光纖分類

根據不同光纖的分類標準的分類方法，同一根光纖將會有不同的名稱。

按光纖的材料分類

按照光纖的材料，可以將光纖的種類分為石英光纖和全塑光纖。

石英光纖一般是指由摻雜石英芯和摻雜石英包層組成的光纖。這種光纖有很低的損耗和中等程度的色散。目前通信用光纖絕大多數是石英光纖。

全塑光纖是一種通信用新型光纖，尚在研制、試用階段。全塑光纖具有損耗大、纖芯粗(直徑100～600μm)、數值孔徑(NA)大(一般為0.3～0.5，可與光斑較大的光源耦合使用)及制造成本較低等特點。目前，全塑光纖適合于較短長度的應用，如室內計算機聯網和船舶內的通信等。

按光纖剖面折射率分布分類

按照光纖剖面折射率分布的不同，可以將光纖的種類分為階躍型光纖和漸變型光纖。

按傳輸模式分類

按照光纖傳輸的模式數量，可以將光纖的種類分為多模光纖和單模光纖。

單模光纖是只能傳輸一種模式的光纖。單模光纖只能傳輸基模(最低階模)，不存在模間時延差，具有比多模光纖大得多的帶寬，這對于高碼速傳輸是非常重要的。單模光纖的模場直徑僅幾微米(μm)，其帶寬一般比漸變型多模光纖的帶寬高一兩個數量級。因此，它適用于大容量、長距離通信。

按照國際標準規定分類(按照ITU-T 建議分類)

為了使光纖具有統一的國際標準，國際電信聯盟(ITU-T)制定了統一的光纖標準(G 標準)。按照ITU-T 關于光纖的建議，可以將光纖的種類分為：

G.651 光纖(50/125μm 多模漸變型折射率光纖)

G.652 光纖(非色散位移光纖)

G.653 光纖(色散位移光纖DSF)

G.654 光纖(截止波長位移光纖)

G.655 光纖(非零色散位移光纖)。

為了適應新技術的發展需要，目前G.652 類光纖已進一步分為了G.652A、G.652B、G.652C 三個子類，G.655 類光纖也進一步分為了G.655A、G.655B 兩個子類。

按照IEC 標準分類，IEC 標準將光纖的種類分為

A 類多模光纖：

A1a 多模光纖(50/125μm 型多模光纖)

A1b 多模光纖(62.5/125μm 型多模光纖)

A1d 多模光纖(100/140μm 型多模光纖)

B 類單模光纖：

B1.1 對應于G652 光纖，增加了B1.3 光纖以對應于G652C 光纖

B1.2 對應于G654 光纖

B2 光纖對應于G.653 光纖

B4 光纖對應于G.655 光纖

光纖結構及種類

光及其特性：

1.光是一種電磁波

可見光部分波長范圍是：390~760nm(納米)。大于760nm部分是紅外光，小于390nm部分是紫外光。光纖中應用的是：850nm，1310nm，1550nm三種。

2.光的折射，反射和全反射。

因光在不同物質中的傳播速度是不同的，所以光從一種物質射向另一種物質時，在兩種物質的交界面處會產生折射和反射。而且，折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過某一角度時，折射光會消失，入射光全部被反射回來，這就是光的全反射。不同的物質對相同波長光的折射角度是不同的（即不同的物質有不同的光折射率），相同的物質對不同波長光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形成的。

1.光纖裸纖一般分為三層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為50或62.5μm），中間為低折射率硅玻璃包層（直徑一般為125μm），最外是加強用的樹脂涂層。光線在纖芯傳送，當光纖射到纖芯和外層界面的角度大于產生全反射的臨界角時，光線透不過界面，會全部反射回來，繼續在纖芯內向前傳送，而包層主要起到保護的作用。

2.數值孔徑：

入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個角度范圍內的入射光才可以。這個角度就稱為光纖的數值孔徑。光纖的數值孔徑大些對于光纖的對接是有利的。不同廠家生產的光纖的數值孔徑不同（AT&T CORNING）。

3.光纖的種類：

光纖的種類很多，根據用途不同，所需要的功能和性能也有所差異。但對于有線電視和通信用的光纖，其設計和制造的原則基本相同，諸如：①損耗小；②有一定帶寬且色散小；③接線容易；④易于成統；⑤可靠性高；⑥制造比較簡單；⑦價廉等。光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的，茲將各種分類舉例如下。

（1）工作波長：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。

（2）折射率分布：階躍（SI）型光纖、近階躍型光纖、漸變（GI）型光纖、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。

（3）傳輸模式：單模光纖（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。

（4）原材料：石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、復合材料光纖（如塑料包層、液體纖芯等）、紅外材料等。按被覆材料還可分為無機材料（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料等。

（5）制造方法：預塑有汽相軸向沉積（VAD）、化學汽相沉積（CVD）等，拉絲法有管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。

石英光纖

石英光纖（Silica Fiber）是以二氧化硅（SiO2）為主要原料，并按不同的摻雜量，來控制纖芯和包層的折射率分布的光纖。石英（玻璃）系列光纖，具有低耗、寬帶的特點，已廣泛應用于有線電視和通信系統。

石英玻璃光導纖維的優點是損耗低,當光波長為1.0～1.7μm（約1.4μm附近），損耗只有1dB/km，在1.55μm處最低，只有0.2dB/km。

摻氟光纖

摻氟光纖（Fluorine Doped Fiber）為石英光纖的典型產品之一。通常，作為1.3μm波域的通信用光纖中，控制纖芯的摻雜物為二氧化鍺（GeO2），包層是用SiO2作成的。但接氟光纖的纖芯，大多使用SiO2，而在包層中卻是摻入氟素的。由于，瑞利散射損耗是因折射率的變動而引起的光散射現象。所以，希望形成折射率變動因素的摻雜物，以少為佳。氟素的作用主要是可以降低SIO2的折射率。因而，常用于包層的摻雜。

石英光纖與其它原料的光纖相比，還具有從紫外線光到近紅外線光的透光廣譜，除通信用途之外，還可用于導光和圖像傳導等領域。

紅外光纖

作為光通信領域所開發的石英系列光纖的工作波長，盡管用在較短的傳輸距離，也只能用于2μm。為此，能在更長的紅外波長領域工作，所開發的光纖稱為紅外光纖。紅外光纖（Infrared Optical Fiber）主要用于光能傳送。例如有：溫度計量、熱圖像傳輸、激光手術刀醫療、熱能加工等等，普及率尚低。

復合光纖

復合光纖（Compound Fiber）是在SiO2原料中，再適當混合諸如氧化鈉（Na2O）、氧化硼（B2O3）、氧化鉀（K2O）等氧化物制作成多組分玻璃光纖，特點是多組分玻璃比石英玻璃的軟化點低且纖芯與包層的折射率差很大。主要用在醫療業務的光纖內窺鏡。

