以太网交换机推荐使用的光纤直径如下： l G.652常规单模光纤：9/125μm l 常规多模光纤：62.5/125μm l G.651多模光纤：50/125μm（多模VCSEL激光器选用） 1.2.6接口连接器类型 接口连接器用于连接可插拔模块及相应的传输媒质。H3C低端系列以太网交换机支持的光模块所采用的光纤连接器有两种：SC连接器和LC连接器。 1. SC连接器 SC（Subscriber Connector Standard Connector，标准光纤连接器），外观图如图1-1所示。
光纤传输的特点优势及传输原理
光纤传输的特点优势及传输原理 优点 光缆传输的实现与发展形成了它的几个优点。相对于铜线每秒1.54MHZ的速率 光纤网络的运行速率达到了每秒2.5GB。从带宽看，很大的优势是：光纤具有较大的信息容量，这意味着能够使用尺寸很小的电缆，将来就不用更新或增强传输光缆中信号。光纤电缆对诸如无线电、电机或其他相邻电缆的电磁噪声具有较大的阻抗，使其免于受电噪声的干扰。从长远维护角度来看，光缆最终的维护成本会非常低。光纤使用光脉冲沿光线路传输信息，以替代使用电脉冲沿电缆传输信息。在系统的一端是发射机，是信息到光纤线路的起始点。发射机接收到的已编码电子脉冲信息来自于铜线电缆，然后将信息处理并转换成等效的编码光脉冲。使用发光二极管或注入式激光器产生光脉冲，同时采用透镜，将光脉冲集中到光纤介质，使光脉冲沿线路在光纤介质中传输。由内部全反射原理可知，光脉冲很容易眼光纤线路运动，光纤内部全反射原理说明了当入射角超过临界值时，光就不能从玻璃中溢出；相反，光纤会反射回玻璃内。应用这一原理制作光纤的多芯电缆，使得与光脉冲形式沿光线路传输信息成为可能。光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点，所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。传输介质是决定传输损耗的重要因素，决定了传输信号所需中继的距离，光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点，光纤的频带可达到1．0GHz以上，一般图像的带宽只有8MHz，一个通道的图象用一芯光纤传输绰绰有余，在传输语音、控制信号或接点信号方面更为优势t光纤传输中的载波是光波，光波是频率极高的电磁波，远远比电波通讯中所使用的频率高，所以不受干扰。且光纤采用的玻璃材质，不导电，不会因断路、雷击等原因产生火花，因此安全性强，在易燃，易爆等场合特别适用。 组成部分 光源(又称光发送机)，传输介质、检测器(又称光接收机)。计算机网络之间的光纤传输中，光源和检测器的工作一般都是用光纤收发器完成的，光纤收发器简单的来说就是实现双绞线与光纤连接的设备，其作用是将双绞线所传输的信号转换成能够通过光纤传输的信号(光信号)。当然也是双向的，同样能将光纤传输的信号转换能够在双绞线中传输的信号，实现网络间的数据传输。在普通的视、音频、数据等传输过程中，光源和检测器的工作一般都是由光端机完成的，光端机就是将多个E1信号变成光信号并传输的设备，所谓E1是一种中继线路数据传输标准，我国和欧洲的标准速率为2．048Mbps，光端机的主要作用就是实现电一光、光一电的转换。由其转换信号分为模拟式光端机和数字式光端机。因此，光纤传输系统按传输信号可分为数字传输系统和模拟传输系统。模拟传输系统是把光强进行模拟调制，将输入信号变为传输信号的振幅(频率或相位)的连续变化。数字传输系统是把输入的信号变换成“1”，“O”脉冲信号，并以其作为传输信号，在接受端再还原成原来的信号。当然，随着光纤传输信号的不同所需要的设备有所不同。光纤作为传输介质，是光纤传输系统的重要因素。可按不同的方式进行分类：按照传输模式来划分：光线只沿光纤的内芯进行传输，只传输主模我们称之为单模光纤(Single—Mode)。有多个模式在光纤中传输，我们称这种光纤为多模光纤(Multi-Mode)。 按照纤芯直径来划分：缓变型多模光纤、缓变增强型多模光纤和缓变型单模光纤按照光纤芯的折射率分布来划分：阶跃型光纤(Step index fiber)，简称SIF；梯度型光纤(Graded index f iber)，简称GIF；环形光纤（r iv er f iber)；W 型光纤。 光缆：点对点光纤传输系统之间的连接通过光缆。光缆含1根光纤(称单纤)，有2根光纤(称双纤)，或者更多。 单、多模光纤传输设备的原理 光纤传输设备传输方式可简单的分成：多模光纤传输设备和单模光纤传输设备。
