1.2.6.3光纤

　　光纤就是能导光的玻璃纤维，利用光纤传递光脉冲进行通信就是光纤通信，有光脉 冲表示比特1,无光脉冲表示比特0.光纤具有如下显著特点：

　　（1）光纤直径很小只有0.1mm左右，因而重量轻。

　　（2）传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。

　　（3）由于可见光的频率非常高，约为10的8立方MHz的数量级，因此一个光纤通信系统的 传输带宽远远大于目前其他各种传输介质的带宽。

　　（4）不受电磁干扰、防腐和不会锈蚀。

　　（5）不怕高温，防爆、防火性能强。

　　（6）无串音干扰，保密性好。

　　（7）光纤的主要缺点是将两根光纤精确地连接需要专用设备。

　　光纤按传输方式可分为多模光纤和单模光纤。

　　1.多模光纤

　　多模光纤是利用光的全反射特性来导光的。若光从光密媒质射向光疏媒质，则折射 角大于入射角。如果不断增大入射角可使折射角达到90°，这时的入射角称为临界角。 如果继续增大入射角，则折射角会大于临界角，使光线全部返回光密媒质中，这种现象 称为光的全反射。根据这一原理，光纤主要由纤芯和包层构成，纤芯的折射率高，包层 的折射率低，如图1-34所示。

　　图1-34光纤的结构

　　多模光纤的光源为发光二极管，发出的可见光定向性较差，光以不同的角度进入纤芯。实际上，只要从纤芯中射到纤芯表面的光线的入射角大于某一个临界角，就可产生 全反射，因此，存在许多条不同角度入射的光线在一条光纤中传输，如图1-35所示。光 脉冲在多模光纤中传输时会逐渐展宽，造成失真，因此多模光纤只适合于近距离传输。

　　为了克服多模光纤的缺点，出现了梯度型多模光纤。根据经过媒体的光密越小，光 传播越快的特性，梯度型多模光纤纤芯的折射率从中间往边缘逐渐变小，光在其中传输 的路径变成了曲线，如图1-36所示。

　　图1-35多模光纤

　　图1-36梯度型多模光纤

　　2.单模光纤

　　如果光纤的直径减小到只有一个光的波长大小，则光纤就像一根波导那样，它可使 光线沿直线传播，而不会产生多次反射。单模光纤就是按这样的原理制成的，如图1-37 所示。单模光纤的纤芯很细，直径只有几微米，制造成本较高。同时，单模光纤的光源 使用定向型很好的激光二极管。因此，单模光纤的损耗较小，传输距离远。

　　图1-37单模光纤

　　光纤有三种连接方式。首先，可以将它们接入连接头并插入光纤插座；其次，将两 根切割好的光纤的一端放在一个套管中，然后甜起来，让光纤通过结合处来调整；第三， 两根光纤可以被融合在一起形成坚实的连接。

　　由于光纤很细，连包层一起的直径也不到0.2mm,因此必须将光纤做成很结实的光 缆。一根光缆少则只有一根光纤，多则可包括数十至数百根光纤，再加上加强元件和填 充物就可以大大提高其机械强度，最后加上包带层和外护套，就可以使抗拉强度达到几公斤，完全可以满足工程施工的强度要求。