光纤分类
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）。
光纤的分类
光纤的分类（按光纤的组成材料分）按光纤的组成材料可分为：石英玻璃光纤（主要材料为SiO2）、复合光纤（主要材料为SiO2、Na2O和CaO等氧化物）、硅酸盐光纤、氟化物光纤、塑包光纤、全塑光纤、液芯光纤、测光光纤、尾光光纤、工业光纤等。
光通信中主要用石英光纤，以后所说的光纤也主要是指石英光纤。
1、石英玻璃光纤石英玻璃光纤是一种以高折射率的纯石英玻璃（SiO2）材料为芯，以低折射率的有机或无机材料为包皮的光学纤维。
由于石英玻璃光纤传输波长范围宽（从近紫外到近红外，波长从0.38～2.0μm），所以石英玻璃光纤适用于紫外到红外各波长信号及能量的传输。
另外，石英玻璃光纤数值孔径大、光纤芯径大、机械强度高、弯曲性能好和很容易与光源耦合等优点，故在传感、光谱分析、过程控制及激光传输、激光医疗、测量技术、刑侦，信息传输和照明等领域的应用极为广泛。
尤其是在工业和医学等领域的激光传输中得到了广泛的应用，这是其他种类的光纤无法比拟的。
2、复合光纤复合光纤（Compound Fiber）是在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。
其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。
3、氟化物光纤氟化物光纤（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）。
它主要工作在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，如其理论上的最低损耗在3pm波长时可达3～10dB/km，而石英光纤在1.55pm时却在0.15～0.16dB/km之间。
4、塑包光纤塑包光纤（Plastic Clad Fiber）是用高纯度的石英玻璃制作成纤芯，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。
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
光纤的分类有哪些
光纤的分类有哪些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。
传输原理是‘光的全反射’。
光纤正处在新产品的不断涌现的发展时期，种类不断增多，而且千变万化。
近年来用于传感器的特殊光纤发展尤迅速。
目前一般分类方法如下：一、按制作材料分：1、高纯度石英玻璃光纤。
这种材料损耗低，在波长时，最低达0。
47db/km。
用锗硅材料作芯子，硼硅材料作包层的多模光纤，损耗最低为0.5db/km和类似的损耗-波谱曲线。
采用三元化合材料，可能获得最好的损耗-波谱曲线。
2、多组分玻璃光纤。
通常用更常规的玻璃制成，损耗也很低，如Sodium-borosilica-te 玻璃光纤在l=0.84微米最低损耗为3.4db/km。
3、塑料光纤。
它与石英光纤相比具有重量轻，成本低，柔软性好，加工方便等特点，但损耗在r=0.63微米到100-200db/km。
二、按传输模分：1、单模光纤。
单模光纤纤芯直径仅几个厘米，加包层和涂敷层后也仅几十个微米到125微米。
纤芯直径接近波长。
2、多模光纤。
多模光纤纤芯直径有50微米，加包层和涂敷层有50微米。
纤芯直径远远大于波长。
根据光纤的折射率沿径向分布函数不同又进一步分为多模阶跃光纤，单模阶跃光纤和多模梯度光纤三、按用途分：1、通信光纤。
2、非通信光纤----特殊光纤。
有低双折射光纤，高双折射光纤，涂层光纤，液芯光纤，激光光纤和红外光纤等。
四、按制作方法分：1、化学气相沉积法（CVD）或改进化学气相沉积法（MCVD）。
用来制作高纯度石英玻璃光纤。
2、双坩埚法或三坩埚法。
用来制作多组分玻璃光纤。
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
光纤按传输光的波长分类
光纤按传输光的波长分类
光纤通常按照传输光的波长进行分类，常见的主要分类有以下几种：
1. 单模光纤（Single-mode Fiber，SMF）：单模光纤只能传输单一波长的光信号。
它具有较小的模场直径，可以有效地抑制多模色散和信号间的互相干扰，适用于长距离和高速传输。
2. 多模光纤（Multimode Fiber，MMF）：多模光纤可以传输多个模式的光信号，适用于短距离传输。
多模光纤的模场直径较大，容易产生色散，限制了其传输速率和距离。
3. 特殊光纤：除了单模和多模光纤外，还有一些特殊的光纤类型，根据需要具备特定的光学性能。