史上最详细的光纤模式推导
史上最详细的光纤中的模式推导 前言 如果你是因为“史上最详细”这几个字来看这篇文章的，那可能会让您失望了，因为我只是想给我的文章起个霸气的名字，博取眼球。但倘若你不是特别忙的话，不妨读一读，也许会有收获。 波动光学-光纤波导模式理论推导 研究光学通常有两种方法——几何光学和波动光学，几何光学比较简单，画几根线，代几个公式，最复杂的可能解一个程函方程也能解决。相比而言，波动光学则比较复杂，里面涉及到数学和电磁学的东西比较多。本人的研究方向是光网络通信，因而本着实用主义的原则剖析整个光波导模式的推导过程。 如下图所示，这是光波导模式理论的推导逻辑。整个波动光学都是基于Maxwell方程组的，因而Maxwell方程也是此次推导的源头，由Maxwell方程组可推导出波动方程，结合边界条件可以求得场解的一般形式，然后再结合边界条件可以求得特征方程，解特征方程得传播常数，最后便可得到模场分布。过程有些许复杂，容我一一道来，以下推导以电场分量为例。 Maxwell方程组简化 先让我们花三秒钟一起膜拜一下Maxwell方程组： (1) 由于光纤是无源介质，不存在自由电荷和传导电流，即，于是，Maxwell方程组可以简化成如下形式： (2) 波动方程推导 明白推导的可以直接跳过，波动方程可直接由(2)式得到，对两边取旋度得
旋度和偏微分可以交换顺序（二者作用的对象不同，旋度针对空间坐标，而偏微分针对时间）： (3) D和E、H和B之间满足物质方程： 光纤是无磁介质，因而，P为感应电极化强度，不考虑非线性因素，通常可以简化为： (5)式代入(3)式得： 又因为 其中（无源），因而 最后，得到波动方程： 亥姆赫兹方程推导 得到波动方程的过程我们通常称为电磁分离，也就是说把原本错综复杂的电磁关系变成了电场和磁场的单独关系。但是波动方程依旧很复杂，因为其场量既包括时间分量也包括空间分量，好在我们通常研究的是单色波，具有时谐电磁场的性质，因而，可以进一步进行时空分离，得到亥姆赫兹方程，需要指出的是，亥姆赫兹方程只是波动方程的一个特例。 假设 代入(8)式（简单的求导，不赘述），得： 通常令，k称为波数，最终得到亥姆赫兹方程：
光纤传输原理
光纤，不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且
： 综合布线系统中使用的光纤为玻璃多模850nm波长的 其纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成。内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率高。由物理学可知，在两种介质的界面上，当光从折射率高的一侧射入折射率高的一侧时，只要入射角度大于一个临界值，就会发生反射现象，能量将不受损失。这时包在外围的覆盖层就象不透明的物质一样，防止了光线在穿插过程中从表面逸出。只有那些初始入射角偏小的光线才有折射发生，并且在很短距离内就被外层物质吸收干净。
4、光纤传输的特点优势及传输原理 光缆传输的实现与发展形成了它的几个优点。相对于铜线每秒1.54MHZ的速率 光纤网络的运行速率达到了每秒2.5GB。从带宽看，很大的优势是：光纤具有较大的信息容量，这意味着能够使用尺寸很小的电缆，将来就不用更新或增强传输光缆中信号。光纤电缆对诸如无线电、电机或其他相邻电缆的电磁噪声具有较大的阻抗，使其免于受电噪声的干扰。从长远维护角度来看，光缆最终的维护成本会非常低。光纤使用光脉冲沿光线路传输信息，以替代使用电脉冲沿电缆传输信息。在系统的一端是发射机，是信息到光纤线路的起始点。发射机接收到的已编码电子脉冲信息来自于铜线电缆，然后将信息处理并转换成等效的编码光脉冲。使用发光二极管或注入式激光器产生光脉冲，同时采用透镜，将光脉冲集中到光纤介质，使光脉冲沿线路在光纤介质中传输。