1 光纤通信的特点
优点
l传输频带宽，通信容量大；
l传输衰减小，传输距离远；
l抗电磁干扰，保密性能好；
l适应能力强；
l耐腐蚀；
l体积小、重量轻，便于运输和敷设；
l原材料来源丰富、价格低廉。
缺点
l光纤弯曲半径不宜过小；
l光纤的切断和连接操作技术要求较高；
l分路、耦合操作繁。
2 光纤通信—光纤
光纤是光导纤维（OPTIC FIBER）的简写，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。
目前通信用的光纤，基本上是石英系光纤，其主要成分是高纯度石英玻璃，即二氧化硅(SiO2) 。
1.1 光纤结构
光纤裸纤一般分为三层:纤芯、包层、涂覆层。
1.2 光纤工作原理
全反射原理：
若使光束从光密媒质射向光疏媒质时，则折射角大于入射角。
光波在光纤中实现全反射的条件是：
光纤纤芯的折射率大于光纤包层的折射率（n1 >n2）；
进入光纤的光线向纤芯-包层界面入射时，入射角应该大于临界角。
光纤就是利用这种全反射来传输光信号的。
1.3 光纤分类
1.3.1 按光纤的材料分：石英光纤、复合光纤、塑料光纤等。
1.3.2 按光纤剖面折射率分布分：
阶跃（SI）型光纤：在纤芯与包层区域内，折射率的分布分别是均匀的，分别为n1和n2，在纤芯与包层的边界处，其折射率的变化是阶跃的（n2<n1）。带宽较窄，适用于小容量短距离通信。
渐变（GI）型光纤：光纤轴心处的折射率最大(n1)，但随横截面径向的增加而逐渐减小，到纤芯与包层的边界处，正好降到与包层区域的折射率n2。带宽较宽，适中距离通信使用。
1.3.3 按传输的模式分：
多模光纤（MMF,multimode fiber）：可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重，所以在短距离通信领域中更受重视。
单模光纤（SMF,single-mode fiber）：只能传一种模式的光，因此其模间色散很小，目前在有线电视和光通信中应用最为广泛。
1.3.4 按ITU-T建议分：G.651（渐变型多模块光纤）、G.652（普通单模光纤）、G.653（色散位移光纤）、G.654（截止波长位移单模光纤）、G.655光纤（非零色散位移光纤）。
1.4、光纤传输特性
产生信号畸变的主要原因是光纤中存在色散，影响光纤传输距离的主要原因是损耗。损耗和色散是光纤最重要的传输特性。
1.4.1 光纤损耗
光纤损耗所谓损耗是指光纤每单位长度上的衰减，单位为dB/km。光纤损耗的高低直接影响传输距离或中继站间隔距离的远近，主要包括以下几种：
光纤损耗图：
1.4.2 光纤色散（Dispersion）
信号在光纤中是由不同频率成分和不同模式成分携带的，因而速度不同，经过光纤传输一段距离后，不同成分之间出现时延差，引起传输信号波形失真，脉冲展宽，从而产生码间干扰。
主要包括以下几种：
模式色散：在多模光纤中，各个模式走不同的路径，高阶模走的路程长，低阶模走的路程短，因此到达光纤终端的时间先后不同，造成脉冲展宽。限于多模光纤（由于信号不是单一模式）。
材料色散：(多模和单模光纤均有)因同一模式内不同波长的光波的传播速度不同，从而产生脉冲展宽，引起材料色散。
波导色散：一般限于单模光纤（由于信号不是单一频率）
如果信号是模拟调制，色散限制带宽（Bandwith）；
如果信号是数字脉冲，色散产生脉冲展宽（Pulse Brodaening）；
单模光纤在1310nm附近色散为0，色散位移光纤即是将色散波长从1310nm移到1550nm。
1.5、光波划分
光纤类型分类之单模光纤
光纤是一种纤细的、柔软的固态玻璃物质，它由纤芯、包层、涂覆层三部分组成，可作为光传导工具。
之前我们也介绍了关于光纤的各种知识，今天和您分享单模光纤类型。
ITU-T建议规范分类：G.651、G.652、G.653、G.654、G.655、G.656、G.657
其中SMF（Single Mode Fiber）单模光纤类型有以下几种：
- G.652（色散非位移单模光纤）
- G.653（色散位移光纤）
- G.654（截止波长位移光纤）
- G.655（非零色散位移光纤）
- G.656（低斜率非零色散位移光纤）
- G.657（耐弯光纤）
G.652色散非位移单模光纤
G.652光纤是常规单模光纤，截止波长最短，既可用于1550nm，又可用于1310nm。
当工作波长在1310 nm时，光纤色散很小，色散系数D在0～3.5 ps/nm·km，系统的传输距离只受光纤衰减限制。但损耗较大，约为0.3～0.4 dB/km。
工作波长在1550 nm波段的损耗较小，约为0.19～0.25 dB/km，但色散较大，约为20 ps／nm·km。
这种光纤可支持用于在1550nm波段的2.5Gbps系统中，但由于在该波段的色散较大，如果传输10Gbps的信号，传输距离超过50公里时，就要使用色散补偿模块。
G.652光纤是现在应用比较多的一种光纤，ITU-T对于G.652分为4类光纤G.652.A、B、C、D。
G.652.A光纤
最高传输速率2.5Gbps
G.652.B光纤
最高速率10Gbps，最高速率传输时需色散补偿适用于波长1310nm/1550nm/1625nm的应用环境，此类光纤弯曲损失小，传输损失小。
G.652.C光纤
属性基本与G.652A相同，但在1550nm的衰减系数更低，而且消除了1380nm附近的水吸收峰。可以在1360nm~1530nm波段工作。
G.652.D光纤
属性基本与G.652B光纤相同，而衰减系数与G.652C光纤相同，即可以在1360nm~1530nm波段工作。它是所有G.652级别中指标最严格的并且完全向下兼容。
