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1、單模和多模光纖的特點和應用一、光纖結構光纖是光導纖維的簡稱，是一種新的光波導，是光通信系統最普遍和最重要的傳輸媒質。它由單根玻璃纖芯、緊靠纖芯的包層、一次涂覆層以及套塑保護層組成。（光纖呈圓柱形，由纖芯、包層和涂覆層三部分組成。）纖芯和包層由兩種光學性能不同的介質構成，內部的介質對光的折射率比環(huán)繞它的介質的折射率高。包在外圍的覆蓋層就像不透明的物質一樣，防止了光線在穿插過程中從表面逸出。1.纖芯位置:位于光纖的中心部位，直徑：在4-50μm，單模光纖的纖芯直徑為4-10μm,多模光纖的纖芯直徑為50μm。纖芯的成分：含有極少量摻雜劑的高純
2、度二氧化硅（如二氧化鍺，五氧化二磷）作用是適當提高纖芯對光的折射率，用于傳輸光信號。2.包層位置:位于纖芯的周圍直徑：125μm成分：是含有極少量摻雜劑的高純度二氧化硅。摻雜劑（如三氧化二硼）的作用：適當降低包層對光的折射率，使之略低于纖芯的折射率，即纖芯的折射率大于包層的折射率（這是光纖結構的關鍵），它使得光信號封閉在纖芯中傳輸。3.光纖的最外層為涂覆層，包括一次涂覆層、緩沖層和二次涂覆層。一次涂覆層：一般使用丙烯酸醋、有機硅或硅橡膠材料；緩沖層：一般為性能良好的填充油膏；二次涂覆層：一般多用聚丙烯或尼龍等高聚物。涂覆層的作用：是保護光
3、纖不受水汽侵蝕和機械擦傷，同時增加光纖的機械強度與可彎曲性，起著延長光纖壽命的作用。涂覆后的光纖外徑約2.5mm。4.光纖最重要的兩個傳輸特性損耗和色散是光纖最重要的兩個傳輸特性，它們直接影響光傳輸的性能。(l)光纖傳輸損耗：損耗是影響系統傳輸距離的重要因素之一，光纖自身的損耗主要有吸收損耗和散射損耗。吸收損耗是因為光波在傳輸中有部分光能轉化為熱能；散射損耗是因為材料的折射率不均勻或有缺陷、光纖表面畸變或粗糙造成的。當然，在光纖通信系統中還存在非光纖自身原因的一些損耗，包括連接損耗、彎曲損耗和微彎損耗等。這些損耗的大小將直接影響光纖傳輸距
4、離的長短和中繼距離的選擇。(2)光纖傳輸色散：色散是光脈沖信號在光纖中傳輸，到達輸出端時發(fā)生的時間上的展寬。產生的原因是光脈沖信號的不同頻率成分、不同模式，在傳輸時因速度不同，到達終點所用的時間不同而引起的波形畸變。色散結果：這種畸變使得通信質量下降，從而限制了通信容量和傳輸距離。二、光纖通信的工作窗口光纖損耗系數隨著波長而變化，為獲得低損耗特性，光纖通信選用波長范圍在800-1800nm，并稱850nm(800-900nm）為短波長波段；1300-1600nm為長波長波段，主要有1310nm和1550nm兩個窗口。實用的低損耗波長是：第
5、一代系統，波長850nm，最低損耗2.5dB/km，分貝（dB）采用石英多模光纖；第二代系統，波長1310nm，最低損耗0.27dB/km,采用石英單模最低色散光纖；第三代系統，波長1550nm，最低損耗0.16dB/km，采用石英單模最低損耗與適應色散光纖。上述三個波長稱為三個工作窗口。三、光纖分類一、多模光纖當光纖的幾何尺寸遠大于光波波長時（約lμm)，光纖傳輸的過程中會存在一著幾十種乃至上百種傳輸模式，這樣的光纖稱為多模光纖。由于不同的傳播模式具有不同的傳播速度與相位，因此，經過長距離傳輸會產生模式色散（經過長距離傳輸后，會產生時延
6、差，導致光脈沖變寬）。模式色散會使多模光纖的帶寬邊窄，降低傳輸容量，因此，多模光纖只適用于低速率、短距離的光纖通信，目前數據通信局域網大量采用多模光纖。(一)多模光纖的主要產品及應用性能如下表：產品名稱主要性能特點及應用62.5/125μm多模光纖（A1b）低衰減和高帶寬，適用于千兆以太網（IEEE802.3z）50/125μm多模光纖（A1a）低衰減,高帶寬和優(yōu)異的抗彎曲性能，適用于千兆以太網（IEEE802.3z）62.5/125μm&50/125μm多模光纖—A1b/A1a（OM1/OM2）850nm和1300nm窗口優(yōu)化多模光纖，
7、適用于千兆以太網（IEEE802.3z）62.5/125μm&50/125μm彎曲不敏感多模光纖—A1b/A1a（OM2/OM3/OM4）適用于工作窗口為850nm的1&10&40&100Gb/s傳輸系統，傳輸距離可達150m、300m和500m，光纖的最小彎曲半徑7.5mm。（二）A1類多模光纖傳輸性能要求項目單位A1a（50/125μm）A1b（62.5/125μm）衰減系數850nmdB/m2.4-3.52.8-3.51300nm0.55-1.50.6-1.5模式帶寬850nmMHz·km200-800160-8001300nm20
8、0-1200200-1000數值孔徑0.23±0.020.275±0.015零色散波長λ0nm1295≤λ0≤13651295≤λ0≤1365零色散斜率S01295≤λ0≤13651295≤λ
