光纤的工作原理和种类

  cal fiber），简称光纤，是一种由玻璃或塑料制成的纤维，利用光在这些纤维中以全内反射原理传输的光传导工具。

  通常光纤的一端的发射设备使用发光二极管或一束激光将光脉冲发送至光纤中，光纤的另一端的接收设施使用光敏组件检测脉冲。

  由于信息在光导纤维的传输损失比电在电线传导的损耗低得多，更因为主要生产原料是硅，蕴藏量极大，较易开采，所以价格很便宜，促使光纤被用作长距离的信息传递介质。

  光纤的主要用途是通信。目前通信用的光纤，绝大多数都是石英系光纤，其主要成分是高纯度石英玻璃，即二氧化硅(SiO2) 。

  在光纤中，光信号是由很多不同的成分组成的，由于信号的各频率成分或各模式成分的传播速度不同，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，此现状称为光纤色散。

  光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变和展宽，由此产生码间干扰。为了能够更好的保证通信质量，必须增大码间间隔，即降低信号的传输速率，这就限制了光纤系统的通信容量和传输距离。

  按照色散产生的原因，光纤色散可分为模式色散，材料色散、波导色散和极化色散。

  光纤的损耗是指光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因引发光功率的减小。

  光纤是柔软的，可以弯曲，可是弯曲到某些特定的程度后，光纤虽能导光，但会使光的传输途径改变。

  由传输模转换为辐射模，使一部分光能渗透到包层中或穿过包层成为辐射模向外泄漏损失掉，由此产生损耗。

  从理论上讲，一根光纤可以同时传输100亿个线万个话路的试验已经成功，比传统同轴电缆、微波等高出几千乃至几十万倍。

  光纤具有极低的衰耗系数，配以适当的光发送、光接收设施、光放大器、前向纠错与RZ编码调制技术等，可使其中继距离达数千公里以上，而传统电缆只能传送1.5km，微波50km，根本没办法与之相比拟。

  因为光纤的基本成分是石英，只传光，不导电，不受电磁场的作用，在其中传输的光信号不受电磁场的影响，故光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。也正因为如此，在光纤中传输的信号不易被窃听，因而利于保密。

  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。

  根据国际电信联盟ITU-T建议，通信光纤分为G.651-G.657七大类，其中G.651为多模光纤，G.652至G.657为单模光纤。

  光跳线由一根或数根一定长度的光纤和光连接器构成，光跳线用来做从设备到光纤布线链路的跳接线，通常用于连接光端机和终端盒。

  一般光纤跳线用黄色表示，接头和保护套为蓝色；传输距离较长。单模光缆的连接距离可达10公里。

  一般光纤跳线用橙色表示，也有的用灰色表示，接头和保护套用米色或者黑色；传输距离较短。

  多模光缆的连接距离要短的多，是300米或500米（主要看激光的不同，产生短波长激光的光源一般有两种，一种是62.5的，一种是50的）

  多模光纤通常在建筑物内或公司园区内具有成本效益，而单模光纤则更适合长距离运行。

  最早应用于存储局域网络。外壳材质为金属，接口处有螺纹，和光模块连接时可以固定的很好。

  材质为金属，接口处为卡扣式，常用于光纤配线）SC接口（Square Connector）

  。“SC”接头是标准方型接头，采用工程塑料，具有耐高温，不容易氧化优点。传输设备侧光接口一般用SC接头。

  光模块，接口可以卡在光模块上。“LC”接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些。“FC”接头是金属接头，一般在ODF侧采用，金属接头的可插拔次数比塑料要多。在表示尾纤接头的标注中，常能见到“FC/PC”，“SC/PC”等。

  l fiber)又叫尾线、猪尾线，一端是连接头，另一端是光缆纤芯的断头。

  （之间还用到耦合器、跳线等）。一般出现在光纤终端盒内，通过熔接方式与其他光缆纤芯相连，可简化电缆系统的安装和维护工作。

  同光纤跳线一样，尾纤也分为单模尾纤和多模尾纤。它们两者在色彩、波长以及传输间隔方面有必定的差异。

  一般来说，多模尾纤为橙色，作业波长为850nm，传输间隔在500m左右；单模尾纤色彩为黄色，作业波长为1310m或1550m，它可以传输的间隔较长，为10—40km左右。