由内部全反射原理可知，光脉冲很容易眼光纤线路运动，光纤内部全反射原理说明了当入射角超过临界值时，光就不能从玻璃中溢出；相反，光纤会反射回玻璃内。应用这一原理制作光纤的多芯电缆，使得与光脉冲形式沿光线路传输信息成为可能。光纤传输具有衰减小、频带宽、抗干扰性强、安全性能高、体积小、重量轻等优点，所以在长距离传输和特殊环境等方面具有无法比拟的优势。传输介质是决定传输损耗的重要因素，决定了传输信号所需中继的距离，光纤作为光信号的传输介质具有低损耗的特点，光纤的频带可达到1．0GHz以上，一般图像的带宽只有8MHz，一个通道的图象用一芯光纤传输绰绰有余，在传输语音、控制信号或接点信号方面更为优势t光纤传输中的载波是光波，光波是频率极高的电磁波，远远比电波通讯中所使用的频率高，所以不受干扰。且光纤采用的玻璃材质，不导电，不会因断路、雷击等原因产生火花，因此安全性强，在易燃，易爆等场合特别适用。
光纤适配器的插入损耗与光纤熔接示意图
光纤适配器的插入损耗 在光纤通信系统中，除了光纤本身的插入损耗，还有其他的环节，例如：光纤熔接、不同的光纤适配器造成的损耗是不同的。在这里爱达讯工程师陪您一起探讨适配器造成的插入损耗。 在光纤通信系统中，为了实现不同的设备和系统之间灵活连接的需要，必须有一种能在光纤与光纤之间进行活动连接的器件，使光信号能按所需的通道进行传输，能实现这种功能的器件就叫适配器。光纤适配器就是把光纤的两个端面精密对接起来，使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小，这是光纤适配器的基本要求。在一定程度上，光纤适配器也影响了光传输系统的可靠性和各项性能。 光纤适配器是光纤系统中使用量最大的光无源器件。对适配器的要求主要是插入损耗小、反射损耗高、重复插拔性好、环境稳定和机械性能好等。由于光纤适配器也是一种损耗性产品，所以还要求其价格低廉。其典型应用包括通信、局域网（LAN）、光纤到户（FTTH）、高质量视频传输、光纤传感、测试仪器仪表、CATV等。 光纤适配器按传输媒介的不同可分为常见的单模、多模适配器；按连接头结构型式可分为：FC、SC、ST、LC、MTRJ、DIN、MU、MT等等各种型式；按光纤端面形状分有FC、PC（包括SPC或UPC）和APC型；按光纤芯数分还有单工（单芯）、双工（双芯）型光纤适配器之分。 保证对接的两根光纤纤芯接触时成一直线是确保适配器优良的连接质量的关键，它主要取决于光纤本身的物理性能和适配器插针的制造
精度，以及适配器的装配加工精度。同时，光纤的光学性能指标和插针端面的抛光质量对于适配器的光学性能和使用可靠性也有着直接的影响。 插入损耗是指接续的适配器给系统造成的光功率衰减（即光适配器输出功率相对于输入功率的相对减少量）。插入损耗主要由相接续的两根光纤之间的偏离所造成的。如果两根光纤排成一直线，偏离为零，则造成的插入损耗最小。但在适配器的实际对接过程中，这是不大可能实现的，因为纤芯与光纤包层的不同芯、光纤包层与插针内孔的不同心以及插针内孔与外径的同心度误差等，都会引起光纤间的横向偏离。光纤接头中的纵向间隙和端面质量也是引起插入损耗的因素之一。近年来普遍采用的UPC插头接触方式，则较好地解决了纵向间隙问题。按此方式，插针和光纤端面经球面抛光处理，使得相对接的两插针在外力的作用下啮合在一起，使啮合光纤的顶点变形并展平，形成光纤充分对接，减小光纤接头中的纵向间隙。 工程师认为产生插入损耗的机理有以下7个方面: 1．纤芯（或模场）尺寸失配 2．数值孔径失配 3．折射率分布失配 4．端面间隙 5．轴线倾角
光纤中LP11模式的变化
光纤中LP11模式的变化 对于普通的线偏振光、圆偏振光和椭圆偏振光，可以用Stokes参量来表示： , , 其满足： 所以，Stokes参量构成了笛卡尔空间的一个球面，这个球面上任意一点都表示一种偏振态，这个球就是庞加莱球（图1.a）。但是庞加莱球无法表示非均匀偏振态，比如LP11模式的偏振。为了解决这个问题，文献[1]中将一阶模式分解为左旋的拉盖尔-高斯模式（）和右旋的拉盖尔-高斯模式（）的叠加，并类似于Stokes参量，定义了3个新的参数 并且这3个参数满足 由此这3个参数可以构成一个球，称为一阶模式的庞加莱球（图1.b）。
