入纤功率较低时光纤传输中用哪些特性描述

光纤的主要传输特性有哪些~

光纤的种类很多，分类方法也是各种各样的。

从材料角度分
按照制造光纤所用的材料分类，有石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤等。

塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）制成的。它的特点是制造成本低廉，相对来说芯径较大，与光源的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便。但由于损耗较大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离低速率通信，如短距离计算机网链路、船舶内通信等。目前通信中普遍使用的是石英系光纤。

按传输模式分
按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤。

多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm，包层外直径125μm，单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外直径125μm。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km，1.55μm的损耗为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。由于OHˉ的吸收作用，0.90~1.30μm和1.34~1.52μm范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。80年代起，倾向于多用单模光纤，而且先用长波长1.31μm。

多模光纤
多模光纤(Multi Mode Fiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，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。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。

单模光纤
单模光纤(Single Mode Fiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来又发现在1.31μm波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU－T在G652建议中确定的，因此这种光纤又称G652光纤。
佳传输窗口为依据
按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。

常规型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300μm。

色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300μm和1550μm。

我们知道单模光纤没有模式色散所以具有很高的带宽，那么如果让单模光纤工作在1.55μm波长区，不就可以实现高带宽、低损耗传输了吗？但是实际上并不是这么简单。常规单模光纤在1.31μm处的色散比在1.55μm处色散小得多。这种光纤如工作在1.55μm波长区，虽然损耗较低，但由于色散较大，仍会给高速光通信系统造成严重影响。因此，这种光纤仍然不是理想的传输媒介。

为了使光纤较好地工作在1.55μm处，人们设计出一种新的光纤，叫做色散位移光纤（DSF）。这种光纤可以对色散进行补偿，使光纤的零色散点从1.31μm处移到1.55μm附近。这种光纤又称为1.55μm零色散单模光纤，代号为G653。

G653光纤是单信道、超高速传输的极好的传输媒介。现在这种光纤已用于通信干线网，特别是用于海缆通信类的超高速率、长中继距离的光纤通信系统中。

色散位移光纤虽然用于单信道、超高速传输是很理想的传输媒介，但当它用于波分复用多信道传输时，又会由于光纤的非线性效应而对传输的信号产生干扰。特别是在色散为零的波长附近，干扰尤为严重。为此，人们又研制了一种非零色散位移光纤即G655光纤，将光纤的零色散点移到1.55μm 工作区以外的1.60μm以后或在1.53μm以前，但在1.55μm波长区内仍保持很低的色散。这种非零色散位移光纤不仅可用于现在的单信道、超高速传输，而且还可适应于将来用波分复用来扩容，是一种既满足当前需要，又兼顾将来发展的理想传输媒介。

还有一种单模光纤是色散平坦型单模光纤。这种光纤在1.31μm到1.55μm整个波段上的色散都很平坦，接近于零。但是这种光纤的损耗难以降低，体现不出色散降低带来的优点，所以目前尚未进入实用化阶段。

按折射率分布分
按折射率分布情况分：阶跃型和渐变型光纤。

阶跃型：光纤的纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的，包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的，只有一个台阶，所以称为阶跃型折射率多模光纤，简称阶跃光纤，也称突变光纤。这种光纤的传输模式很多，各种模式的传输路径不一样，经传输后到达终点的时间也不相同，因而产生时延差，使光脉冲受到展宽。所以这种光纤的模间色散高，传输频带不宽，传输速率不能太高，用于通信不够理想，只适用于短途低速通讯，比如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。这是研究开发较早的一种光纤，现在已逐渐被淘汰了。