氟氯化物光纖

氟化物光纖氯化物光纖（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纖。這種光纖原料又簡稱 ZBLAN（即將氟化鋯（ZrF2）、氟化鋇（BaF2）、氟化鑭（LaF3）、氟化鋁（AlF3）、氟化鈉（NaF）等氯化物玻璃原料簡化成的縮語。主要工作在2～10μm波長的光傳輸業務。由于ZBLAN具有超低損耗光纖的可能性，正在進行著用于長距離通信光纖的可行性開發，例如：其理論上的最低損耗，在3μm波長時可達10-2～10－3dB/km，而石英光纖在1.55μm時卻在0.15-0.16dB/Km之間。ZBLAN光纖由于難于降低散射損耗，只能用在2.4～2.7μm的溫敏器和熱圖像傳輸，尚未廣泛實用。最近，為了利用ZBLAN進行長距離傳輸，正在研制1.3μm的摻鐠光纖放大器（PDFA）。

塑包光纖

塑包光纖（Plastic Clad Fiber）是將高純度的石英玻璃作成纖芯，而將折射率比石英稍低的如硅膠等塑料作為包層的階躍型光纖。它與石英光纖相比較，具有纖芯粗、數值孔徑（NA）高的特點。因此，易與發光二極管LED光源結合，損耗也較小。所以，非常適用于局域網（LAN）和近距離通信。

塑料光纖

這是將纖芯和包層都用塑料（聚合物）作成的光纖。早期產品主要用于裝飾和導光照明及近距離光鍵路的光通信中。原料主要是有機玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。損耗受到塑料固有的C－H結合結構制約，一般每km可達幾十dB。為了降低損耗正在開發應用氟索系列塑料。由于塑料光纖（Plastic Optical fiber）的纖芯直徑為1000μm，比單模石英光纖大100倍，接續簡單，而且易于彎曲施工容易。近年來，加上寬帶化的進度，作為漸變型（GI）折射率的多模塑料光纖的發展受到了社會的重視。最近，在汽車內部LAN中應用較快，未來在家庭LAN中也可能得到應用。

單模光纖

單模光纖這是指在工作波長中，只能傳輸一個傳播模式的光纖，通常簡稱為單模光纖（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有線電視和光通信中，是應用最廣泛的光纖。由于，光纖的纖芯很細（約10μm）而且折射率呈階躍狀分布，當歸一化頻率V參數<2.4時，理論上，只能形成單模傳輸。另外，SMF沒有多模色散，不僅傳輸頻帶較多模光纖更寬，再加上SMF的材料色散和結構色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使傳輸頻帶更加拓寬。SMF中，因摻雜物不同與制造方式的差別有許多類型。凹陷型包層光纖（DePr-essed Clad Fiber），其包層形成兩重結構，鄰近纖芯的包層，較外倒包層的折射率還低。

多模光纖

多模光纖將光纖按工作波長以其傳播可能的模式為多個模式的光纖稱作多模光纖（MMF：MUlti ModeFiber）。纖芯直徑為50μm，由于傳輸模式可達幾百個，與SMF相比傳輸帶寬主要受模式色散支配。在歷史上曾用于有線電視和通信系統的短距離傳輸。自從出現SMF光纖后，似乎形成歷史產品。但實際上，由于MMF較SMF的芯徑大且與LED等光源結合容易，在眾多LAN中更有優勢。所以，在短距離通信領域中MMF仍在重新受到重視。MMF按折射率分布進行分類時，有：漸變（GI）型和階躍（SI）型兩種。GI型的折射率以纖芯中心為最高，沿向包層徐徐降低。由于SI型光波在光纖中的反射前進過程中，產生各個光路徑的時差，致使射出光波失真，色激較大。其結果是傳輸帶寬變窄，目前SI型MMF應用較少。

色散位移光纖

單模光纖的工作波長在1.3Pm時，模場直徑約9Pm，其傳輸損耗約0.3dB/km。此時，零色散波長恰好在1.3pm處。石英光纖中，從原材料上看1.55pm段的傳輸損耗最小（約0.2dB/km）。由于現在已經實用的摻鉺光纖放大器（EDFA）是工作在1.55pm波段的，如果在此波段也能實現零色散，就更有利于應用1.55Pm波段的長距離傳輸。于是，巧妙地利用光纖材料中的石英材料色散與纖芯結構色散的合成抵消特性，就可使原在1.3Pm段的零色散，移位到1.55pm段也構成零色散。因此，被命名為色散位移光纖（DSF：DispersionShifted Fiber）。加大結構色散的方法，主要是在纖芯的折射率分布性能進行改善。在光通信的長距離傳輸中，光纖色散為零是重要的，但不是唯一的。其它性能還有損耗小、接續容易、成纜化或工作中的特性變化小（包括彎曲、拉伸和環境變化影響）。DSF就是在設計中，綜合考慮這些因素。

色散平坦光纖

色散移位光纖（DSF）是將單模光纖設計零色散位于1.55pm波段的光纖。而色散平坦光纖（DFF：Dispersion Flattened Fiber）卻是將從1.3Pm到1.55pm的較寬波段的色散，都能作到很低，幾乎達到零色散的光纖稱作DFF。由于DFF要作到1.3pm～1.55pm范圍的色散都減少。就需要對光纖的折射率分布進行復雜的設計。不過這種光纖對于波分復用（WDM）的線路卻是很適宜的。由于DFF光纖的工藝比較復雜，費用較貴。今后隨著產量的增加，價格也會降低。

色散補償光纖

對于采用單模光纖的干線系統，由于多數是利用1.3pm波段色散為零的光纖構成的。可是，現在損耗最小的1.55pm，由于EDFA的實用化，如果能在1.3pm零色散的光纖上也能令1.55pm波長工作，將是非常有益的。因為，在1.3Pm零色散的光纖中，1.55Pm波段的色散約有16ps/km/nm之多。如果在此光纖線路中，插入一段與此色散符號相反的光纖，就可使整個光線路的色散為零。為此目的所用的是光纖則稱作色散補償光纖（DCF：DisPersion Compe-nsation Fiber）。DCF與標準的1.3pm零色散光纖相比，纖芯直徑更細，而且折射率差也較大。DCF也是WDM光線路的重要組成部分。

偏振保持光纖

在光纖中傳播的光波，因為具有電磁波的性質，所以，除了基本的光波單一模式之外，實質上還存在著電磁場（TE、TM）分布的兩個正交模式。通常，由于光纖截面的結構是圓對稱的，這兩個偏振模式的傳播常數相等，兩束偏振光互不干涉，但實際上，光纖不是完全地圓對稱，例如有著彎曲部分，就會出現兩個偏振模式之間的結合因素，在光軸上呈不規則分布。偏振光的這種變化造成的色散，稱之偏振模式色散（PMD）。對于現在以分配圖像為主的有線電視，影響尚不太大，但對于一些未來超寬帶有特殊要求的業務，如：