图1 (a)庞加莱球；(b)一阶模式的庞加莱球 文献[2]将模式和模式作为基矢来表示所有的模式，模式和模式可用类Jones矩阵表示为： |>=, |>=, 其余的模式可表示为： E=A|>+B|>= A,B分别是|>、|>的归一化强度（）,是两个模式间的相位差。图2表示一阶模式的庞加莱球的球面上每一个点对应的模式分布。 图2. (a) 一阶模式的庞加莱球;(b)不同点对应的模式分布 在光纤中，光束通过一段长L的存在双折射的光纤的传输Jonse矩阵为： 其中，表示分别沿着快轴和慢轴的两个相互正交的模式的相位差；表示
模式与慢轴的夹角，所以输出光束的Jones矩阵为 |Output>=H*|Input> 图3表示不同的入射角度（）下，标准的模式在一阶模式的庞加莱球上随的变化的轨迹，图4是模拟结果。 图3 图4
这说明模式可以通过改变入射角度和双折射的相位差来实现任意两个一阶模式之间的转化。特别地，可以从任意模场分布为两瓣的模式转化为环形分布的模式。 附录： 模式和模式与LP11中四个简并模间的关系： 反过来，也可以由模式和模式合成TE01，TM01和HE21模式。 参考文献： [1] M. J. Padgett and J. Courtial, “Poincaré-sphere equivalent for light beams containing orbital angular momentum,” Opt. Lett., vol. 24, no. 7, p. 430, 1999. [2] Y. Li, X. Zeng, Q. Mo, W. Li, Z. Liu, and J. Wu, “Mode evolution in polarization maintain few mode fibers and applications in mode-division-multiplexing systems,” no. October 2016, p. 100190N, 2016.
光纤跳线基础知识
光纤跳线是指光纤两端都装上连接器插头，用来实现光路活动连接（一端装有插头的称为尾纤）。光纤跳线用于长途及本地光传输网络、数据传输及专用网络，以及各种测试和自控系统。光纤跳线是通过精密设备经过多道工序精磨而成的，具有插入损耗低、回波损耗高、重复性好等优点，可广泛应用于各种光纤器件和各种光纤通信系统中。 光纤跳线的种类有很多，根据连接器形状可分为：FC、SC、ST、LC、MT-RJ、MU等；根据连接器插头从插针体的类型可分为：PC、UPC、APC等；根据光纤种类可分为单模、50/125多模、62.5/125多模、保偏等；根据光纤直径可分为：900μm、2mm、3mm等。在根据连接器形状划分中，单模光纤可使用的连接器类型有FC，SC，ST，FDDI，SNA，LC，MT-RJ等，多模光纤可使用的连接器类型有FC，SC，ST，FDDI，SMA，LC，MT-RJ，MU 及VF45等。单模跳线包括SC/PC，SC/APC，FC/PC，FC/APC，ST/PC，LC/PC， LC/APC，MU/PC、MU/APC、MT-RJ；多模跳线包括：SC/PC，FC/PC，ST/PC，LC/PC，MU/PC，MT- RJ。光纤跳线所用光纤一般为G.652光纤，直径一般为Φ3mm，长度一般为 5~100m，插入损耗一般小于0.1dB；反射损耗一般要大于45dB。 下面我们简单介绍根据光纤连接器形状常使用的FC，SC，ST，LC，MT-RJ和MU 6种光纤跳线。注意，光纤跳线的两端连接器插头根据使用情况可以是不相同，如我们常使用的FC/APC-LC/APC，就是一项连接ODF，另一端连接设备的光纤跳线。 1、FC-FC光纤跳线：FC (Ferrule Connector，意为金属连接件)光纤连接器通常是圆形的金属套，紧固方式为螺纹式，主要应用于配线架上。最早，FC类型的连接器，采用的陶瓷插针的对接端面是平面接触方式。此类连接器结构简单，操作方便，制作容易，但光纤端面对微尘较为敏感，且容易产生菲涅尔反射，提高回波损耗性能较为困难。后来，对该类型连接器作了改进，采用对接端面呈球面的插针，连接器一般是圆形带螺纹的，而外部结构没有改变，使得插入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。如图1所示的就是一条两端都带FC连接器接头的FC-FC光纤跳线。 图1：FC-FC光纤跳线示例