为了解决阶跃光纤存在的弊端，人们又研制、开发了渐变折射率多模光纤，简称渐变光纤。

渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高次模的光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。渐变光纤的包层折射率分布与阶跃光纤一样，为均匀的。渐变光纤的纤芯折射率中心最大，沿纤芯半径方向逐渐减小。由于高次模和低次模的光线分别在不同的折射率层界面上按折射定律产生折射，进入低折射率层中去，因此，光的行进方向与光纤轴方向所形成的角度将逐渐变小。同样的过程不断发生，直至光在某一折射率层产生全反射，使光改变方向，朝中心较高的折射率层行进。这时，光的行进方向与光纤轴方向所构成的角度，在各折射率层中每折射一次，其值就增大一次，最后达到中心折射率最大的地方。在这以后。和上述完全相同的过程不断重复进行，由此实现了光波的传输。可以看出，光在渐变光纤中会自觉地进行调整，从而最终到达目的地，这叫做自聚焦。
按工作波长分
按光纤的工作波长分类，有短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。

常用光纤规格
单模： 8/125μm， 9/125μm， 10/125μm

多模： 50/125μm 欧洲标准 62.5/125μm 美国标准

工业，医疗和低速网络： 100/140μm， 200/230μm

塑料光纤： 98/1000μm 用于汽车控制。
光纤制造
目前通信中所用的光纤一般是石英光纤。石英的化学名称叫二氧化硅（SiO2），它和我们日常用来建房子所用的砂子的主要成分是相同的。但是普通的石英材料制成的光纤是不能用于通信的。通信光纤必须由纯度极高的材料组成；不过，在主体材料里掺入微量的掺杂剂，可以使纤芯和包层的折射率略有不同，这是有利于通信的。

制造光纤的方法很多，目前主要有：管内CVD(化学汽相沉积)法，棒内CVD法，PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法。但不论用哪一种方法，都要先在高温下做成预制棒，然后在高温炉中加温软化，拉成长丝，再进行涂覆、套塑，成为光纤芯线。光纤的制造要求每道工序都要相当精密，由计算机控制。在制造光纤的过程中，要注意：

①光纤原材料的纯度必须很高。

②必须防止杂质污染，以及气泡混入光纤。

③要正确控制折射率的分布；

④正确控制光纤的结构尺寸；

⑤尽量减小光纤表面的伤痕损害，提高光纤机械强度。

光缆的优点
光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质。光导纤维电缆由一捆光纤组成,简称为光缆。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质，它的优点和光纤的优点类似，主要有以下几个方面：

(1)频带较宽。

(2)电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束，由于光束不受外界电磁干扰与影响，而且本身也不向外辐射信号，因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。当然，抽头困难是它固有的难题，因为割开的光缆需要再生和重发信号。

(3)衰减较小。可以说在较长距离和范围内信号是一个常数。

(4)中继器的间隔较大，因此可以减少整个通道中继器的数目，可降低成本。根据贝尔实验室的测试，当数据的传输速率为420Mbps且距离为119公里无中继器时，其误码率为,传输质量很好。而同轴电缆和双绞线每隔几千米就需要接一个中继器。
主要性能指标：
（1）比特率：也称信息速率，是信道上每秒所传的比特率，单位为比特/秒，写成b/s.
（2）带宽：是个频率范围，在这个频率范围之内，信号可以不失真的进行传输。
（3）通信容量：比特率*通信距离(Mb/s*km)
带宽越大，信道容量越大；带宽取决于载波的频率，载波频率越高，带宽越大
经验：带宽大约为载波信号频率的十分之一。
双绞线300KHZ ,同轴电缆1GHz，微波100GHZ,光纤100-1000THZ，其理论带宽可达50THz.单波信号速率已达40Gb/s
WDM中
在1525-1565nm共40nm的范围内（在0.8nm的频带间隔)，WDM系统可以传输50个信道，若每个信道传输速率为10Gb/s,则系统总的传输速率为50*10Gb/s.
载波是指被调制以传输信号的波形，一般为正弦波。一般要求正弦载波的频率远远高于调制信号的带宽，否则会发生混叠，使传输信号失真。 可以这样理解，我们一般需要发送的数据的频率是低频的，如果按照本身的数据的频率来传输，不利于接收和同步。使用载波传输，我们可以将数据的信号加载到载波的信号上，接收方按照载波的频率来接收数据信号，有意义的信号波的波幅与无意义的信号的波幅是不同的，将这些信号提取出来就是我们需要的数据信号。

