光纤是光导纤维的简写，是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光 传导工具微细的光纤封装在塑料护套中，使得它能够弯曲而不至于断裂通常，光 纤的一端的发射装置使用发光二极管或一束激光将光脉冲传送至光纤，光 纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲在日常生活中，由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗 低得多，光纤被用作长距离的信息传递光纤结构1、光纤（Optical Fiber）的典型结构是多层同轴圆柱体，自内向外由纤芯、包层和涂敷层三 部分组成涂敷层包层纤芯2b2 a,纤芯作用——传导光波成分——高纯度SiO2+极少量掺杂剂（如P2O5） 掺杂目的是提高纤芯对光的折射率包层作用——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将光波限制在纤芯中 传播成分——高纯度SiO2+极少量掺杂剂（如B2O3）掺杂目的是使折射率略低于纤芯折射率设纤芯和包层的折射率分别为nT和n2,光能量在光纤中传输的必要条件是nT>n2o涂覆层作用——保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤同时增加光纤柔韧性｛一次涂覆层：丙烯酸酯，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：聚丙烯或尼龙等高聚物光纤分类（1）按照制造光纤所用的材料分类有：石英系光纤； 多组分玻璃光纤； 塑料包层石英芯光纤；全塑料光纤。
2） 按折射率分布情况分类：光纤主要有三种基本类型：（多模阶跃折射率光纤）一一纤芯折射率为ni保持不变，到包层突然变为n2这种光纤 一般纤芯直径2a=50~80p m，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是 信号畸变大渐变型多模光纤（多模渐变射率光纤）一一在纤芯中心折射率最大为入，沿径向r向外 围逐渐变小，直到包层变为n2这种光纤一般纤芯直径2a为50p m，光线以正 弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小单模光纤一一折射率分布和突变型光纤相似，纤芯直径只有8~10 p m,光线以直线形状 沿纤芯中心轴线方向传播因为这种光纤只能传输一个模式（只传输主模），所 以称为单模光纤，其信号畸变很小突变型多模光纤：111n2ii2折射率分布 包层涂數肚 多模阶跃折射率光纤渐变型多模光纤：折射率分布包层涂敷层 纤芯t） 1多模渐变折射率光纤单模光纤：折射率分血 包层徐敷庶纤芯Jnl 门 1 i'2爲 L/L・中模阶跃折射率光纤3）主要用途：突变型多模光纤 只能用于小容量短距离系统 渐变型多模光纤 适用于中等容量中等距离系统 单模光纤 用在大容量长距离的系统光纤传输原理几何光学法：当光波波长远小于光纤芯径时，光可以用一条表示光波传播方向的 几何线即光射线表示麦克斯韦波动方程法：根据电磁场理论对光波导的基本问题求解 几何光学法（以突变型多模光纤的交轴光线（子午光线）为例）：设纤芯和包层折射率分别为厲和〃2,空气的折射率勺=1，纤芯中心轴线与Z轴 一致。
2由此可见，只有在半锥角为ei so 的圆锥内入射的光束才能在光纤中传播max与内光线入射角的临界角e相对应，光纤入射光的入射角e .有一个最大值e e 称为光纤端面入射临界角（简称入射临界角）光纤6max max当e 反之，当纵轴方向电场分量 vm 占优势，磁场分量较弱时，混合模用 EHv m 表示v m 传条输件V > VcV - 光纤的归一化频率 Vc - 光纤的归一化截止频率c光纤的归一化频率 V2兀a ； 2兀aV = n 2 一 n 2 = n v 2A九' 1 2 九 1光纤传输特性产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散光波在光纤中传输，随着距离的增加光功率逐渐下降，这就是光纤的传输损 耗损耗和色散是光纤最重要的传输特性光纤的色散 在光纤中，光信号是由很多不同的成分组成的，由于信号的各频率成分或各 模式成分的传播速度不同，经过光纤传输一段距离后，不同成分之间出现时延差， 引起传输信号波形失真，脉冲展宽，这种现象称为光纤色散光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变和展宽，从而产生码间干扰为了保 证通信质量，必须增大码间间隔，即降低信号的传输速率，这就限制了光纤系统 的通信容量和传输距离光纤色散「模式色散：取决于光纤的折射率分布，并和光纤材料折射率的 波长特性有关“材料色散：取决于光纤材料折射率的波长特性和光源的谱线宽I 度材料色散 n = n@) 波导色散：取决于波导尺寸和纤芯与包层的相对折射率差波导色散卩=卩(九)极化色散：由于HE11和HE11X模的传播常数6和勺小不同, 因此引起这两个模式传输的不同步，从而形成色散模式色散》材料色散》波导色散 》极化色散光纤损耗光波在光纤中传输，随着距离的增加光功率逐渐下降，这种现象称为光纤的 损耗由于损耗的存在，在光纤中传输的光信号，不管是模拟信号还是数字脉冲， 其幅度都要减小。
光纤的损耗在很大程度上决定了系统的传输距离，是光纤最重 要的传输特性之一光纤的损耗机理主要有三种：即吸收损耗、散射损耗和辐射损耗光纤中的杂质主要有过渡金属和氢氧根(0H-)离子由氢氧根离子(0H-)产生 的吸收峰出现在0.95ym、1.24 ym和1.39 ym波长，其中以1.39ym的吸收峰影 响最为严重目前氢氧根离子(0H-)的含量已经降低到10-9以下，1.39ym吸收峰损耗也减 小到 0.5dB/km 以下。