光纤理论与光纤结构

一.光及其特性：
 1. 光是一种电磁波。可见光部分波长范围是： 390~760nm(毫微米).大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是：850，1300，1550三种。
 2.光的折射，反射和全反射。
    因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时， 折射光会消失， 入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率)，相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
 二.光纤结构及种类：(四海光纤)
 1.光纤结构：
    光纤裸纤一般分为三层： 中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm)，中 间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)，最外是加强用的树脂涂层。
 2.数值孔径：
    入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&TCORNING)。
 3.光纤的种类：
 A. 按光在光纤中的传输模式可分为： 单摸光纤和多模光纤。
多模光纤：中心玻璃芯教粗(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：中心玻璃芯教细(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，但其色度色散起主要作用，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。
 B.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：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300μm和1550μm。
 C.按折射率分布情况分：突变型和渐变型光纤。
突变型：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，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。
渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，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。
 4.常用光纤规格：。(四海光纤)
    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： 98/1000μm 用于汽车控制。
 三.光纤制造与衰减：
 1.光纤制造：
现在光纤制造方法主要有：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.
 2.光纤的衰减：
    造成光纤衰减的主要因素有： 本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。
    本征： 是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。
    弯曲： 光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。
    挤压： 光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
    杂质： 光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。
    不均匀： 光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
    对接： 光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。
 四.光纤的优点：
 1. 光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。
 2. 无中继段长.几十到100多公里，铜线只有几百米。
 3. 不受电磁场和电磁辐射的影响。
 4. 重量轻，体积小。例如：通2万1千话路的900对双绞线，其直径为3英寸，重量8 吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆直径为0.5英寸，重量450P/KM。
 5. 光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所。
 6. 使用环境温度范围宽。
 7. 化学腐蚀，使用寿命长。
光纤收发器测试方法
测试设备
  两台PC机，各装一个10/100自适应、半/全双工的以太网卡，
  两台收发器(分单/多模,10/100M),两根光跳线,绞接双绞线
安装设置 。(四海光纤)
    将网卡装在计算机上,做好设置,如收发器是10M的,可将网卡一个设成自适应,一个设成10M。给收发器接上电源，应严格按照说明书的要求接电源。用双绞线把计算机和收发器连接起来，两根双绞线均应为绞接线；用光跳线把两个收发器连接起来，如收发器为单模，跳线也应用单模的。光跳线连接时，一端接RX，另一端接TX，如此交叉连接。
    从指示灯的状态来看，接上电源，电源灯（POWER）应该亮，接上双绞线，线路灯（LINK）应该亮，接上光纤，输入输出光信号灯（RX、TX）应该亮。如果只有电源灯亮，说明网卡设置不对，查设置软件。
    线路灯不亮，可能是接上了直通线（直通线用于收发器和HUB之间的连接）或未插牢，光信号灯不亮，可能是光纤接反了，随便调换两口即可；或是光纤接口太脏，用酒精擦干净；或是没接牢，重新插拔。
    10M/100M自适应HUB（或交换机）有网管口，可用专用的连线和计算机连接，可通过WIN95的直接电缆连接和超级终端进行控制（由客户自行设置）
    此时收发器应接通，否则是收发器有故障。。(四海光纤)