传输介质是网络中连接收发双方的物理通道，也是通信中实际传送信息的载体。网络中常用的传输介质有：l 双绞线l 同轴电缆l 光纤电缆l 无线与卫星通信信道
光纤电缆简称为光缆，是网络传输介质中性能最好、应用前途最广泛的一种。
1．物理描述
光纤是一种直径为50μm～100μm的柔软、能传导光波的介质，多种玻璃和塑料可以用来制造光纤，其中使用超高纯度石英玻璃纤维制作的光纤可以得到最低的传输损耗。在折射率较高的单根光纤外面，用折射率较低的包层包裹起来，就可以构成一条光纤通道；多条光纤组成一束，就构成一条光缆。
2．传输特性
光导纤维通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号。光纤传输速率可以达到几千Mbps。
光纤传输分为单模与多模两类。所谓单模光纤，是指光纤的光信号仅与光纤轴成单个可分辨角度的单光线传输。所谓多模光纤，是指光纤的光信号与光纤轴成多个可分辨角度的多光线传输。单模光纤的性能优于多模光纤。
3．连通性光纤最普遍的连接方法是点对点方式，在某些实验系统中，也可以采用多点连接方式。
4．地理范围
光纤信号衰减极小，它可以在6km～8km公里的距离内，在不使用中继器的情况下，实现高速率的数据传输。
5．抗干扰性
光纤不受外界电磁干扰与噪声的影响，能在长距离、高速率的传输中保持低误码率。光纤传输的安全性与保密性极好。
6．价格光纤价格高于同轴电缆与双绞线。

光纤的种类很多，分类方法也是各种各样的。

从材料角度分
按照制造光纤所用的材料分类，有石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤等。

塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）制成的。它的特点是制造成本低廉，相对来说芯径较大，与光源的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便。但由于损耗较大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离低速率通信，如短距离计算机网链路、船舶内通信等。目前通信中普遍使用的是石英系光纤。

按传输模式分
按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤。

多模光纤的纤芯直径为50~62.5μm，包层外直径125μm，单模光纤的纤芯直径为8.3μm，包层外直径125μm。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km，1.55μm的损耗为0.20dB/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65μm以上的损耗趋向加大。由于OHˉ的吸收作用，0.90~1.30μm和1.34~1.52μm范围内都有损耗高峰，这两个范围未能充分利用。80年代起，倾向于多用单模光纤，而且先用长波长1.31μm。

多模光纤
多模光纤(Multi Mode Fiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5μm)，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。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。

单模光纤
单模光纤(Single Mode Fiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来又发现在1.31μm波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在1.31μm波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31μm处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31μm波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1.31μm常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟ITU－T在G652建议中确定的，因此这种光纤又称G652光纤。
佳传输窗口为依据
按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。

常规型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300μm。

色散位移型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300μm和1550μm。

我们知道单模光纤没有模式色散所以具有很高的带宽，那么如果让单模光纤工作在1.55μm波长区，不就可以实现高带宽、低损耗传输了吗？但是实际上并不是这么简单。常规单模光纤在1.31μm处的色散比在1.55μm处色散小得多。这种光纤如工作在1.55μm波长区，虽然损耗较低，但由于色散较大，仍会给高速光通信系统造成严重影响。因此，这种光纤仍然不是理想的传输媒介。

为了使光纤较好地工作在1.55μm处，人们设计出一种新的光纤，叫做色散位移光纤（DSF）。这种光纤可以对色散进行补偿，使光纤的零色散点从1.31μm处移到1.55μm附近。这种光纤又称为1.55μm零色散单模光纤，代号为G653。