G.653色散位移光纤
G.653色散位移光纤（DSF，Dispersion Shifted Fiber），是在G.652光纤的基础上，将零色散点从1 310 nm移动到1 550 nm，解决了1 550 nm波长的色散对单波长高速系统的限制问题。
这种光纤非常适合于长距离、单信道、高速光纤通信系统，如可在这种光纤上直接开通达 20G b/s 系统，而不需要采取任何色散补偿措施。但是由于EDFA在DWDM中的使用，进入光纤的光功率有很大的提高， 光纤非线性效应导致的四波混频在G.653光纤上对DWDM系统的影响严重，G.653并没有得到广泛推广。主要原因是 在1 550 nm窗口，G.653的色散非常小，比较容易产生各种光学非线性效应网。
G.654截止波长位移光纤
G.654光纤是1550nm波长处损耗最小光纤，主要用于需要很长再生段距离的海底光纤通信，但不能很大幅度地增加光纤系统容量，主要用于远距离无需插入有源器件的中继海底光纤通信系统。
G.655非零色散位移光纤
G.655非零色散位移光纤（NZDSF，NonZero DispersionShifted Fiber） 是在1 550 nm窗口有合理的、较低的色散，能够降低四波混频和交叉相位调制等非线性 影响，同时能够支持长距离传输，而尽量减少色散补偿网。
低色散斜率G.655光纤的色散值在0.05 ps/nm·km以下，在1 530～1 565 nm波长范围的色散值为2.6～6.0 ps/nm·km，在1 565～1 625 nm波长范围的色散值为4.0～8.6 ps/nm·km。
G.656低斜率非零色散位移光纤
G.656光纤是为了进一步扩展DWDM系统的可用波长范围，在S（1460～1530 nm）、C（1 530～1 565 nm）和L（1 565～1 625 nm）波段均保持非零色散的一种新型光纤。
G.657耐弯光纤
G.657光纤与其它单模光纤相比，G.657光纤最显著的特点是弯曲不敏感，弯曲损耗比较小。
按照是否与G.652光纤兼容的原则，将G.657分为A类和B类光纤，同时按照最小可弯曲半径的原则，将弯曲等级分为1，2，3三个等级。
光纤类型分类之多模光纤
多模光纤等级的标准用OM( optical multi-mode)来表示，不同等级传输时的带宽和最大距离不同。
种类介绍
01
OM2光纤
OM2光纤诞生于1988年，是50/125 mm渐变折射率多模光纤。它从标准上和设计上均以发光二极管LED方式为基础，带宽要求低，与LED配合进行100Mbit/s及更低速率传输。
芯径和数值孔径都比较小，有效地降低了多模光纤的模色散，使带宽显著增大，制作成本也降低1/3。
02
OM3光纤
随着850nm垂直发射激光器VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser)的商用，其迅速成为多模通信系统的主要光源。VCSEL激光器光斑大小约为30um，具有稳定性好，寿命长，价格便宜等有优点。
为了提高基于850nm VCSEL激光器的多模光纤传输系统容量和距离，OM3光纤应运而生了。
特点：
对光纤进行了优化，使光纤在850nm波长带宽最优。
OM3光纤对“有效模式带宽”进行了规范，从而确保光纤在使用VCSEL激光器时的传输性能。而OM2光纤对“有效模式带宽”没有要求。
03
OM4光纤
OM4是在OM3的基础上改造而来的，其诞生于2009年，模态带宽比OM3更宽，具备更佳的性能。OM4是传输40/100G使用最为广泛的媒介。
特点：
为VSCEL激光器传输而开发的有效带宽比OM3多一倍以上。OM4在OM3的基础上进行再优化，具备更佳的性能。
05
OM5光纤
OM5光纤跳线是一种经激光优化的多模光纤跳线，专为波分复用指定了宽带特性，OM5光纤跳线又称宽带多模光纤跳线，适用于高带宽的应用。它利用单模光纤的波分复用技术，延展了网络传输时的可用波长范围，能够在一芯多模光纤上支持4个波长，把需要的光纤芯数降低为之前的1/4。
参数对比
01
OM2/OM3/0M4OM5参数规格对比
1、OM2指850/1300nm满注入带宽在500/500MHz.km以上的50um或62.5um芯径多模光纤；
2、OM3是850nm激光优化的50um芯径多模光纤，在采用850nm VCSEL的10Gb/s以太网中，光纤传输距离可以达到300m；
3、OM4是OM3多模光纤的升级版，光纤传输距离可以达到550m。
4、OM5光纤跳线将850nm波长上的有效模式带宽(EMB)提高到6000MHZ.km,在880nm波长附近更是达到8000MHZ.km。
02
OM2/OM3/0M4/OM5功能特点对比
1、OM2：芯径和数值孔径都比较小，有效地降低了多模光纤的模色散，使带宽显著增大，制作成本也降低1/3；
2、OM3：采用阻燃外皮，可以防止火焰蔓延、防止散发烟雾、酸性气体和毒气等，并满足10 gb/s传输速率的需要；
3、OM4：波长一般是850/1310nm，1次只能支持1个波长；
4、OM5：OM5光纤跳线的波长一般是850/1300nm，1次至少可以支持4个波长。
03
OM2/OM3/0M4OM5传输功能对比
跳线选择
OM3和OM4光缆通常用于在数据中心的布线环境，支持10G甚至是40/100G高速以太网路的传输。
OM5光纤跳线能够和OM3/OM4光纤跳线一样支持传统应用，而且它与OM3和OM4光纤跳线能够完全兼容且互操作性极强。
来源：网络
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