光纤传输的特点
光传输的特点 随着通信技术的不断进步，信号的传输媒介已逐渐从原来的同轴电缆转变为光纤。目前，我部门负责范围内电视信号的传输采用光纤与同轴电缆相结合的方式，近年也在有计划地对原有同轴传输系统进行光信号的传输改造和升级，努力优化完善老旧系统，保证电视信号传输的质量与稳定。 一、什么是光传输 光传输是在发送方和接收方之间以光信号形态进行传输的技术。光传输电视信号的工作过程是在光发射机、光纤和光接收机三者之间进行的。在前端机房的光发射机把输入的模拟电视信号变换成光信号，并由光纤进行信号的传输，导向光接收机进行信号的接收。光接收机把从光纤中获取的光信号转换还原成电信号。因此，光传输信号的原理就是电/光和光/电变换的全过程。
二、光传输的特点 光传输信号有以下特点： 1、通信容量大：光传输依靠传递光脉冲来进行通信，由于可见光的频率非常高，因此，光纤网络的运行速率达到了每秒2.5GB。 2、传输距离长：光传输依靠光纤作为传输介质，光纤的衰减极小，抗干扰性强、无论在光纤周围盘绕着多么复杂的强电，传输速度始终保持一致。这使得光信号可传输的距离更长。 3、保密性能好：首先光传输不同于无线电信号，它是在密封的玻璃纤维中传输的，因此不容易被截获，无线电信号很容易在空中被第三方拦截。其次，光纤通信采用特定的数字编码方式传输，不同于同轴电缆等模拟量的传送，因此也更安全。 4、适应能力强：光传输使用的光纤不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀，抗扰性强。 5、体积小、重量轻、便于施工和维护：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。 6、原材料来源丰富，潜在的价格低廉：制造光纤的最基本原材 料是二氧化硅即砂子， 其潜在价格是十分低廉的。
光纤模式
光纤的模式是能在光纤中传输的光，每一个模式是满足亥姆霍兹方程的一个解 单模光纤只能传输一种光，就是平行于轴线的光，而多模光纤则可以传输多种波长的光，根据波长不同，数值孔径不同，等等跟你说的一样，不同的模式就是传输的路径不同，比如下图： 光纤是一种将讯息从一端传送到另一端的媒介.是一条玻璃或塑胶纤维,作为让讯息通过的 传输媒介。 通常「光纤」与「光缆」两个名词会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为「光缆」.光纤外层的保护结构可防止周遭环境对光纤的伤害,如水,火,电击等.光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中，芯的直径是15μm~50μm，大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。光纤通信，是指将要传送的语音、图像和数据信号等调制在光载波上，以光纤作为传输媒介的通信方式 1.本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。 2.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。 3.挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。 4.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。 5.不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。 6.对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。 7.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。 