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1、计算机网络应用光纤概述及分类光纤(Fiber)是由透明材料做成的纤芯和在它周围采用比纤芯的折射率稍低的材料做 成的包层，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。 它一般是由纤芯、包层和涂敷层构成的多层介质结构的对称圆柱体，如图7-20所示。图7-20光纤结构在光纤的结构中，芯层是光纤的核心部分，是光的主要传输通道。其中，芯层通常是由 高纯度的石英玻璃(SiO2)，掺杂少量掺杂剂制成的横截面积很小的双层同心圆圆柱体，由 于它质地脆弱，易断裂因此需要外加包层保护；包层也是高纯度的SiO2,也掺杂少量的掺杂 剂制成，主要作用是降低包层的光折射率；涂覆层和保护套多采用丙烯
2、酸酯、硅橡胶、尼龙 等材料制成，主要是增加机械强度和可弯曲性目前。目前，可以按照传输点模数、折射率分布、工作波长、生产材料等方式进行分类。1. 按传输模式分类按照光波在光纤中的传输模式可以分为单模光纤(Single Mode Fiber，SMF)和多模光 纤(Multi Mode Fiber，MMF)两类。 单模光纤(Single Mode Fiber，SMF)单模光纤的中心玻璃芯很细(芯径一般为9|im或10|im)，在给定的工作波长上只能以 单一模式传输，传输频带宽，传输容量大，适用于远距离通信。 多模光纤(Multi Mode Fiber，MMF)。多模光纤的中心玻璃芯较粗(芯径为50|
3、im或62.5|im)，在给定的工作波长上能够以多 个模式同时传输的光纤，不同的传播模式会有不同的速度和相位。与单模光纤相比，多模光 纤的传输性能较差。例如:600MB/km的光纤在2km时则只有300MB的带宽，如图7-21所 示为单模光纤和多模光纤的区别。多模图7-21单模光纤和多模光纤的区别计算多模光纤中传播模式数量(N)的经典公式为：N= ( 1/4 ) *V2 V= ( 2 n al/ X) /NA。其中，V为归一化率(光纤的最重要的结构参数，)，a1为纤芯半径，入为光波波长，NA 为光纤的数值孔径，且在CCITT中建议NA值介于0.180.24之间。2. 按折射率分布分类光纤按照折
4、射率分布可以划分为跳变式光纤（Jumping type fiber）和渐变式光纤（Gradual type fiber）两类。 跳变式光纤跳变式光纤中心纤芯的折射率和保护层的折射率都是一个常数，在纤芯和保护层的交界 面，折射率呈阶梯形变化。 渐变式光纤渐变式光纤中心纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小，在纤芯和保护层的交界 处减为保护层的折射率。纤芯的折射率变化近似于抛物线。如图7-22所示，为跳变式光纤 和渐变式光纤的对比。输入脉冲AA输出脉冲（a）为跳变式光纤（b）为渐变式光纤图7-22跳变式光纤和渐变式光纤3. 按照工作波长分类光纤按照工作波长可以划分为短波长光纤、长波长光纤和超长波
5、长光纤三类。目前，常 用的光纤规格，如表7-1所示。 短波长光纤是指工作波长为0.8|im0.9|im的光纤。 长波长光纤是指工作波长为1.0顷1.7叩的光纤。 超长波长光纤是指工作波长在2|im以上的光纤。表7-1常用光纤规格应用及名称规格单模8/125口m、9/125口m、10/125口m多模50/125口m （欧洲标准）、62.5/125口m （美国标准）工业、医疗和低速网络100/140pm 和 200/230pm汽车控制98/1000口m （塑料光纤）4.按照生产材料分类光纤按照生产材料可以分为石英光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料 光纤和氟化物光纤等类别，但目前普遍使
6、用的是石英光纤。 石英光纤石英光纤是指以高折射率的纯石英玻璃材料为芯，以低折射率的有机或无机材料为包皮 的光学纤维，由于石英光纤传输波长范围宽（从近紫外到近红外，波长从0.38um2.0um ）， 所以石英光纤适用于紫外到红外各波长信号及能量的传输，石英光纤数值孔径大、光纤芯径 大、机械强度高、弯曲性能佳和很容易与光源耦合等优点，塑料光纤塑料光纤是指使用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）制成的。它具 有制造成本低廉，相对芯径较大，与光源的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便 等优点。但同时具有损耗较大，带宽较小。因此，这种光纤只适用于短距离低速率的数据通 信，如船舶内通信等。5.按照最佳传输窗口分类光纤按照最佳传输频率窗口可以划分为常规型单模光纤和色散位移型单模光纤两种类 型。常规型单模光纤，即是指光纤生产商将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，例如 1300|im ；色散位移型，即是指光纤生产商将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，例如 1300|im 和 1550|im。
