一大波光纤通信原理动图来袭

单模光纤通常工作在1310nm、1550nm和1625nm。

2 单模与多模

2 单模与多模

外径一般为125um(一根头发平均100um)

内径：单模9um 多模50/62.5um

3 数值孔径（Numerical Aperture）

3 数值孔径（Numerical Aperture）

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。

光的散射是指光通过不均匀介质时一部分光偏离原方向传播的现象。此时引起的光能量损失，光的传输不再具有很好的方向性。

二进位的 0, 1 在发送端是明确的分离脉冲

脉冲在接收端变为延伸和变形，并重叠在一起, 使不能正确解码。

5 瑞利散射（Rayleigh Scattering ）

5 瑞利散射（Rayleigh Scattering ）

光纤中的瑞利散射：是一种基本损耗机制，是由于在制造过程中光纤密度的随机涨落引起折射率的局部起伏，使得光向各个方向散射。

6 背向散射（Backscatter）

6 背向散射（Backscatter）

光纤中的光功率绝大部分为前向传播,但有很少部分朝发光器背向散射。

OTDR正是利用背向散射来测光缆线路的损耗，长度等。

光在光纤中传播时会发生瑞利散射（Rayleigh backscattering）以及菲涅尔反射（Fresnel reflection），OTDR就是利用了光这一特点，采集光脉冲的在通路中的背向散射及反射而制成的高科技、高精密的光电一体化仪表。

7 菲涅尔反射（Fresnel Reflection）

7 菲涅尔反射（Fresnel Reflection）

当光入射到折射率不同的两个媒质分界面时，一部分光会被反射，这种现象称为菲涅尔反射。如果光在光纤中的传输路径为光纤—空气—光纤，由于光纤和空气的折射率不一样，将产生菲涅尔反射。

8 色散（Chromatic dispersion）

8 色散（Chromatic dispersion）

光纤中由光源光谱成分中不同波长的不同群速度所引起的光脉冲展宽的现象。

材料色散

光纤材料石英玻璃的折射率对不同的传输光波长有不同的值，许多不同波长的太阳光通过棱镜以后可分成七种不同颜色就是一个证明。由于上述原因，材料折射率随光波长而变化从而引起脉冲展宽的现象称为材料色散。

波导色散

由于光纤的纤芯与包层的折射率差很小，因此在交界面产生全反射时，就可能有一部分光进入包层之内。这部分光在包层内传输一定距离后，又可能回到纤芯中继续传输。进入包层内的这部分光强的大小与光波长有关，这就相当于光传输路径长度随光波波长的不同而异。

大部分光集中在纤芯，部分进入包层，这一更宽的分布称为模场直径。

单模光纤中的基模场并没有完全集中在纤芯中，有一部分的能量存在于包层中。所以不能像多模光纤那样用纤芯直径表示横截面上的传光范围，只能用模场直径来表示。模场直径是衡量单模光纤横截面上基模场分布的一个物理量。

模场直径用来表征在单模光纤的纤芯区域基模光的分布状态。基模在纤芯区域轴心线处光强最大，并随着偏离轴心线的距离增大而逐渐减弱。 一般将模场直径定义为光强降低到轴心线处最大光强的1/(e^2)的各点中两点最大距离。 返回搜狐，查看更多