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光纤通信以其通信容量大、传输距离远等优点成为现代通信的主要支柱之一。 下面会有一张大波浪图，让您简单直观地了解光纤通信背后的原理。 1 电磁波谱

光纤通信的工作波长在近红外区。

它分为以下频段：O-band、E-band、S-band、C-band、L-band和U-band，如下图所示：

请参考文章：《认识光》2光纤结构

裸光纤一般分为纤芯（core）、包层（cladding）、包覆层

请参考文章：《光纤的结构》3光纤的全反射

4 单模光纤和多模光纤

外径一般为125um左右，单模内径为9um

外径一般为125um左右，多模内径为50/62.5um

可以参考文章：《单模光纤/多模光纤》 5 数值孔径（NA） 数值孔径（Numerical Aperture） 只有一定角度范围内的入射光才能在光纤中传输。 角正弦 α = 数值孔径 (NA = sin α)

6 光的散射 光通过不均匀介质时，会发生偏离原来方向的现象，造成能量损失，称为光散射。

7 瑞利散射 瑞利散射（Rayleigh Scattering）是散射的一种光纤光谱仪 工作原理，又称“分子散射”。 当粒径远小于入射光波长（小于波长的十分之一）时，每个方向的散射光强度不同，强度与入射光波长的四次方成反比入射光。 这种现象称为雷李散射。

8 Backscatter 反向散射（Backscatter）是指光纤中的大部分光功率向前传播，但有一小部分向着光发射器反向散射。 使用光发射器处的分束器观察反向散射的时间曲线。 从一端不仅可以测量连接的均匀光纤的长度和衰减，还可以测量由接头和连接器引起的局部不规则、断点和问题。 光功率损耗。 例如，OTDR 利用后向散射原理。

9 菲涅尔反射 菲涅尔反射（Fresnel Reflection）是指光线入射到两种折射率不同的介质界面时，部分光线会被反射的现象。 如果光在光纤中的传输路径是光纤-空气-光纤，由于光纤与空气的折射率不同，会发生菲涅尔反射。

10 色散（CD） 色散是由于光纤材料石英玻璃对不同的光频率具有不同的折射率，光源具有一定的光谱宽度，不同光频率引起的群速度也不同，导致光脉冲变宽。 包括：材料色散和波导色散。

参考：《相速度和群速度：色散》、《波分系统中的色散CD》 (1)材料色散 材料色散是由光纤材料本身的特性引起的。 石英玻璃的折射率，严格来说并不是一个固定的常数，而是对于不同的透射波长有不同的数值。 实际用于光纤通信的光源发出的光，不仅具有理想的单一波长光纤光谱仪 工作原理，而且具有一定的光谱宽度。

(2)波导色散是光纤的某一传输模式在不同光频率下群速度不同而引起的脉冲展宽。 它与光纤结构的波导效应有关，因此也称为结构色散。

11 光纤的折射率

可以参考文章：《Step Fiber/Graded Fiber》12 Mode Field Diameter (MFD) Mode Field Diameter用来表征基模光在单模光纤芯区的分布。 基模的光强在纤芯区域的轴线处最大，并随着离轴线的距离增加而逐渐减弱。 通常，模场直径被定义为光强度降低到轴上最大光强度的1/(e^2)的点中两点之间的最大距离。

可以参考文章：《光纤通信：什么是模场直径和截止波长？》 》13 Optical Attenuation Optical Attenuation 所谓损耗是指光纤单位长度的衰减，单位为dB/km。 光纤损耗的高低直接影响传输距离或中继站之间的距离。 因此，了解和降低光纤的损耗对于光纤通信具有重大的现实意义。

光纤弯曲损耗 光纤对弯曲非常敏感，如果弯曲半径

当Macrobend 弯曲被纠正后，它可以被恢复。

微弯

微弯无法恢复，例如线缆捆得太紧造成的。

14 光纤熔接

15个光纤连接器

光纤适配器

光纤连接器的截面分为PC、UPC、APC。

16 耦合器（Coupler） 光纤耦合器将光信号从一根光纤中分离到多根光纤中的无源光器件。

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