①相干通信中采用外差檢波，要求光波偏振更穩定時；

②光機器等對輸入輸出特性要求與偏振相關時；

③在制作偏振保持光耦合器和偏振器或去偏振器等時；

④制作利用光干涉的光纖敏感器等，

凡要求偏振波保持恒定的情況下，對光纖經過改進使偏振狀態不變的光纖稱作偏振保持光纖（PMF：Polarization Maintaining fiber），或稱其為固定偏振光纖。

雙折射光纖

雙折射光纖是指在單模光纖中，可以傳輸相互正交的兩個固有偏振模式的光纖。折射率隨偏振方向變異的現象稱為雙折射。它又稱作PANDA光纖，即偏振保持與吸收減少光纖（Polarization－maintai-ning AND Absorption－ reducing fiber）。它是在纖芯的橫向兩則，設置熱膨脹系數大、截面是圓形的玻璃部分。在高溫的光纖拉絲過程中，這些部分收縮，其結果在纖芯y方向產生拉伸，同時又在x方向呈現壓縮應力。致使纖材出現光彈性效應，使折射率在X方向和y方向出現差異。依此原理達到偏振保持恒定的效果。

抗惡環境光纖

通信用光纖通常的工作環境溫度可在-40～+60℃之間，設計時也是以不受大量輻射線照射為前提的。相比之下，對于更低溫或更高溫以及能在遭受高壓或外力影響、曝曬輻射線的惡劣環境下，也能工作的光纖則稱作抗惡環境光纖（Hard Condition Resistant Fiber）。一般為了對光纖表面進行機械保護，多涂覆一層塑料。可是隨著溫度升高，塑料保護功能有所下降，致使使用溫度也有所限制。如果改用抗熱性塑料，如聚四氟乙稀（Teflon）等樹脂，即可工作在300℃環境。也有在石英玻璃表面涂覆鎳（Ni）和鋁（Al）等金屬的。這種光纖則稱為耐熱光纖（Heat Resistant Fiber）。另外，當光纖受到輻射線的照射時，光損耗會增加。這是因為石英玻璃遇到輻射線照射時，玻璃中會出現結構缺陷（也稱作色心：Colour Center），尤在0.4～0.7pm波長時損耗增大。防止辦法是改用摻雜OH或F素的石英玻璃，就能抑制因輻射線造成的損耗缺陷。這種光纖則稱作抗輻射光纖（Radiation Resistant Fiber），多用于核發電站的監測用光纖維鏡等。

密封涂層光纖

為了保持光纖的機械強度和損耗的長時間穩定，而在玻璃表面涂裝碳化硅（SiC）、碳化鈦（TiC）、碳（C）等無機材料，用來防止從外部來的水和氫的擴散所制造的光纖（HCFHermeticallyCoated Fiber）。目前，通用的是在化學氣相沉積（CVD）法生產過程中，用碳層高速堆積來實現充分密封效應。這種 碳涂覆光纖（CCF）能有效地截斷光纖與外界氫分子的侵入。據報道它在室溫的氫氣環境中可維持20年不增加損耗。當然，它在防止水分侵入，延緩機械強度的疲勞進程中，其疲勞系數（Fatigue Parameter）可達200以上。所以，HCF被應用于嚴酷環境中要求可靠性高的系統，例如海底光纜就是一例。

碳涂層光纖

在石英光纖的表面涂敷碳膜的光纖，稱之碳涂層光纖（CCF：Carbon CoatedFiber）。其機理是利用碳素的致密膜層，使光纖表面與外界隔離，以改善光纖的機械疲勞損耗和氫分子的損耗增加。CCF是密封涂層光纖（HCF）的一種。

金屬涂層光纖

金屬涂層光纖（Metal Coated Fiber）是在光纖的表面涂布Ni、Cu、Al等金屬層的光纖。也有再在金屬層外被覆塑料的，目的在于提高抗熱性和可供通電及焊接。它是抗惡環境性光纖之一，也可作為電子電路的部件用。 早期產品是在拉絲過程中，涂布熔解的金屬作成的。由于此法因被玻璃與金屬的膨脹系數差異太大，會增微小彎曲損耗，實用化率不高。近期，由于在玻璃光纖的表面采用低損耗的非電解鍍膜法的成功，使性能大有改善。

摻稀土光纖

在光纖的纖芯中，摻雜如鉺（Er）、欽（Nd）、鐠（Pr）等稀土族元素的光纖。1985年英國的索斯安普頓（Sourthampton）大學的佩思（Payne）等首先發現摻雜稀土元素的光纖（Rare Earth DoPed Fiber）有激光振蕩和光放大的現象。于是，從此揭開了慘餌等光放大的面紗，現在已經實用的1.55pmEDFA就是利用摻餌的單模光纖，利用1.47pm的激光進行激勵，得到1.55pm光信號放大的。另外，摻鐠的氟化物光纖放大器（PDFA）正在開發中。

喇曼光纖

喇曼效應是指往某物質中射人頻率f的單色光時，在散射光中會出現頻率f之外的f±fR， f±2fR等頻率的散射光，對此現象稱喇曼效應。由于它是物質的分子運動與格子運動之間的能量交換所產生的。當物質吸收能量時，光的振動數變小，對此散射光稱斯托克斯（stokes）線。反之，從物質得到能量，而振動數變大的散射光，則稱反斯托克斯線。于是振動數的偏差FR，反映了能級，可顯示物質中固有的數值。 利用這種非線性媒體做成的光纖，稱作喇曼光纖（RF：Raman Fiber）。為了將光封閉在細小的纖芯中，進行長距離傳播，就會出現光與物質的相互作用效應，能使信號波形不畸變，實現長距離傳輸。 當輸入光增強時，就會獲得相干的感應散射光。應用感應喇曼散射光的設備有喇曼光纖激光器，可供作分光測量電源和光纖色散測試用電源。另外，感應喇曼散射，在光纖的長距離通信中，正在研討作為光放大器的應用。

偏心光纖

標準光纖的纖芯是設置在包層中心的，纖芯與包層的截面形狀為同心圓型。但因用途不同，也有將纖芯位置和纖芯形狀、包層形狀，作成不同狀態或將包層穿孔形成異型結構的。相對于標準光纖，稱這些光纖叫異型光纖。 偏心光纖（Excentric Core Fiber），它是異型光纖的一種。其纖芯設置在偏離中心且接近包層外線的偏心位置。由于纖芯靠近外表，部分光場會溢出包層傳播（稱此為漸消彼，Evanescent Wave）。利用這一現象，就可檢測有無附著物質以及折射率的變化。 偏心光纖（ECF）主要用作檢測物質的光纖敏感器。與光時域反射計（OTDR）的測試法組合一起，還可作分布敏感器用。

