3.2.3 光纤的主要特性

3.2.3  光纤的主要特性

光纤的完整名称叫做“光导纤维”（Optical Fiber），由能传导光波的石英玻璃纤维外加保护层构成。石英玻璃纤维是用纯石英经特别的工艺拉成的细丝，其直径比头发丝还要细 （50～100μm）。相对于金属导线来说具有重量轻、线径细的特点。用光纤传输电信号时，在发送端先要将其转换成光信号，而在接收端又要由光检测器还原成电信号。在目前来说，已经实现一根光纤的传输速率在100Gb/s以上。而且这个速率还远远不是光纤的传输速率的极限。

光纤有单芯（单模）和多芯（多模）之分，如图3-6的上、下图所示。

图3-6  单芯和多芯光缆

光纤通信利用光导纤维传递光脉冲来进行通信。习惯上，有光脉冲表示比特1，而无光脉冲则表示比特0。光传输系统由3部分组成，即：光源、传输介质和检测器。光纤通信的原理是光的全反射特性。当光照到检测器时，它产生一个电脉冲。在光纤的一端放上光源，另一端放上检测器，就有了一个单向传输系统，它接收一个电信号，转换成光脉冲并传输出去，然后接收端再把光脉冲转换为电信号。
光纤作为传输介质具有以下几个主要特点。

 通信容量大。
 传输损耗小，中继距离长，远距离传输经济。
 抗雷电和电磁干扰性能好。这在有大电流脉冲干扰的环境下尤为重要。
 无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据。
 体积小，重量轻。
 光纤对接需专用设备，光电接口也较贵。

光纤的主要特性如下。

 物理特性：在计算机网络中均采用两根光纤（作用于不同传输方向）组成传输系统。按波长范围（近红外范围内）可分为3种：0.85μm短波长区（0.8μm～0.9μm）、1.3μm长波长区（1.25μm～1.35μm）和1.55μm长波长区（1.53μm～1.58μm）。不同的波长范围光纤损耗特性也不同，其中0.85μm波长区为多模光纤通信方式，1.55μm波长区为单模光纤通信方式，1.3μm波长区有多模和单模两种方式。

 传输特性：光纤通过内部的全反射来传输一束经过编码的光信号，内部的全反射可以在任何折射指数高于包层媒体折射指数的透明媒体中进行。光纤的数据传输率可达Gb/s级，信号损耗和衰减非常小，传输距离可达数十千米，是长距离传输的理想传输介质。
 连通性：光纤普遍用于点到点的链路。由于光纤功率损失和衰减小的特性，以及有较大的带宽潜力，因此一段光纤能够支持的分接头数比双绞线或同轴电缆多得多。
 地理范围：从目前的技术来看，光纤可以在6～8km的距离内不用中继器传输，因此光纤适合于在几个建筑物之间通过点到点的链路连接局域网络。
 抗干扰性：光纤具有不受电磁干扰或噪声影响的独有特征，适宜在长距离内保持高数据传输率，而且能够提供很好的安全性。

由于光纤通信具有损耗低、频带宽、数据传输率高、抗电磁干扰强等特点，对高速率、距离较远的局域网也是很适用的。目前采用波分复用（Wavelength Division Multiplexing，WDM）技术可以在一条光纤上复用多路传输，每路使用不同的波长。