  别的，依据光纤芯数的不同，尾纤又可大致分为单芯尾纤、4芯尾纤、6芯尾纤、8芯尾纤、12芯尾纤、24芯尾纤等。

  尾纤最首要的一个效果就是衔接。光纤和尾纤衔接，把光缆中的裸纤和光纤尾纤熔合在一起变成一个全体，而尾纤则有一个独自的光纤头，经过与光纤收发器相连，将光纤和双绞线衔接，接到信息插座。

  器、专用剥线钳、光纤切割刀等。传输体系常用的尾纤有SC/PC、FC/PC、LC/PC、E2000/APC、ST/PC等五种接口。（3）常用的尾纤类型

  FC-SC类型，也就是一般所的圆转方的尾纤。FC衔接ODF盒，SC衔接设备的光口。这种光纤衔接器在前期的SBS和Optix设备中运用较多。

  SC-LC类型，LC接口俗称小方头尾纤，归于卡接式接头。现在华为OSN系列设备，中兴S系列设备，包含前期朗讯的波分设备，都是用的这种光纤衔接器。

  相较于其他连接器,最主要的特点是紧凑设计、跳线芯数多。MPO连接器与SC连接器的尺寸相同,但可容纳12或24根光纤,因此,MPO可非常大地节省机柜布线空间。

  通过ISO 11801标准标识，多模光缆可分为OM1光纤，OM2光纤，OM3光纤，OM4光纤和新发布的OM5光纤。

  OM即光模式，是多模光纤表示光纤等级的标准。不一样的等级传输时的带宽和最大距离不同。其中，OM1支持最大值为1GB的

  的布线G高速以太网的传输。OM5则在0M4的基础上拓宽带宽通道，为100Gb/s和400Gb/s波长提供解决方案。OM5光纤主要具有三大优势

  OM5光纤跳线可以将短波波分复用和并行传输技术结合在一起，并且只需要8芯宽带多模光纤，就能够支持200/400G以太网应用；

  OM5光纤跳线借鉴了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1芯多模光纤上支持4个波长，很大程度上降低了网络的布线）在兼容性和互操作性方面优势明显

  能够和OM3光纤跳线光纤跳线一样支持传统应用，和传统的OM3和OM4光纤跳线能够完全兼容，互操作性极强。在400G时代，OM5多模光纤应用前景广阔，即使在低速率设备向高速率设备升级迭代的过程中也能有不俗的表现。

  下一部分将从核心尺寸，带宽，数据速率，距离，颜色和光源方面对这些光纤进行详细比较。

  OM1电缆通常带有橙色护套，芯线微米（µm）。它能支持长达33米的10 Gb以太网。它最常用于100兆位以太网应用。

  OM2 的建议外套颜色为橙色。其核心尺寸为50µm，而不是62.5µm。它支持长度达82米的10 Gb以太网，但更常用于1 Gb以太网应用。

  OM3的建议外套颜色为水蓝色。与OM2一样，其核心尺寸为50µm，但该电缆针对使用较少光模的基于激光的设备做了优化。作为优化的结果，它能够运行长达300米的10 Gb以太网。自从问世以来，生产技术已提高了OM3的整体功能，使其能够与40米和100米以内的100 Gb以太网（最长100米）一起使用。10 Gb以太网是其最常见的用途。

  的多模光纤，向后兼容OM4。它具有与OM2，OM3和OM4相同的核心大小。OM5纤维外套的颜色为（**Lime Green，水绿色）。它被设计并指定为通过850-953 nm窗口支持至少四个WDM通道，每个通道的最小速度为28Gbps。

  如果数据中心使用的是不符合IEEE标准的100G-SWDM4收发器，则证明OM5能支持150米的距离，仅比OM4多50米。布线）更少光纤支持更高带宽的应用

  也就是说传统的OM1、OM2、OM3、OM4多模光纤只有一条通道，而OM5具有四个通道，传输能力提高了四倍。

  将短波波分复用(SWDM)和并行传输技术结合在一起，OM5只需要8芯宽带多模光纤(WBMMF)，就能够支持200/400G以太网应用，大幅度减少了光纤芯数，在很大程度上降低了网络的布线）更远的传输距离

  OM5光纤的传输距离比OM3、OM4的会更长。OM4光纤被设计用来支持至少100米的长度与100G-SWDM4收发器。

  OM5具有与OM3, OM4相同的光纤尺寸，这在某种程度上预示着与OM3, OM4是完全兼容的，如要在现有布线是不需要更改的。

  OM5光纤更具有扩展性和灵活性，能够以较少的多模光纤芯数支持更高速的网络传输，而成本和功耗都远低于单模光纤，因此，未来将会大范围的应用于100G/400G/1T超大型的数据中心。