發光光纖

采用含有熒光物質制造的光纖。它是在受到輻射線、紫外線等光波照射時，產生的熒光一部分，可經光纖閉合進行傳輸的光纖。 發光光纖（Luminescent Fiber）可以用于檢測輻射線和紫外線，以及進行波長變換，或用作溫度敏感器、化學敏感器。在輻射線的檢測中也稱作閃光光纖（Scintillation Fiber）。 發光光纖從熒光材料和摻雜的角度上，正在開發著塑料光纖。

多芯光纖

通常的光纖是由一個纖芯區和圍繞它的包層區構成的。但多芯光纖（Multi Core Fiber）卻是一個共同的包層區中存在多個纖芯的。由于纖芯的相互接近程度，可有兩種功能。 其一是纖芯間隔大，即不產生光耦會的結構。這種光纖，由于能提高傳輸線路的單位面積的集成密度。在光通信中，可以作成具有多個纖芯的帶狀光纜，而在非通信領域，作為光纖傳像束，有將纖芯作成成千上萬個的。 其二是使纖芯之間的距離靠近，能產生光波耦合作用。利用此原理正在開發雙纖芯的敏感器或光回路器件。

空心光纖

將光纖作成空心，形成圓筒狀空間，用于光傳輸的光纖，稱作空心光纖（Hollow Fiber）。 空心光纖主要用于能量傳送，可供X射線、紫外線和遠紅外線光能傳輸。空心光纖結構有兩種：一是將玻璃作成圓筒狀，其纖芯與包層原理與階躍型相同。利用光在空氣與玻璃之間的全反射傳播。由于，光的大部分可在無損耗的空氣中傳播，具有一定距離的傳播功能。二是使圓筒內面的反射率接近1，以減少反射損耗。為了提高反射率，有在簡內設置電介質，使工作波長段損耗減少的。例如可以作到波長10.6pm損耗達幾dB/m的。

高分子光導纖維

按材質分,有無機光導纖維和高分子光導纖維，目前在工業上大量應用的是前者。無機光導纖維材料又分為單組分和多組分兩類。單組分即石英，主要原料為四氯化硅、三氯氧磷和三溴化硼等。其純度要求銅、鐵、鈷、鎳、錳、鉻、釩等過渡金屬離子雜質含量低于10ppb。除此之外,OH-離子要求低于10ppb。石英纖維已被廣泛使用。多組分的原料較多，主要有二氧化硅、三氧化二硼、硝酸鈉、氧化鉈等。這種材料尚未普及。高分子光導纖維是以透明聚合物制得的光導纖維，由纖維芯材和包皮鞘材組成。芯材為高純度高透光性的聚甲基丙烯酸甲酯或聚苯乙烯抽絲制得的纖維，外層為含氟聚合物或有機硅聚合物等。

高分子光導纖維的光損耗較高，1982年，日本電信電報公司利用氘化甲基丙烯酸甲酯聚合抽絲作芯材,光損耗率降低到20dB/km。但高分子光導纖維的特點是能制大尺寸，大數值孔徑的光導纖維，光源耦合效率高，撓曲性好，微彎曲不影響導光能力，配列、粘接容易，便于使用，成本低廉。但光損耗大，只能短距離應用。光損耗在10～100dB/km的光導纖維，可傳輸幾百米。

保偏光纖

保偏光纖：保偏光纖傳輸線偏振光，廣泛用于航天、航空、航海、工業制造技術及通信等國民經濟的各個領域。在以光學相干檢測為基礎的干涉型光纖傳感器中，使用保偏光纖能夠保證線偏振方向不變，提高相干信躁比，以實現對物理量的高精度測量。保偏光纖作為一種特種光纖，主要應用于光纖陀螺，光纖水聽器等傳感器和DWDM、EDFA等光纖通信系統。由于光纖陀螺及光纖水聽器等可用于軍用慣導和聲吶，屬于高新科技產品，而保偏光纖又是其核心部件，因而保偏光纖一直被西方發達國家列入對我禁運的清單。　保偏光纖在拉制過程中，由于光纖內部產生的結構缺陷會造成保偏性能的下降，即當線偏振光沿光纖的一個特征軸傳輸時，部分光信號會耦合進入另一個與之垂直的特征軸，最終造成出射偏振光信號偏振消光比的下降. 這種缺陷就是影響光纖內的雙折射效應. 保偏光纖中，雙折射效應越強，波長越短，保持傳輸光偏振態越好。

保偏光纖的應用及未來發展方向

保偏光纖在今后幾年內將有較大的市場需求。隨著世界新技術的飛速發展和新產品的不斷開發 ，保偏光纖將沿著以下幾個方向發展：

（1）采用光子晶體光纖新技術制造新型的高性能保偏光纖 ;

（2）開發溫度適應性保偏光纖 ，以適應航空航天等領域環境的要求;

（3）開發出各種摻稀土保偏光纖 ，滿足光放大器等器件應用的需求;

（4）開發氟化物保偏光纖 ，促進纖維光學干涉技術在紅外天文學技術領域的發展;

（5）低衰減保偏光纖 :隨著單模光纖技術的不斷完善 ，損耗、 材料色散和波導 色散已經不再是影響光纖通信的主要因素 ，單模光纖的偏振模色散( PMD) 逐漸成為限制光纖通信質量的最嚴重的瓶頸 ，在10 Gbit / s及以上的高 速光纖通信系統中表現尤為突出。

（6）利用克爾效應和法拉第旋光效應制造偏振光器件。

另外根據光纖頭不一樣還有：C-Lens. G-Lens.格林透鏡

4.常用光纖規格：

單模：8/125μm，9/125μm，10/125μm

多模：50/125μm，歐洲標準

62.5/125μm，美國標準

工業，醫療和低速網絡：100/140μm，200/230μm

塑料：98/1000μm，用于汽車控制

光纖傳輸優點

直到1960年，美國科學家Maiman發明了世界上第一臺激光器后，為光通訊提供了良好的光源。隨后二十多年，人們對光傳輸介質進行了攻關，終于制成了低損耗光纖，從而奠定了光通訊的基石。從此，光通訊進入了飛速發展的階段。

光纖傳輸有許多突出的優點：

頻帶寬

頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。在VHF頻段，載波頻率為48．5MHz～300Mhz。帶寬約250MHz，只能傳輸27套電視和幾十套調頻廣播。可見光的頻率達100000GHz，比VHF頻段高出一百多萬倍。盡管由于光纖對不同頻率的光有不同的損耗，使頻帶寬度受到影響，但在最低損耗區的頻帶寬度也可達30000GHz。目前單個光源的帶寬只占了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫，好的單模光纖可達10GHz以上)，采用先進的相干光通信可以在30000GHz范圍內安排2000個光載波，進行波分復用，可以容納上百萬個頻道。

