【文章內(nèi)容簡介】 特性，也為普通金屬導(dǎo)線所不及。它不怕潮濕和腐蝕，可以架在空中，也可埋入地下；它有較高的抗拉強度，與鐵接近，比銅還高得多；它有較強的耐高低溫能力，從 65 ~200176。 C，在一般的飛機、艦艇和車輛上都可使用；它可實現(xiàn)多功能傳輸，同時傳遞話音、數(shù)據(jù)、傳真、圖像等各種信息。 光纖通信的缺點 事物都是一分為二的 ， 光纖通信有許多優(yōu)點 ， 因而發(fā)展很快 ， 但光纖通信也有以下缺點 。 ? 抗拉強度低 ， 容易折斷 (比如經(jīng)常被挖斷 ) ? 光纖連接困難 (斷面是否垂直 、 焊接點是否有氣泡等 ) ? 光纖通信過程中怕水 、 怕冰 (OH根吸收增大損耗 ) ? 光纖怕彎曲 (導(dǎo)致?lián)p耗增加 ) 案例：新疆某地區(qū)大雪導(dǎo)致光纖故障 (2023年 10月報道 ) 原因：光纜沒有防護(hù)好被冰雪包裹，并由于冰雪壓力和熱脹 冷縮導(dǎo)致光纖彎曲 光纖通信系統(tǒng)的組成和分類 光纖通信系統(tǒng)的組成 光纖通信系統(tǒng)是以光纖為傳輸媒介 ， 光波為載波的通信系統(tǒng) 。 主要由光發(fā)送機 、 光纖光纜 、中繼器和光接收機組成 。 系統(tǒng)中光發(fā)送機的作用是將電信號轉(zhuǎn)換為光信號 ， 并將生成的光信號注入光纖 。 光發(fā)送機一般由驅(qū)動電路 、 光源和調(diào)制器構(gòu)成 ， 如果是直接強度調(diào)制可以省去調(diào)制器 。 光接收機的作用是將光纖送來的光信號還原成原始的電信號 。 它一般由光電檢測器和解調(diào)器組成 ， 對于直接強度調(diào)制解調(diào)器可以省略 。 ? 光纖的作用是為光信號的傳送提供傳送媒介 (信道 )，將光信號由一處送到另一處。 以盡可能小的畸變 (失真 )和衰減傳輸?shù)焦饨邮諜C 組成 :光纖 、 光纖接頭 和 光纖連接器 低損耗 “窗口”： 普通石英光纖在近紅外波段，除雜質(zhì)吸收峰外，其損耗隨波長的增加而減小，在 μm、 μm和 μm有三個損耗很小的波長“窗口”， 光源 激光器的發(fā)射波長 和 光檢測器 光電二極管的波長響應(yīng) ，都要和光纖這三個波長 窗口 相一致。 ?中繼器分為電中繼器和光中繼器 (光放大器 )兩種， 功能 —— 將經(jīng)過一段光纖線路傳輸后產(chǎn)生了失真的光信號進(jìn)行放大及再生后送入下一段光纖中傳送從而可延長光信號傳輸距離。 光纖的結(jié)構(gòu)與類型 光纖的結(jié)構(gòu) 光纖 (Optical Fiber， OF)就是用來導(dǎo)光的透明介質(zhì)纖維 ， 一根實用化的光纖是由多層透明介質(zhì)構(gòu)成的 ， 一般可以分為三部分：折射率較高的纖芯 、 折射率較低的包層和外面的涂覆層 。 光纖結(jié)構(gòu)示意圖 纖芯 ：纖芯位于光纖的中心部位。 直徑 d1=4μ m～ 50μ m，單模光纖的纖芯為 4μ m～10μ m，多模光纖的纖芯為 50μ m。 纖芯的成分是高純度 SiO2，摻有極少量的摻雜劑（如 GeO2， P2O5），作用是提高纖芯對光的折射率（ n1），以傳輸光信號。 包層 ：包層位于纖芯的周圍。 直徑 d2=125μ m，其成分也是含有極少量摻雜劑的高純度 SiO2。而摻雜劑（如 B2O3）的作用則是適當(dāng)降低包層對光的折射率（ n2），使之略低于纖芯的折射率，即 n1＞ n2，它使得光信號封閉在纖芯中傳輸。 涂覆層 ：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酯 、 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 。 涂覆的作用是保護(hù)光纖不受水汽侵蝕和機械擦傷 ， 同時又增加了光纖的機械強度與可彎曲性 ，起著延長光纖壽命的作用 。 涂覆后的光纖其外徑約。 通常所說的光纖為此種光纖 。 光纖的類型 光纖的分類方法很多 ， 既可以按照光纖截面折射率分布來分類 ， 又可以按照光纖中傳輸模式數(shù)的多少 、 光纖使用的材料或傳輸?shù)墓ぷ鞑ㄩL來分類 。 1. 按傳輸模式的數(shù)量分類 按光纖中傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量 ， 可以將光纖分為多模光纖 (MultiMode Fiber， MMF)和單模光纖 (Single Mode Fiber， SMF)。 多模光纖和單模光纖是由光纖中傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)決定的 ， 判斷一根光纖是不是單模傳輸 ，除了光纖自身的結(jié)構(gòu)參數(shù)外 ， 還與光纖中傳輸?shù)墓獠ㄩL有關(guān) 。 高次模 基模 低次模 在光纖的受光角內(nèi) ， 以某一角度射入光纖斷面 ， 并能在光纖纖芯 包層交界面上產(chǎn)生全反射的傳播光線 ，就可以稱為一個光的傳播模式 。 ? 多模光纖： 顧名思義，多模光纖就是允許多個模式在其中傳輸?shù)墓饫w，或者說在多模光纖中允許存在多個分離的傳導(dǎo)模。 ? 優(yōu)點： 芯徑大 ， 容易注入光功率 ， 可以使用 LED作為光源 ? 缺點： 存在模間色散，只能用于短距離傳輸 模間色散： 模式色散是由于光纖不同模式在同一波長下傳播速度不同，使傳播時延不同而產(chǎn)生的色散。只有多模光纖才存在模式色散，它主要取決于光纖的折射率分布。 ? 單模光纖： 只能傳輸一種模式的光纖稱為單模光纖 。 ? 優(yōu)點： 單模光纖只能傳輸基模 (最低階模 )， 它不存在模間時延差 ， 因此它具有比多模光纖大得多的帶寬 ， 這對于高碼速長途傳輸是非常重要的 。 ? 缺點： 芯徑小，較多模光纖而言不容易進(jìn)行光耦合，需要使用半導(dǎo)體激光器激勵。 單模光纖和多模光纖 一根光纖是不是單模傳輸，與 (1) 光纖自身的結(jié)構(gòu)參數(shù) 和 (2) 光纖中傳輸?shù)墓獠ㄩL有關(guān)。 當(dāng)光纖的幾何尺寸 （ 主要是芯徑 d） 遠(yuǎn)大于光波波長時 （ 約1μ m） ， 光纖傳輸?shù)倪^程中會存在著幾十種乃至幾百種傳輸模式 ， 即多模傳輸 。 當(dāng)光纖的幾何尺寸（主要是芯徑 d）較小，與光波長在同一數(shù)量級，如芯徑 d在 4μ m～ 10μ