  OM1和OM2多年来被广泛部署于建筑物内部的应用，支持最大值为1GB的以太网路传输；OM3和OM4光缆通常用于在数据中心的布线G高速以太网路的传输。

  OM5设计用于40Gb/s和100Gb/s传输，可减少高速传输的光纤数量。

  MTP和MPO光纤电缆之间的主要不同之处在于它们的连接器。作为改进版本，配备MTP连接器的MTP电缆具有更加好的机械设计和光学性能。

  （7）MTP的主要特征MTP光纤连接器的外框套散件可方便移除。MT插芯设计可在生产时的返工和重新研磨时能确保性能不受损失。阴阳性在组装后甚至在现场可灵活的改变，插芯组装后可过干涉检测。MTP光纤连接器浮动的插芯可提高机械对接时的传输性能

  N)采用的是不锈钢材料质地，椭圆导针能提高对接的精度，并且降低对导孔的磨损，使得MTP光纤连接器更持久地保持高性能传输。

  （8）MTP光纤连接器的弹簧设计最大限度提高12芯和多芯带状应用的带状间隙从而防止光纤损坏。（9）MTP光纤连接器有至少四种标准的匹配散件，可适配不一样的光缆，更具实用性，其中包括：

  AOC有源光缆是将2只光模块与光缆封装在一起，由于中间的传输介质是光缆，所以AOC的光模块，里面是有激光器件的，价格都对

  较高；但是它的光口不外露，具有极高的可靠性，工作距离可以100米以内的远距离长度定制也是它的优势之一。AOC有源光缆实际上就是带了光模块的光纤跳线。AOC一般长度比较短，最多也就几百米，最大的特点是光模块和光纤做成了一体，不可分离。这样的好处是整体的成本比较低，因为将光纤固定在模块里面，制作的步骤少用了一些光器件。

  AOC有源光缆适合短距离的应用场景，不适合长距离的传输场景，这是显而易见的，光缆不可能有那么长。AOC有源光缆在

  AOC对环境要求较低，没有光纤连接器的清洁问题；成本优化，不带DDM功能；缺点：不能灵活配置距离，出厂前需要提前确认传输距离。

  高速线缆(Direct Attach Cable)简称DAC，简单来说，高速线缆DAC是在一根线缆的两端接上光模块，大范围的应用于存储区域网络、数据中心和高性能计算机连接，在

  中正逐渐崛起。详细来说，高速线缆DAC是以镀银导体和发泡绝缘芯线为材料，采用线对屏蔽及总屏蔽的方式，从而构成了高速线缆。

  散热性好：高速线缆由铜芯制成，散热效果好。高速线缆的缺点是传输距离短、重量大、体积大、难以管理，容易受到电磁干扰的影响，例如会出现不良响应、退化等问题。

  光纤外层的保护结构可以有效的预防周遭环境对光纤的伤害。光缆包括光纤、缓冲层及披覆。

  纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体，它质地脆、易断裂，因此就需要外加一保护层。所以它们的区别就在于此。

  而海底光缆由于具有高质量、高清晰度、大容量、安全性能好、性价比高等优点，成为国际光缆的主要形式。

  leGeography，目前全球95%以上的跨国数据传输通过海底光缆。海底光缆是传输能力和经济性超越卫星通讯等技术方法，也是当前最主要的跨洲通信技术。

  海底电缆的核心是由高纯度光纤制作，通过内反射来引导光沿着光纤的路径前进。

  在海底光缆的制作中，光纤首先会被嵌入在类似果冻的化合物中，保护即使在与海水接触的情况下电缆也不会损坏。然后将光缆装入钢管中，防止水的压力将其破坏。

  接下来将其包裹在整体强度极高的钢丝之中，并套在铜管之中，最后套上聚乙烯材料的保护层。

  光纤受到不均匀应力的作用，例如受到压力或者套塑光纤受到气温变化时，光纤轴产生微小不规则弯曲甚至断裂，其结果是传导模变换为辐射模而导致光能损耗。

  接头接触不良主要发生在光路终结处，例如光配线箱和光交换机。可能由于操作人员疏忽，或者设备质量上的问题，又或接头老化等，导致光纤接头不紧密，造成光信号的反射损耗和泄露衰减。

  、作用、分类与应用解析 /

  浅析 /

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