損耗低

在同軸電纜組成的系統中，最好的電纜在傳輸800MHz信號時，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導纖維的損耗則要小得多，傳輸1.31um的光，每公里損耗在0．35dB以下若傳輸1.55um的光，每公里損耗更小，可達0．2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸的距離要遠得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個特點，一是在全部有線電視頻道內具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引入均衡器進行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔心因環境溫度變化而造成干線電平的波動。

重量輕

因為光纖非常細，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，加上防水層、加強筋、護套等，用4～48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm，比標準同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點，安裝十分方便。

抗干擾能力強

因為光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的作用，在其中傳輸的光信號不受電磁場的影響，故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵御能力。也正因為如此，在光纖中傳輸的信號不易被竊聽，因而利于保密。

保真度高

因為光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會因為放大引入新的非線性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號。實際測試表明，好的調幅光纖系統的載波組合三次差拍比C/CTB在70dB以上，交調指標cM也在60dB以上，遠高于一般電纜干線系統的非線性失真指標。

工作性能可靠

我們知道，一個系統的可靠性與組成該系統的設備數量有關。設備越多，發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的設備數量少(不像電纜系統那樣需要幾十個放大器)，可靠性自然也就高，加上光纖設備的壽命都很長，無故障工作時間達50萬～75萬小時，其中壽命最短的是光發射機中的激光器，最低壽命也在10萬小時以上。故一個設計良好、正確安裝調試的光纖系統的工作性能是非常可靠的。

成本不斷下降

目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學定律（Optical Law）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個月增加1倍，而價格降低1倍。光通信技術的發展，為Internet寬帶技術的發展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統采用光纖傳輸方式掃清了最后一個障礙。由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富，隨著技術的進步，成本還會進一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價格會越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對優勢，成為建立全省、以至全國有線電視網的最主要傳輸手段。

光纖運用

高分子光導纖維開發之初，僅用于汽車照明燈的控制和裝飾。現在主要用于醫學、裝飾、汽車、船舶等方面，以顯示元件為主。在通信和圖像傳輸方面，高分子光導纖維的應用日益增多，工業上用于光導向器、顯示盤、標識、開關類照明調節、光學傳感器等。

通信應用

光導纖維可以用在通信技術里。1979年9月，一條3．3公里的120路光纜通信系統在北京建成，幾年后上海、天津、武漢等地也相繼鋪設了光纜線路，利用光導纖維進行通信。

多模光導纖維做成的光纜可用于通信，它的傳導性能良好，傳輸信息容量大，一條通路可同時容納數十人通話。可以同時傳送數十套電視節目，供自由選看。

利用光導纖維進行的通信叫光纖通信。一對金屬電話線至多只能同時傳送一千多路電話，而根據理論計算，一對細如蛛絲的光導纖維可以同時通一百億路電話！鋪設1000公里的同軸電纜大約需要500噸銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，幾乎是取之不盡的。

醫學應用

光導纖維內窺鏡可導入心臟和腦室，測量心臟中的血壓、血液中氧的飽和度、體溫等。用光導纖維連接的激光手術刀已在臨床應用，并可用作光敏法治癌。

另外，利用光導纖維制成的內窺鏡，可以幫助醫生檢查胃、食道、十二指腸等的疾病。光導纖維胃鏡是由上千根玻璃纖維組成的軟管，它有輸送光線、傳導圖像的本領，又有柔軟、靈活，可以任意彎曲等優點，可以通過食道插入胃里。光導纖維把胃里的圖像傳出來，醫生就可以窺見胃里的情形，然后根據情況進行診斷和治療。

傳感器應用

光導纖維可以把陽光送到各個角落，還可以進行機械加工。計算機、機器人、汽車配電盤等也已成功地用光導纖維傳輸光源或圖像。如與敏感元件組合或利用本身的特性,則可以做成各種傳感器,測量壓力、流量、溫度、位移、光澤和顏色等。在能量傳輸和信息傳輸方面也獲得廣泛的應用。

藝術應用

由于光纖的良好的物理特性，光纖照明和LED照明已越來越成為藝術裝修美化的用途。　應用如下：

門頭店名（標設）和LOGO采用粗光纖制作光暈照明。

門頭的局部輪廓采用Φ18（Φ14）的側光纖進行照明。

場所外立面局部采用光纖三維鏡。

采用藝術分布的光纖點陣，配置光纖照明YY-S150光纖掃描機。

在草坪上布置光纖地燈。

光纖瀑布、光纖立體球等藝術造型。

同時也用在裝飾顯示、廣告顯示。

光纖也可以用作各種視覺藝術的展示等，光纖的特性得到充分的應用，如圖所示：

光纖成為裝飾品:利用光纖發光的特性,可以做成各種色彩的熒光光纖,滿天星光纖花瓶,做禮品晚會用,還是室內裝飾都很漂亮: 如下圖:

井下探測技術

過去，石油工業只能利用現有的技術開采油氣儲量，常常無法滿足快速投資回收和最大化油氣采收率的需求，并導致原油采收率平均只有35%左右。井下系統供應商預測，通過利用智能井技術可以使原油采收率提高到50%~60%。

在開發井中傳感器之前，收集井下信息的唯一方法是測井。測井方法雖然能提供有價值的數據，但作業成本高，并有可能對井產生損害。因此，需要更好的井下技術提高無干擾流動監測和控制。

可以共同提高采收率的技術有：

·電子井下傳感器，提供定點溫度和壓力監測；

·流量和含水量傳感器；

·井下電-液壓操控流動控制系統；

·基于實時油藏動態數據；

·優化油藏模擬；

·高溫光纖井下傳感器；

·電子與光纖井口濕式連接系統。

過去幾年，傳感器技術愈來愈多地從其它行業轉向海上和井下，特別是光纖傳感器技術,光纖傳感器極大地提高了高溫系統的可靠性。近期，大型井下設備供應商經常與光纖探測技術專業公司合作或收購這類公司，充分證實了這項技術的潛力。

光纖傳感器系列包括3項被證實的核心技術和1項待開發的技術：

·分布式溫度探測（DTS）。該項技術憑借一定長度的光纖監測不同位置上溫度的變化。其溫度分辨率為0.1oC，位置分辨率為1m（光纖長度大于10000m）。

·光纖還可以作為直接讀值的機械點源傳感器。最簡單的形式，可能只是一個空腔，隨外部壓力改變長度，入射到空腔的光信號強度隨空腔長度而下降。光纖傳送設備允許在一根光纖上組合多個傳感器，測量不同物理變量。

