一建通信与广电实务.pdfVIP

博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。——《礼记》

一建通信与广电实务

单模和多模光纤的特点和应用

1L411080光（电）缆特点及应用

共三个考点：

掌握单模和多模光纤的特点和应用

熟光缆的分类、特点

熟悉通信电缆的分类、特点

1L411081掌握单模和多模光纤的特点和应用(P14：光传输媒质；P58)

一、光纤结构和类型

二、光纤通信的工作窗口

三、光纤分类

四、多模光纤

五、单模光纤

一、光纤结构和类型

（一）光纤的结构

光纤是光导纤维的简称，是一种新的光波导，是光通信系统最普遍和最重要的传输媒质。

它由单根玻璃纤芯、紧靠纤芯的包层、一次涂覆层以及套塑保护层组成。（光纤呈圆柱形，由纤

芯、包层和涂覆层三部分组成。）

纤芯和包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率

高。

包在外围的覆盖层就像不透明的物质一样，防止了光线在穿插过程中从表面逸出。

图1

1.纤芯

位置:位于光纤的中心部位，

直径：在4~50μm，单模光纤的纤芯直径为4~10μm,多模光纤的纤芯直径为50μm。纤芯的成

分：含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅（如二氧化锗，五氧化二磷）作用是适当提高纤芯对

光的折射率，用于传输光信号。

2.包层

位置:位于纤芯的周围

直径：125μm

成分：是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。

掺杂剂（如三氧化二硼）的作用：适当降低包层对光的折射率，使之略低于纤芯的折射率，即

纤芯的折射率大于包层的折射率（这是光纤结构的关键），它使得光信号封闭在纤芯中传输。

3.光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。

一次涂覆层：一般使用丙烯酸醋、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：一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。

涂覆层的作用：是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的机械强度与可弯曲性，起

着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤外径约2.5mm。

（二）光纤的折射率分布

博学之，审问之，慎思之，明辨之，笃行之。——《礼记》

光纤的折射率分布有两种典型的情况：阶跃折射率光纤，渐变折射率光纤。

它们的共同特点：纤芯的折射率大于包层的折射率，这也是光信号在光纤中传输的必要条件。

（三）光在光纤中的传播

对于阶跃折射率光纤，由于纤芯和包层的折射率分布有明显的分界，光波在纤芯和包层界面的交

界面形成全反射，并且形成锯齿形传输途径，引导光纤芯向前传播。

对于渐变折射率光纤，由于在其界面上折射率是连续变化的，轴中心的折射率最大，沿纤芯半径

方向折射率按抛物线规律减小，在纤芯边缘的折射率最小，因此光波在纤芯中产生连续折射，形

成穿过光纤轴线的类似于正弦波的光折射线，引导光波沿纤芯向前传播。

(四)光纤最重要的两个传输特性（P14）

损耗和色散是光纤最重要的两个传输特性，它们直接影响光传输的性能。

(l)光纤传输损耗：损耗是影响系统传输距离的重要因素之一，光纤自身的损耗主要有吸收损耗

和散射损耗。

吸收损耗是因为光波在传输中有部分光能转化为热能；

散射损耗是因为材料的折射率不均匀或有缺陷、光纤表面畸变或粗糙造成的。