例如，分散补偿光纤（Dispersion Compensating Fiber，DCF）可以用于抵消其他光纤中产生的色散效应，而增益光纤（Gain Fiber）可以在纤芯中实现激光放大。
4. 其他波长分类：根据具体应用的需要，光纤还可以按照传输的波长范围进行分类。
例如，近红外光纤适用于用于医疗、光学通信和传感等领域；长波红外光纤适用于红外成像、光谱分析和热敏传感等领域。
光纤的定义和分类
光纤的定义和分类光纤是一种用于传输光信号的细长柔软的材料。
它由一根或多根玻璃或塑料纤维组成，每根纤维都可以传输多个光信号。
光纤的分类主要根据其结构和用途进行。
一、光纤的定义光纤是一种采用光传输技术的通信线路，它利用光的全反射原理将光信号从发送端传输到接收端。
光纤的核心部分由高折射率的材料构成，外部由低折射率的材料包覆。
光信号在光纤中以光的形式传输，通过光的折射和反射来实现信号的传输。
二、光纤的分类根据光纤的结构和用途，光纤可以分为多种类型，主要包括：1. 单模光纤单模光纤的纤芯直径较小，光信号传播时只有一种传播模式，即只允许一束光线沿着光轴传播。
单模光纤主要用于长距离通信和高速数据传输，具有较低的传输损耗和较高的带宽。
2. 多模光纤多模光纤的纤芯直径较大，光信号传播时可以有多种传播模式，即可以同时传输多束光线。
多模光纤主要用于短距离通信和低速数据传输，具有较高的传输损耗和较低的带宽。
3. 双包层光纤双包层光纤在单模光纤的基础上增加了一层包层，可以减少光信号与外界的干扰。
双包层光纤主要用于特殊环境下的通信，如海底通信和高温环境下的通信。
4. 光纤光栅光纤光栅是在光纤中制造一定的折射率变化，用于光信号的调制和滤波。
光纤光栅主要用于光纤传感、光谱分析和光纤通信等领域。
5. 光纤传感器光纤传感器是利用光纤的特性来测量物理量或化学量的变化。
光纤传感器主要用于温度、压力、应变、湿度等参数的监测和测量。
光纤作为一种先进的通信传输介质，具有很多优点。
首先，光纤传输速度快，传输带宽大，可以满足高速大容量的数据传输需求。
其次，光纤具有较低的传输损耗，可以实现长距离的通信传输。
再次，光纤具有良好的抗干扰性能，可以在电磁干扰较强的环境下稳定工作。
此外，光纤还具有体积小、重量轻、不易受到外界影响等优点。
总结起来，光纤是一种用于传输光信号的通信线路，可以根据其结构和用途进行分类。
不同类型的光纤适用于不同的通信需求，如单模光纤适用于长距离通信，多模光纤适用于短距离通信。
光纤的结构及分类
光纤的结构及分类光纤是一种能够将光信号传输的特殊材料，它以其高带宽、低损耗和抗干扰能力强等优势，被广泛应用于通信、医疗、军事等领域。
光纤的结构和分类对于其应用的效果和性能起着重要作用。
一、光纤的结构光纤的基本结构包括纤芯、包层和包护层三部分。
纤芯是光信号传输的核心部分，它由高折射率材料制成，光信号在纤芯中传输。
包层是纤芯的外层，由低折射率材料构成，起到引导光信号的作用。
包护层是光纤的最外层，由塑料或聚合物材料制成，主要用于保护纤芯和包层，防止光信号的损耗和干扰。
二、光纤的分类根据光纤的传输模式不同，可以将光纤分为单模光纤和多模光纤两大类。
1. 单模光纤单模光纤的纤芯直径较小，通常为8-10微米，纤芯和包层的折射率差异较大。
由于纤芯较小，光线在光纤中传播时只有一条径路，因此称为单模光纤。
单模光纤的传输损耗较小，能够传输更远距离的信号，具有高带宽和高传输速率的特点。
单模光纤主要应用于长距离通信和高速数据传输领域。
2. 多模光纤多模光纤的纤芯直径较大，通常为50-100微米，纤芯和包层的折射率差异较小。
由于纤芯较大，光线在光纤中传播时会有多条径路，因此称为多模光纤。
多模光纤的传输损耗较大，传输距离较短，传输速率较低。
多模光纤主要应用于局域网、视频监控和短距离通信等领域。
除了按照传输模式分类，光纤还可以根据使用环境不同进行分类。
1. 室内光纤室内光纤是指用于建筑物内部的光纤，主要用于局域网、数据中心和室内通信等场合。
室内光纤采用低烟无卤材料制造，具有阻燃、低毒、低烟的特点。
室内光纤通常外层为白色或黄色，易于识别和安装。
2. 室外光纤室外光纤是指用于户外环境的光纤，主要用于长距离通信和城域网等场合。
室外光纤采用特殊的护套材料，具有良好的抗拉强度和耐候性。
室外光纤通常外层为黑色，能够抵御紫外线和恶劣天气的影响。
总结：光纤作为一种重要的信息传输介质，在现代通信领域起着不可替代的作用。
光纤的结构和分类对于其传输性能和应用场景有着重要影响。
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1 根据芯数选择不同型号的光缆光缆的结构可分为中心束管式、层绞式、骨架式和带状式等几种，不同的用途结构又不相同，用户可以根据线路情况提出相应要求。