·化學探測。專業光纖的開發與工業應用正在增長，它們對化學物質的存在和豐度比較敏感。這種技術還不太先進，但很有發展潛力。

光纖收發器

光纖收發器是一種將短距離的雙絞線電信號和長距離的光信號進行互換的以太網傳輸媒體轉換單元，在很多地方也被稱之為光電轉換器。產品一般應用在以太網電纜無法覆蓋、必須使用光纖來延長傳輸距離的實際網絡環境中，且通常定位于寬帶城域網的接入層應用；同時在幫助把光纖最后一公里線路連接到城域網和更外層的網絡上也發揮了巨大的作用。

企業在進行信息化基礎建設時，通常更多地關注路由器、交換機乃至網卡等用于節點數據交換的網絡設備，卻往往忽略介質轉換這種非網絡核心必不可少的設備。特別是在一些要求信息化程度高、數據流量較大的政府機構和企業，網絡建設時需要直接上連到以光纖為傳輸介質的骨干網，而企業內部局域網的傳輸介質一般為銅線，確保數據包在不同網絡間順暢傳輸的介質轉換設備成為必需品。

收發器分類

目前國外和國內生產光纖收發器的廠商很多，產品線也極為豐富。為了保證與其他廠家的網卡、中繼器、集線器和交換機等網絡設備的完全兼容，光纖收發器產品必須嚴格符合10Base-T、100Base-TX、100Base-FX、IEEE802.3和IEEE802.3u等以太網標準，除此之外，在EMC防電磁輻射方面應符合FCC Part15。時下由于國內各大運營商正在大力建設小區網、校園網和企業網，因此光纖收發器產品的用量也在不斷提高，以更好地滿足接入網的建設需要。

隨著光纖收發器產品的多樣化發展，其分類方法也各異，但各種分類方法之間又有著一定的關聯。

按光纖性質分類

單模光纖收發器：傳輸距離20公里至120公里

多模光纖收發器：傳輸距離2公里到5公里

按光纖來分，可以分為多模光纖收發器和單模光纖收發器。由于使用的光纖不同，收發器所能傳輸的距離也不一樣，多模收發器一般的傳輸距離在2公里到5公里之間，而單模收發器覆蓋的范圍可以從20公里至120公里。需要指出的是因傳輸距離的不同，光纖收發器本身的發射功率、接收靈敏度和使用波長也會不一樣。

如5公里光纖收發器的發射功率一般在-20～-14db之間，接收靈敏度為-30db，使用1310nm的波長；而120公里光纖收發器的發射功率多在-5～0dB之間，接收靈敏度為-38dB，使用1550nm的波長。

按所需光纖分類：

單纖光纖收發器：接收發送的數據在一根光纖上傳輸

雙纖光纖收發器：接收發送的數據在一對光纖上傳輸

顧名思義，單纖設備可以節省一半的光纖，即在一根光纖上實現數據的接收和發送，在光纖資源緊張的地方十分適用。這類產品采用了波分復用的技術，使用的波長多為1310nm和1550nm。但由于單纖收發器產品沒有統一國際標準，因此不同廠商產品在互聯互通時可能會存在不兼容的情況。另外由于使用了波分復用，單纖收發器產品普遍存在信號衰耗大的特點。目前市面上的光纖收發器多為雙纖產品，此類產品較為成熟和穩定，但需要更多的光纖。

按工作層次/速率分類

100M以太網光纖收發器：工作在物理層

10/100M以太網光纖收發器：工作在數據鏈路層

按工作層次/速率來分，可以分為單10M、100M的光纖收發器、10/100M自適應的光纖收發器和1000M光纖收發器。其中單10M和100M的收發器產品工作在物理層，在這一層工作的收發器產品是按位來轉發數據。該轉發方式具有轉發速度快、通透率高、時延低等方面的優勢，適合應用于速率固定的鏈路上，同時由于此類設備在正常通信前沒有一個自協商的過程，因此在兼容性和穩定性方面做得更好。

而10/100M光纖收發器是工作在數據鏈路層，在這一層光纖收發器使用存儲轉發的機制，這樣轉發機制對接收到的每一個數據包都要讀取它的源MAC地址、目的MAC地址和數據凈荷，并在完成CRC循環冗余校驗以后才將該數據包轉發出去。存儲轉發的好處一來可以防止一些錯誤的幀在網絡中傳播，占用寶貴的網絡資源，同時還可以很好地防止由于網絡擁塞造成的數據包丟失，當數據鏈路飽和時存儲轉發可以將無法轉發的數據先放在收發器的緩存中，等待網絡空閑時再進行轉發。這樣既減少了數據沖突的可能又保證了數據傳輸的可靠性，因此10/100M的光纖收發器適合于工作在速率不固定的鏈路上。

格林透鏡

按結構分類

桌面式（獨立式）光纖收發器：獨立式用戶端設備

機架式（模塊化）光纖收發器：安裝于十六槽機箱，采用集中供電方式

按結構來分，可以分為桌面式（獨立式）光纖收發器和機架式光纖收發器。桌面式光纖收發器適合于單個用戶使用，如滿足樓道中單臺交換機的上聯。機架式（模塊化）光纖收發器適用于多用戶的匯聚，如小區的中心機房必須滿足小區內所有交換機的上聯，使用機架便于實現對所有模塊型光纖收發器的統一管理和統一供電，目前國內的機架多為16槽產品，即一個機架中最多可加插16個模塊式光纖收發器。

按管理類型分類

非網管型收發器：即插即用，通過硬件撥碼開關設置電口工作模式

網管型收發器：支持電信級網絡管理

按網管來分，可以分為網管型光纖收發器和非網管型光纖收發器。隨著網絡向著可運營可管理的方向發展，大多數運營商都希望自己網絡中的所有設備均能做到可遠程網管的程度，光纖收發器產品與交換機、路由器一樣也逐步向這個方向發展。對于可網管的光纖收發器還可以細分為局端可網管和用戶端可網管。局端可網管的光纖收發器主要是機架式產品，多采用主從式的管理結構，即一個主網管模塊可串聯N個從網管模塊，每個從網管模塊定期輪詢它所在子架上所有光纖收發器的狀態信息，向主網管模塊提交。主網管模塊一方面需要輪詢自己機架上的網管信息，另一方面還需收集所有從子架上的信息，然后匯總并提交給網管服務器。如武漢烽火網絡所提供的OL200系列網管型光纖收發器產品支持1（主） 9（從）的網管結構，一次性最多可管理150個光纖收發器。

