光纤是什么？分类有哪些？工作原理一览

随着网络信息技术的发展，物联网、大数据中心、5G等技术不断涌现，数据流量不断提升，需求量已经从100Gb/s上升至100Tb/s，在通信传输过程中，光纤通信越来越重要。那么，什么是光纤?分类有哪些?工作原理是怎样的?本文将具体梳理。

1.光纤

光纤即光导纤维，是一种用来传递光的玻璃纤维。用光学玻璃拉成，直径通常为10～100微米。光导纤维由纤芯和包层两部分组成。有两种纤维结构可以形成波导传输，即阶跃(折射率)型和梯度(折射率)型。阶跃型光导纤维的纤芯与包层间折射率是阶梯状的，纤芯的折射率大于包层，人射光线在纤芯和包层间界面产生全反射，因此呈锯齿状曲折前进。梯度型光导纤维的纤芯折射率从中心轴线开始向着径向逐渐减小。因此，入射光线进人光纤后，偏离中心轴线的光将呈曲线路径向中心集束传输，光束在梯度型光导纤维中传播时，形成周期性的会聚和发散，呈波浪式曲线前进。故梯度型光导纤维又称聚焦型光导纤维。

2.光纤分类

(1)按材料分类可将光纤分为高纯度石英玻璃纤维、多组分玻璃光纤、塑料光纤。其中利用高纯度石英玻璃纤维制成的光纤光损耗比较低，在波长较长时，最低损耗为0.47dB/Km。而多组分玻璃光纤则是由常规的玻璃制成的，此种光纤的损耗也很低。利用人工合成的导光塑料制成的是塑料纤维，该种纤维的缺点是损耗大，但是它却具有成本低、重量轻、柔软性好等优点，因此常利用该种材料的光纤进行短距离导光。

(2)按照折射率分类光导纤维可分为阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤。

(3)按照光线的传播模式分类可将光纤分为单模光纤和多模光纤。

单模光纤信息容载量较大，通信距离远，对光源要求高，仅允许以单一模式传输，光信号限制在纤芯中央进行传输，运行模式波长较长。多模光纤信息容载量较小，通信距离短，对光源要求低，允许在纤芯边缘与包层之间以不同角度不断反射而实现 多模式传输，运行模式波长较短。成本方面，由于单模光纤使用单模发射器使用的 传输设备昂贵，因此安装和传输成本较高。

3.光纤工作原理

光纤的主要原理是：光在内部传播时，第一层的折射率比第二层的折射率大，当光波进入光纤后，由于第一层和第二层折射差的原因，进入光纤的光波会发生全反射，反射回来的光波并沿着轴向曲折前进。

4.光纤的优势

(1)信息传输方式速度更快;

(2)光纤信息容载量更大;

(3)不受电磁及频道干扰，同等强度信号传输距离更长;

(4)对中继器需求较少;

(5)传输相同数量数据时，所消耗的能量更小。

以上梳理了光纤的定义、分类、原理等，希望对你有所帮助，如果你想了解更多相关内容，敬请关注三个皮匠报告的行业知识栏目。

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