G653光纤是单信道、超高速传输的极好的传输媒介。现在这种光纤已用于通信干线网，特别是用于海缆通信类的超高速率、长中继距离的光纤通信系统中。

色散位移光纤虽然用于单信道、超高速传输是很理想的传输媒介，但当它用于波分复用多信道传输时，又会由于光纤的非线性效应而对传输的信号产生干扰。特别是在色散为零的波长附近，干扰尤为严重。为此，人们又研制了一种非零色散位移光纤即G655光纤，将光纤的零色散点移到1.55μm 工作区以外的1.60μm以后或在1.53μm以前，但在1.55μm波长区内仍保持很低的色散。这种非零色散位移光纤不仅可用于现在的单信道、超高速传输，而且还可适应于将来用波分复用来扩容，是一种既满足当前需要，又兼顾将来发展的理想传输媒介。

还有一种单模光纤是色散平坦型单模光纤。这种光纤在1.31μm到1.55μm整个波段上的色散都很平坦，接近于零。但是这种光纤的损耗难以降低，体现不出色散降低带来的优点，所以目前尚未进入实用化阶段。

按折射率分布分
按折射率分布情况分：阶跃型和渐变型光纤。

阶跃型：光纤的纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的，包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的，只有一个台阶，所以称为阶跃型折射率多模光纤，简称阶跃光纤，也称突变光纤。这种光纤的传输模式很多，各种模式的传输路径不一样，经传输后到达终点的时间也不相同，因而产生时延差，使光脉冲受到展宽。所以这种光纤的模间色散高，传输频带不宽，传输速率不能太高，用于通信不够理想，只适用于短途低速通讯，比如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。这是研究开发较早的一种光纤，现在已逐渐被淘汰了。

光纤传输，即以光导纤维为介质进行的数据、信号传输。光导纤维，不仅可用来传输模拟信号和数字信号，而且可以满足视频传输的需求。光纤传输一般使用光缆进行，单根光导纤维的数据传输速率能达几Gbps，在不使用中继器的情况下，传输距离能达几十公里。
中文名
光纤传输
外文名
Optical fiber transmission
实质
以光导纤维为介质的数据传输
作用1
传输模拟信号和数字信号
作用2
满足视频传输的需求
快速
导航
产品优势优点传输过程传输材料传输特性传输损耗传输原理应用单线光纤
发展阶段
纵观国内外配线系统的发展，我们可看出这样三个阶段：
双绞线阶段
在这个阶段语音同大规模数据通信不能混用也适应这样的数据通信。
电缆+双绞线
它能满足用户的大量数据传输和视频的需求，但需要更多的接入设备，造价相对提高许多，且不易今后的扩展需求。
光纤阶段
即我们所说的最终阶段，在此时，各相应附属设备更完善，数据处理能力更强，扩展性更好。发展也特别快，接入设备价格有所调整，可以说这是一步到位的综合通信阶段。分析光纤中光的传输，可以用两种理论：射线光学（即几何光学）理论和波动光学理论。射线光学理论是用光射线去代替光能量传输路线的方法，这种理论对于光波长远远小于光波导尺寸的多模光纤是容易得到简单而直观的分析结果的，但对于复杂问题，射线光学只能给出比较粗糙的概念。

一分价钱一分货，材质越好，传输效率就越好……

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建德市17194837356： 求解:光在光纤中的传输特点.(这个是大学物理实验中的一条思考题.) - ？
鲁的锋泰： 1、衰减.光在光纤中传播时,平均光功率沿光纤长度方向呈指数规律减少. 2、色散. 波长色散.由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分来携带的,这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速度不同,从而引起色散.在光纤中,不同速度的信号传过的距离所需的时延不同.时延差越大,色散就越严重.因此,常用时延差表示色散程度.单模光纤中只传输基模LP01,总色散由材料色散、波导色散和折射剖面色散组成. 偏振模色散.(光纤中的光传输可描述为完全时沿X轴振动和完全是沿Y轴上的振动或一些光在两个轴上的振动.) 3、非线性效应.当光功率增加到一定程度时,光信号与光纤传输媒介间的非线性交互现象将会呈现.