一般12芯以下的采用中心束管式，中
心束管式工艺简单成本低（比层绞式光缆的价格便宜15％左右），在农村架空敷设支干线网络中具有竞争力；层绞式光缆采用中心放置钢绞线或单根钢丝加强，采用SZ续合成缆，成缆纤数可达144芯。
它的最大优点是易于分叉，即光缆部分光纤需分别使用时，不必将整个光缆开断，只需将需分叉的光纤开断即可，这对于有线电视网络沿途增设光节点是有利的；带状光缆的芯数可以做到上千芯，它是将4～12芯光纤排列成行，构成带状光纤单元，再将多个带状单元按一定方式排列成缆，我们县级一般选用束管式和层续式两种即可。
2按照用途选购相应的光缆根据用途的不同，光缆可分架空光缆、直埋光缆、管道光缆、海底光缆和无金属光缆等。
架空光缆要求强度高、温差系数小；直埋式光缆要求抗埋、抗压、防潮、防湿度特性好、耐化学侵蚀；管道光缆和海底光缆则要耐水压、耐张力、防水特性好；无金属光缆可以和高压线一起架设，绝缘要好，虽然没有铁体加强芯，但也要有一定的抗拉能力。
因此，在选购光缆时，用户要根据光缆的用途选择，并对厂家提出要求，确保光缆使用稳定、可靠。
3要了解考察厂家光缆使用的材料及生产工艺光缆材料选用是关系到光缆使用寿命的关键。
而制造工艺是影响光缆质量的重要环节，工艺稳定、质量优良的产品在光缆生产的全过程中基本上未列入光纤附加损耗，≤ 0.01dB／km是衡量厂家光缆制造工艺水平的基本数据。
光缆的主要用料有：纤芯、光纤油膏、护套材料、PBT（聚对笨二甲酸丁二醇酯），它们均有不同的质量要求，纤芯要求有较大的功充能力，较高的信噪比、较低比特误码率、较长放大器间距、较高的信息运载能力，要求1310nm平均损耗＜0.34d B/km，1550mn 平均损耗＜0.2dB／km，所以应选进口优质纤芯，目前进口优质纤芯有美国康宁，英国英康，德国西康等；光纤油膏是指在光纤束管中填充的油膏，其作用一是防止空气中的潮气侵蚀光纤，二是对光纤起衬垫作用，缓冲光纤受振动或冲击影响。
油膏有严格的质量要求，强调超低的析氢量，保证光缆低温特性良好，防止“氢损”导致光缆严重损坏。
所以也应选用进口的，目前光纤油膏在世界较为优质的有：日本SYNCOFX405、美国400N系列等；护套材料对光缆长期可靠性具有相当重要作用，是决定光缆拉伸、压扁、弯曲特性、温度特性、耐自然老化（温度、照射、化学腐蚀）特性，以及光缆的疲劳特性的关键。
所以应选用高密度的聚乙烯材料，它具有硬度大，抗拉抗压性能好，外皮不易损坏；PBT是制作光缆二次套塑（束管）的热塑性工程塑料，必须具有杨式模量高（1600／mm2）、线张系数低（1.5×10一4）、耐化学腐蚀好、加工特性好、摩擦系数小等优点。
用PBT材料做光纤套管，使光纤束管单元具有良好的耐侧压和温度特性。
在耐水解要求比较高的地方，为保证光缆的长寿命，必须使用抗水解的PBT材料。
目前质量较好的有美国celanex200L、瑞士EMS的B246081、德国HOLS的3001 3030等；为防止氢损，应选用塑封的钢丝加强芯。
光缆的关键工艺主要是余长控制及控制“氢损”影响二个方面，光
纤二次套塑工艺中最关键的是余长控制，余长的大小与束管的中心距及综合节距有关，束管中的光纤要比束管的长度稍长一些，不同的光缆结构，光纤在束管中的余长也不一样，优质的光缆在其制造工艺和控制测量有独特手段，确保其二次套塑的余长值和余长均匀性得到很好控制。
当光缆处在极高的氢分子环境中，或者光缆材料在光缆制造、存放和运行过程中不断析出氢气，这些氢分子逐渐由光纤外围向光纤芯区扩散，容易出现氢损，氢损导致光纤损耗增加，严重者加速光纤的静态疲劳，最终使光纤断裂，缩短光纤的使用寿命。
光纤油膏的低温锥人度小，会引起低温附加损耗增加，析氢量高会导致光纤损耗随时间推移而逐渐增加“氢损”。
优质的光缆厂家在选用材料及工艺上能很好控制“氢损”，并能在光缆出厂前测出光缆光谱损耗特性，即可预测光缆衰减随时间变化的特性，确保光缆的长寿命。
为了便于施工，厂家应采用光缆“纵向排列”方法生产，并在生产中建立相应的工艺文件，在文件绕盘上标明序号，以方便施工中按顺序编号敷设，熔接时最大限度地保持光纤模场直径的一致性，可大大降低熔接损耗。
综上所述，选购光缆要比同轴电缆复杂得多，并不能简单的以几芯价格多少来比较衡量，而应根据光缆的结构形式、选用原材料、生产工艺及技术指标来综合考虑，千万不要选用价格过于便宜的产品，同时还应做到以下几个方面：1）生产厂家必须通过ISO9002质量体系认证，并待有广播电影电视总局入网认定有效证书。
2）考核评估生产厂家资信，近年来的业绩以及质量、售后服务保证体系。
3）选定生产厂家后，在生产期间派员驻厂检查原材料及生产过程、产品测试等。