8.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。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。 9.常规型光纤：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300μm。 10.色散位移型光纤：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300μm 和1550μm。 11.突变型光纤：光纤中心芯到玻璃包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。 12.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。
光纤特性及传输试验
光纤特性及传输实验 在现代通信技术中，为了避免信号互相干扰，提高通信质量与通信容量，通常用信号对载波进行调制，用载波传输信号，在接收端再将需要的信号解调还原出来。不管用什么方式调制，调制后的载波要占用一定的频带宽度，如音频信号要占用几千赫兹的带宽，模拟电视信号要占用8兆赫兹的带宽。载波的频率间隔若小于信号带宽，则不同信号间要互相干扰。能够用作无线电通信的频率资源非常有限，国际国内都对通信频率进行统一规划和管理，仍难以满足日益增长的信息需求。通信容量与所用载波频率成正比，与波长成反比，目前微波波长能做到厘米量级，在开发应用毫米波和亚毫米波时遇到了困难。光波波长比微波短得多，用光波作载波，其潜在的通信容量是微波通信无法比拟的，光纤通信就是用光波作载波，用光纤传输光信号的通信方式。 与用电缆传输电信号相比，光纤通信具有通信容量大、传输距离长、价格低廉、重量轻、易敷设、抗干扰、保密性好等优点，已成为固定通信网的主要传输技术，帮助我们的社会成功发展至信息社会。 实验目的 1.了解光纤通信的原理及基本特性。 2.测量半导体激光器的伏安特性，电光转换特性。 3.测量光电二极管的伏安特性。 4.基带（幅度）调制传输实验。 5.频率调制传输实验。 6.音频信号传输实验。 7.数字信号传输实验。 实验原理 1.光纤 光纤是由纤芯、包层、防护层组成的同心圆柱体，横Array截面如图1所示。纤芯与包层材料大多为高纯度的石英玻 璃，通过掺杂使纤芯折射率大于包层折射率，形成一种光 波导效应，使大部分的光被束缚在纤芯中传输。若纤芯的 折射率分布是均匀的，在纤芯与包层的界面处折射率突变， 称为阶跃型光纤；若纤芯从中心的高折射率逐渐变到边缘 与包层折射率一致，称为渐变型光纤。若纤芯直径小于 10μm，只有一种模式的光波能在光纤中传播，称为单模光纤。若纤芯直径50μm左右，有多个模式的光波能在光纤中传播，称为多模光纤。防护层由缓冲涂层、加强材料涂覆层及套塑层组成。通常将若干根光纤与其它保护材料组合起来构成光缆，便于工程上敷设和使用。 光纤与光纤之间固定连接时，用光纤熔接机进行熔接。光纤与光纤之间可拆卸（活动）连接，使用光纤连接器。光纤连接器把光纤的两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光能量能最大限度地耦合到接收光纤中去。各种光纤连接器结构大同小异，比较常见的有FC、SC、LC、ST等。一端装有连接器插头的光纤称为尾纤，两端都装上连接器插头的光纤称为光纤跳线。 光在光纤中传输时，由于材料的散射、吸收，使光信号衰减，当信号衰减到一定程度时，就必 需对信号进行整形放大处理，再进行传输，才能保证信号在传输过程中不失真，这段传输的距离叫
光纤通信技术习题与答案(1、2)