建德市17194837356： 影响光纤通信的传输特性有哪些 - ？
鲁的锋泰： 我只知道那些因素可以影响光纤传输信号的质量. 宏弯,高频震动,断面,熔接点,X射线等.

建德市17194837356： 通讯技术中光纤传输特性是什么? - ？
鲁的锋泰： 光纤传输特性主要是指损耗特性和带宽特性(即色散特性),其特性的好坏直接影响光纤通信的中继距离和传输速率(或传输容量),因此它是设计光缆传输系统的基本出发点.

建德市17194837356： 光纤线路传输特征的基本参数有哪些 - ？
鲁的锋泰： 光纤的种类很多,根据用途不同,所需要的功能和性能也有所差异.但对于有线电视和通信用的光纤,其设计和制造的原则基本相同,诸如:①损耗小;②有一定带宽且色散小;③接线容易;④易于成统;⑤可靠性高;⑥制造比较简单;⑦价廉等. 光纤器件有两个基本参数,即插入损耗和隔离度.其理论上的最低损耗,在3pm波长时可达10-2~10-3dB/km,而石英光纤在1.55pm时却在0.15-0.16dB/Km之间.目前,ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗,只能用在2.4~2.7pm的温敏器和热图像传输,尚未广泛实用.

建德市17194837356： 光纤损耗的分类 - ？
鲁的锋泰： 一、光纤的吸收损耗 这是由于光纤材料和杂质对光能的吸收而引起的,它们把光能以热能的形式消耗于光纤中,是光纤损耗中重要的损耗,吸收损耗包括以下几种: 1、物质本征吸收损耗 这是由于物质固有的吸收引起的损耗.它有两个频带,...

建德市17194837356： 请问光纤上网有哪些特点? - ？
鲁的锋泰： 光纤上网特点如下: 1、传输距离远:光纤连接距离可达70公里; 2、传输速度快:光纤接入能够提供20Mbps、100Mbps等高速带宽; 3、损耗低:光纤介质的制造纯度极高,所以光纤的损耗极低,在通信线中可以减少中继站的数量,提高了通信质量; 4、抗扰能力强:光纤是非金属的介质材料,使用光纤作为传导介质,不受电磁干扰.

建德市17194837356： 建筑工程常识中光纤的重要参数包括哪些? ？
鲁的锋泰： 光纤的重要参数主要有光纤芯径、光纤的数值孔径和波长.(1) 光纤芯径(2a).光纤纤芯直径为2a,这是光波导的几 何尺寸.一般来说芯径越大,集光效应就越好,越有...

建德市17194837356： 光纤传输有什么优点呢? - ？
鲁的锋泰： 光纤传感器可以分为两大类: 一类是功能型(传感型)传感器; 另一类是非功能型(传光型)传感器. 1.功能型传感器 是利用光纤本身的特性把光纤作为敏感元件, 被测量对光纤内传输的光进行调制, 使传输的光的强度、相位、频率或偏振...

建德市17194837356： 光纤传输系统有什么特点 - ？
鲁的锋泰： 光纤跳线(又称光纤连接器),也就是接入光模块的光纤接头,也有好多种,且相互之间不可以互用.SFP模块接LC光纤连接器,而GBIC接的是SC光纤光纤连接器. 光纤跳线与双绞线、同轴电缆相比,只有以下突山的特点: 1、衰减小:数据...

建德市17194837356： 试述光纤的传光原理及其特点.给出光纤的重要参量,并说明其如何影响光纤的传光特性(损耗、色散因素). - ？
鲁的锋泰： 塑料光纤POF之所以能传光是因为光纤具有芯皮结构,光在POF中传输是按全反射原理进行的,光在SI POF中的传输方式为全反射式锯齿型,光在GI POF中的传输方式为正弦曲线型;子午线就是光线的传播路径始终经过光纤轴并在同一平面内...