按電源分類

內置電源：內置開關電源為電信級電源

外置電源：外置變壓器電源多使用在民用設備上

按電源來分，可以分為內置電源和外置電源兩種。其中內置開關電源為電信級電源，而外置變壓器電源多使用在民用設備上。前者的優勢在于能支持超寬的電源電壓，更好地實現穩壓、濾波和設備電源保護，減少機械式接觸造成的外置故障點；后者的優勢在于設備體積小巧和價格便宜。

按工作方式分類

全雙工方式（full duplex）是指當數據的發送和接收分流，分別由兩根不同的傳輸線傳送時，通信雙方都能在同一時刻進行發送和接收操作，這樣的傳送方式就是全雙工制，如圖1所示。在全雙工方式下，通信系統的每一端都設置了發送器和接收器，因此，能控制數據同時在兩個方向上傳送。全雙工方式無需進行方向的切換，因此，沒有切換操作所產生的時間延遲。

半雙式方式（half duplex）是指使用同一根傳輸線既作接收又作發送，雖然數據可以在兩個方向上傳送，但通信雙方不能同時收發數據，這樣的傳送方式就是半雙工制。采用半雙工方式時，通信系統每一端的發送器和接收器，通過收/發開關轉接到通信線上，進行方向的切換，因此，會產生時間延遲。　目前市面上有些晶片，只能使用全雙工環境，無法支持半雙工，若接至其他品牌的交換機（N-Way Switch）或集線器（HUB），其又使用半雙工模式，則一定會造成嚴重的沖撞及丟包。

光纖傳輸優點

直到1960年，美國科學家Maiman發明了世界上第一臺激光器后，為光通訊提供了良好的光源。隨后二十多年，人們對光傳輸介質進行了攻關，終于制成了低損耗光纖，從而奠定了光通訊的基石。從此，光通訊進入了飛速發展的階段。 　　光纖傳輸有許多突出的優點：

1、頻帶寬

頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。在VHF頻段，載波頻率為48．5MHz～300Mhz。帶寬約250MHz，只能傳輸27套電視和幾十套調頻廣播。可見光的頻率達100000GHz，比VHF頻段高出一百多萬倍。盡管由于光纖對不同頻率的光有不同的損耗，使頻帶寬度受到影響，但在最低損耗區的頻帶寬度也可達30000GHz。目前單個光源的帶寬只占了其中很小的一部分(多模光纖的頻帶約幾百兆赫，好的單模光纖可達10GHz以上)，采用先進的相干光通信可以在30000GHz范圍內安排2000個光載波，進行波分復用，可以容納上百萬個頻道。

2．損耗低

在同軸電纜組成的系統中，最好的電纜在傳輸800MHz信號時，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導纖維的損耗則要小得多，傳輸1、31um的光，每公里損耗在0．35dB以下若傳輸1．55um的光，每公里損耗更小，可達0．2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸的距離要遠得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個特點，一是在全部有線電視頻道內具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引人均衡器進行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔心因環境溫度變化而造成干線電平的波動。

3．重量輕

因為光纖非常細，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，加上防水層、加強筋、護套等，用4～48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm，比標準同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點，安裝十分方便。

4．抗干擾能力強

因為光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的作用，在其中傳輸的光信號不受電磁場的影響，故光纖傳輸對電磁干擾、工業干擾有很強的抵御能力。也正因為如此，在光纖中傳輸的信號不易被竊聽，因而利于保密。

5．保真度高

因為光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會因為放大引人新的非線性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號。實際測試表明，好的調幅光纖系統的載波組合三次差拍比C／CTB在70dB以上，交調指標cM也在60dB以上，遠高于一般電纜干線系統的非線性失真指標。

6．工作性能可靠

我們知道，一個系統的可靠性與組成該系統的設備數量有關。設備越多，發生故障的機會越大。因為光纖系統包含的設備數量少(不像電纜系統那樣需要幾十個放大器)，可靠性自然也就高，加上光纖設備的壽命都很長，無故障工作時間達50萬～75萬小時，其中壽命最短的是光發射機中的激光器，最低壽命也在10萬小時以上。故一個設計良好、正確安裝調試的光纖系統的工作性能是非常可靠的。

7．成本不斷下降

目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學定律（Optical Law）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個月增加1倍，而價格降低1倍。光通信技術的發展，為Internet寬帶技術的發展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統采用光纖傳輸方式掃清了最后一個障礙。由于制作光纖的材料(石英)來源十分豐富，隨著技術的進步，成本還會進一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價格會越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對優勢，成為建立全省、以至全國有線電視網的最主要傳輸手段。 　　結構原理 光導纖維是由兩層折射率不同的玻璃組成。內層為光內芯，直徑在幾微米至幾十微米，外層的直徑0.1～0.2mm。一般內芯玻璃的折射率比外層玻璃大1％。根據光的折射和全反射原理,當光線射到內芯和外層界面的角度大于產生全反射的臨界角時，光線透不過界面，全部反射。這時光線在界面經過無數次的全反射，以鋸齒狀路線在內芯向前傳播，最后傳至纖維的另一端。這種光導纖維屬皮芯型結構。若內芯玻璃折射率是均勻的，在界面突然變化降低至外層玻璃的折射率，稱為階躍型結構。如內芯玻璃斷面折射率從中心向外變化到低折射率的外層玻璃，稱為梯度型結構。外層玻璃具有光絕緣性和防止內芯玻璃受污染。另一類光導纖維稱自聚焦型結構，它好似由許多微雙凸透鏡組合而成，迫使入射光線逐漸自動地向中心方向會聚，這類纖維中心的折射率最高，向四周連續均勻地減少，至邊緣為最低。

光纖在應用中的損耗

光纖傳輸損耗的產生原因是多方面的，在光纖通信網絡的建設和維護中，最值得關注的是光纖使用中引起傳輸損耗的原因以及如何減少這些損耗。光纖使用中引起的傳輸損耗主要有接續損耗（光纖的固有損耗、熔接損耗和活動接頭損耗）和非接續損耗（彎曲損耗和其它施工因素和應用環境所造成的損耗）兩類。 光纖的傳輸損耗特性是決定光網絡傳輸距離、傳輸穩定性和可靠性的最重要因素之一。

1、接續損耗及其解決方案

1.1接續損耗

光纖的接續損耗主要包括：光纖本征因素造成的固有損耗和非本征因素造成的熔接損耗及活動接頭損耗三種

（1） 光纖固有損耗 主要源于光纖模場直徑不一致；光纖芯徑失配；纖芯截面不圓；纖芯與包層同心度不佳四點；其中影響最大的是模場直徑不一致。

（2）熔接損耗 非本征因素的熔接損耗主要由軸向錯位；軸心（折角）傾斜；端面分離（間隙）；光纖端面不完整；折射率差；光纖端面不清潔以及接續人員操作水平、操作步驟、熔接機電極清潔程度、熔接參數設置、工作環境清潔程度等其他因素造成。