光纤通信概论 一、单项选择题 1.光纤通信指的是： A 以电波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； B 以光波作载波、以光纤为传输媒介的通信方式； C 以光波作载波、以电缆为传输媒介的通信方式； D 以激光作载波、以导线为传输媒介的通信方式。 2 光纤通信所使用的波段位于电磁波谱中的： A 近红外区 B 可见光区 C 远红外区 D 近紫外区 3 目前光纤通信所用光波的波长围是： A 0.4～2.0 B 0.4～1.8 C 0.4～1.5 D 0.8～1.6 4 目前光纤通信所用光波的波长有三个，它们是： A 0.85、1.20、1.80 ； B 0.80、1.51、1.80 ； C 0.85、1.31、1.55 ； D 0.80、1.20、1.70。 6 下面说确的是： A 光纤的传输频带极宽，通信容量很大； B 光纤的尺寸很小，所以通信容量不大； C 为了提高光纤的通信容量，应加大光纤的尺寸； D 由于光纤的芯径很细，所以无中继传输距离短。 二、简述题
1、什么是光纤通信？ 2、光纤的主要作用是什么？ 3、与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信有何优点？ 4、光纤通信所用光波的波长围是多少？ 5、光纤通信中常用的三个低损耗窗口的中心波长分别是多少？ 光纤传输特性测量 一、单项选择题 1 光纤的损耗和色散属于： A 光纤的结构特性； B 光纤的传输特性； C 光纤的光学特性； D 光纤的模式特性。 2 光纤的衰减指的是： A 由于群速度不同而引起光纤中光功率的减少； B 由于工作波长不同而引起光纤中光功率的减少； C光信号沿光纤传输时，光功率的损耗； D 由于光纤材料的固有吸收而引起光纤中光功率的减少。 3 光纤的色散指的是： A 光纤的材料色散； B光在光纤中传播时，不同波长光的群时延不一样所表现出来的一种物理现象； C 光纤的模式色散；
常用光纤特性介绍
目录 1．光纤的基本知识 (2) 1．1单模光纤和多模光纤 (2) 1．2 光纤应用频率使用概况 (2) 1．3 常用单模光纤类型及特点 (3) 2．光纤传输特性 (4) 2．1 光纤损耗 (4) 2．2 色散 (5) 2．3 光纤的非线性效应 (7) 3．新的光纤类型 (8)
1．光纤的基本知识 本节简要介绍光纤的基本知识。1．1单模光纤和多模光纤
1．G.652（普通单模光纤） 也称为色散非位移单模光纤，可以应用于1310nm波长和1550nm波长窗口的区域。在1310nm窗口区域有近似于零的色散，在1550nm窗口损耗最低，但是具有17ps/km?nm的色散值。 当G.652光纤应用于1310nm窗口时，仅适用于SDH系统；当G.652光纤应用于1550nm窗口时，适用于SDH系统和DWDM系统，如果单通道速率大于2.5Gbit/s，需要进行色散补偿。 2．G.653（色散位移单模光纤）
该类型光纤在1550nm窗口同时获得最低损耗和最小色散值。因此，主要 运用于1550nm窗口。 适用于高速、长距的单波长通信系统。但是采用DWDM技术时，在零色 散波长区将出现严重的四波混频非线性问题，导致复用信道光信号能量的 衰减以及信道串扰。 3．G.655（非零色散位移单模光纤） 该类型光纤在1550nm窗口的光纤色散的绝对值不为零并处于某个范围 内，保证该窗口处具有最低损耗和较小的色散值。 适用于高速、长距的光通信系统。同时，由于非零色散值抑制了非线性四 波混频对DWDM系统的影响，因此，该类型光纤主要用于DWDM系统。2．光纤传输特性 2．1 光纤损耗 功率传输损耗是光纤最基本和最重要的参数之一。由于光纤损耗的存在，光纤中传输的光功率将随传输距离的增加按指数衰减。 1．光纤损耗的产生以及低损窗口 光纤损耗主要包括两个方面： （1）来自光纤本身的损耗，包括光纤材料本身的固有吸收损耗、材料中的杂质 吸收损耗（尤其是残留在光纤内的OH-成分导致的损耗）、瑞利散射损耗 以及由于光纤结构不完善引起的散射损耗。 （2）由于光纤经过集束制成光缆，在各种环境下进行光缆敷设、光纤接续以及 作为系统的耦合与连接等引起的光纤附加损耗。包括光纤/光缆的弯曲损 耗、微弯损耗、光纤线路中的连接损耗、光器件之间的耦合损耗等。 光纤的衰减谱如图1-1所示。窗口I的平均损耗值为2dB/km，窗口II的 平均损耗值为0.3dB/km~0.4dB/km，窗口III的平均损耗值为 0.19dB/km~0.25dB/km，窗口V的1380nm处存在OH-吸收峰。 2．常见单模光纤的线路损耗如表2-所示。 表2-1 单模光纤损耗值