1 光纤的基本概念
（1）光纤基本结构
光纤是由纤芯、包层、涂覆层和护套构成的一种同心圆柱体结构。
纤芯和包层是由透明介质材料构成的，其折射率分别为n1和n2。为了使纤芯能够远距离传光，构成光纤的首要条件是： n1＞n2
（2） 光纤分类
1）按纤芯和包层材料划分：可分为石英光纤和塑料光纤。
2）按光纤折射率分布特点划分： 光纤主要分为阶跃光纤和渐变光纤
3）按光波模式（即电磁波类型）划分：光纤可分为多模光纤和单模光纤
（3）光纤制造简述
光纤是由圆柱形预制棒拉制而成的， 因而光纤的生产工艺主要包括怎样制造圆柱形预制棒和拉丝工艺。
管内化学汽相沉积法(MCVD法)
MCVD法是目前制作高质量石英光纤比较稳定可靠的方法。其工艺流程可分为四步：
第一步，送料：用超纯氧气作为载体，将SiCl4等原料和GeCl4等掺杂试剂送入旋转的石英反应管；
第二步，高温氧化生成粉尘状氧化物，用1400~16000C 的高温氢氧火焰加热石英反应管外壁，这时管内的原料和掺杂剂在高温下发生氧化还原反应，形成粉末状氧化物（SiO2-B2O3)。 分别形成包层和芯层材料。
第三步，往复运动氢氧焰加热，反应后的粉末状氧化物（SiO2-B2O3)经过往复移动的氢氧焰加热，形成透明的掺杂玻璃；
第四步，停料并高温软化。
完成四步后的光纤预制棒有三层：中心为光纤芯层玻璃；紧接芯层的是沉积的包层；最外面一层的石英管壁玻璃，即光纤的保护层
2 光缆结构及类型
（1）光缆结构
光缆基本上由缆芯、加强构件、光缆护层、填料、铠装等部分构成 。
1）缆芯
光缆中包含的光纤构成缆芯。缆芯可以放在光缆的中心或非中心部位。
2）加强构件
在光缆中心或外护层内加入钢丝或玻璃纤维增强塑料，用来增强光缆的拉伸强度。
3）光缆护层
光缆从里到外加入一层或多层圆筒状护套，用来防止外界各种自然外力和人为外力的破坏。护套应具有防水防潮、抗弯抗扭、抗拉抗压、耐磨耐腐蚀等特点。光缆护层常用材料有：聚乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯和聚酰胺。此外，还有铝、钢、铅等密实的金属层用来防潮。
4）填料
在缆芯与护套之间填充防潮油胶，用来阻止外界水分和潮气侵入缆芯内。
5）铠装
用钢丝、钢带等坚硬金属材料做成光缆的外护套，进一步提高光缆强度，用来防鼠、防虫、防火、防外力损坏。
6）其他
有些光缆内放入若干根铜导线，用做中继馈电线、监控信号线等。
（2）光缆类型
1）按敷设方式分类
光缆可分为架空光缆、管道光缆、直埋光缆、水下光缆（海底光缆）、室内光缆等。
2）按缆芯分类
光纤束光缆：光纤与光纤之间不是固定黏结在一起的，每根光纤具有一定的位移自由。
光纤带光缆：光纤带是利用黏结材料将多根光纤（带有一次涂覆层）并行黏结在一起构成的一个平面排列。
3）按加强构件材料分类
分为金属加强构件光缆 和 无金属光缆
4）按加强构件位置分类
集中型加强构件：又分为层绞式光缆、骨架式光缆
分布型加强构件：又称为中心管式光缆。
5）按有无铠装分类
简式光缆：主要用于架空光缆、管道光缆。
铠装光缆：主要用于长途干线直埋光缆。
3 光缆（光纤）型号命名方法
光缆（光纤）型号的命名是采用一横列十三项参数来表示的。其中，第一至第五项是光缆类型参数，第六至第十二项是光纤规格参数，第十三项是附加参数。如下所示：
1）光缆类型参数的具体意义
2）光纤规格参数的具体意义
4 光纤传光原理
（1） 光的射线理论及光纤传光分析
直线传播定律：光线在均匀介质中总是沿直线传播的，其传播速度为 v = c/n，
c是真空中光速，n是均匀介质折射率 。
（2）反射定律和折射定律
光线经过两种不同介质的交界面时，会发生偏折。
（3）光纤的两类入射光
子午光线：其入射光线与光纤轴心线相交。
斜射光线：其入射光线与光纤轴心线无论在光纤的入射端面上还是在光纤内部都不相交。
(4)子午光线的传播分析
相对折射率差：
5 光纤导波模式的精确解
6 光纤特性参数
1)数值孔径
2）衰减特性
7带宽与色散
光纤的频带特性与光纤的长度有关系，常用“带宽·距离”积来表示光纤的频带特性，其单位常使用MHz·km或GHz·km。
影响带宽的原因：
1）模间色散
同一波长光信号的不同模式成分之间的色散，称为模间色散或模式色散。模间色散只在多模光纤中存在。
产生原因：
多模光纤中各个模式的光传播的路径和速度不同，使得在光纤出射端各模式的到达时间不一致，产生时延差，引起光脉冲展宽。
2）模内色散
同一个导波模式的不同光波长之间的色散，称为模内色散或色度色散。
产生原因：
（a）光源光谱不纯；
（b）光纤石英材料的折射率不是一个常数，而是随光波长的增大而减小；
（c）波导结构与折射率分布等参量有关，使得不同路径光线之间的速度差是一个随传输路径变化的复杂函数。
这三方面原因导致同一个导波模式的不同波长光线之间产生时延差，引起光脉冲展宽。
模内色散具体分为：
（a）材料色散
光源光谱不纯以及光纤石英材料的折射率随波长而变化这两个原因，所产生的模内色散称为材料色散。材料色散可以在单模和多模光纤中存在。
(b) 波导色散
光源光谱不纯以及波导结构的影响，所产生的模内色散称为波导色散。波导色散在单模光纤和多模光纤中都能够存在，但在多模光纤中其影响很小，通常可以略去。
8 光纤连接方式
1）基本概念
光纤连接有两种方式，一种是永久性连接，另一种是非永久性连接。
2）光纤连接器
按结构分为 FC, SC, ST, MTP, FDDI, SMA (D4), LC, MU, MT-RJ, VF-45, MiniMAC 和 Biconic 等类型；按插针端面分为 PC, UPC, EUPC 和 APC 等类型。
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