（3）活動接頭損耗 非本征因素的活動接頭損耗主要由活動連接器質量差、接觸不良、不清潔以及與熔接損耗相同的一些因素（如軸向錯位、端面間隙、折角、折射率差等）造成。

1.2解決接續損耗的方案

（1）工程設計、施工和維護工作中應選用特性一致的優質光纖 一條線路上盡量采用同一批次的優質名牌裸纖，以求光纖的特性盡量匹配，使模場直徑對光纖熔接損耗的影響降到最低程度。

（2）光纜施工時應嚴格按規程和要求進行

配盤時盡量做到整盤配置（單盤≥500米），以盡量減少接頭數量。敷設時嚴格按纜盤編號和端別順序布放，使損耗值達到最小。

（3）挑選經驗豐富訓練有素的接續人員進行接續和測試

接續人員的水平直接影響接續損耗的大小，接續人員應嚴格按照光纖熔接工藝流程進行接續，嚴格控制接頭損耗，熔接過程中時刻使用光域反射儀（OTDR）進行監測（接續損耗≤0.08dB/個），不符合要求的應重新熔接。使用光時域反射儀（OTDR）時，應從兩個方向測量接頭的損耗，并求出這兩個結果的平均值，消除單向OTDR測量的人為因素誤差。

（4）保證接續環境符合要求

嚴禁在多塵及潮濕的環境中露天操作，光纜接續部位及工具、材料應保持清潔，不得讓光纖接頭受潮，準備切割的光纖必須清潔，不得有污物。切割后光纖不得在空氣中暴露時間過長尤其是在多塵潮濕的環境中。接續環境溫度過低時，應采取必要的升溫措施。

（5）制備完善的光纖端面

光纖端面的制備是光纖接續最為關鍵的工序。光纖端面的完善與否是決定光纖接續損耗的重要原因之一。優質的端面應平整，無毛刺、無缺損，且與軸線垂直，光纖端面的軸線傾角應小于0.3度，呈現一個光滑平整的鏡面，且保持清潔，避免灰塵污染。應選用優質的切割刀，并正確使用切割刀切割光纖。裸纖的清潔、切割和熔接應緊密銜接，不可間隔過長。移動光纖時要輕拿輕放，防止與其他物件擦碰而損傷光纖端面。

（6）正確使用熔接機

正確使用熔接機是降低光纖接續損耗的重要保證和關鍵環節。

①應嚴格按照熔接機的操作說明和操作流程，正確操作熔接機。

②合理放置光纖，將光纖放置到熔接機的V型槽中時，動作要輕巧。這是因為對纖芯直徑為10 nm的單模光纖而言，若要熔接損耗小于0.1dB，則光纖軸線的徑向偏移要小于0.8nm。

③根據光纖類型正確合理地設置熔接參數（預放電電流、時間及主放電電流、主放電時間等）。

④在使用中和使用后應及時去除熔接機中的灰塵（特別是夾具、各鏡面和ｖ型槽內的粉塵和光纖碎末）。

⑤熔接機電極的使用壽命一般約2000次，使用時間較長后電極會被氧化，導致放電電流偏大而使熔接損耗值增加。此時可拆下電極，用蘸酒精的醫用脫脂棉輕輕擦拭后再裝到熔接機上，并放電清洗一次。若多次清洗后放電電流仍偏大，則須重新更換電極。

（7）盡量選用優質合格的活動連接器，保證連接器性能指標符合相關規定活動接頭的插入損耗應控制在0.3 dB/個以下（甚至更低），附加損耗不大于0.2 dB/個

（8）活動接頭應接插良好、耦合緊密，防止漏光現象

（9）保證活動連接器清潔

施工、維護中應注意清洗插頭和適配器（法蘭盤）并保證機房和設備環境的清潔，嚴防插頭和適配器（法蘭盤）有污物和灰塵，盡量減少散射損耗。

2、非接續損耗及其解決方案

2.1非接續損耗

光纖使用中引起的非接續損耗主要有彎曲損耗和其它施工因素及應用環境造成的損耗。

（1）彎曲造成的輻射損耗 當光纖受到很大的彎折，彎曲半徑與其纖芯直徑具有可比性時，它的傳輸特性會發生變化。大量的傳導模被轉化成輻射模，不再繼續傳輸，而是進入包層被涂覆層或包層吸收，從而引起光纖的附加損耗。光纖的彎曲損耗有宏彎曲損耗和微彎曲損耗兩種類型。

①宏彎損耗 光纖的曲率半徑比光纖直徑大的多的彎曲（宏彎）引起的附加損耗，主要原因有：路由轉彎和敷設中的彎曲；光纖光纜的各種預留造成的彎曲（預留圈、各種拿彎、自然彎曲）；接頭盒中光纖的盤留、機房及設備內尾纖的盤繞等。

②微彎損耗 光纖軸產生μm級的彎曲（微彎）引起的附加損耗，主要原因有：光纖成纜時，支承表面微小的不規則引起各部分應力不均勻而形成的隨機性微彎；纖芯與包層的分界面不光滑形成的微彎；光纜敷設時，各處張力不均勻而形成的微彎；光纖受到的側壓力不均勻而形成的微彎；光纖遇到溫度變化，因熱脹冷縮形成的微彎。

（2）其它施工因素和應用環境造成的損耗

①不規范的光纜上架引起的損耗。層絞式松套結構光纜容易產生此類損耗，原因在于，其一是光纜上架處多根松套管相互扭絞；其二是使用扎帶將松套管綁扎到接頭盒的容纖盤卡口時，使松套管出現急彎；其三是光纜上架時金屬加強構件與光纖松套管出現上下錯位。這些因素會引起損耗增大。

②熱縮不良的熱熔保護引起的損耗。原因主要有，其一是熱熔保護管自身的質量問題，熱熔后出現扭曲，產生氣泡；其二是熔接機的加熱器加熱時，加熱參數設置不當，造成熱熔保護管變形或產生氣泡；其三是熱縮管不干凈、有灰塵或沙礫，熱熔時對接續點有損傷，引起損耗增大。

③直埋光纜不規范施工引起的損耗。原因在于，其一是光纜埋深不夠，受到載重物體碾壓后受損；其二是光纜路由選擇不當，因環境和地形變化使光纜受到超出其容許負荷范圍的外力；其三是光纜溝底不平，光纜出現拱起、掛起現象，回填后有殘余應力；其四是其它原因造成光纜外護層受損傷而進水，造成氫損。

④架空光纜不規范施工引起的損耗。原因主要有，其一是在光纜敷設施工中，光纜打小圈、彎折、扭曲及打背扣，牽引時猛拉、出現浪涌，瞬間最大牽引力過大；其二是光纜掛鉤使用不當，卡掛方向不一致出現蛇行彎，間隔過于稀疏，光纜因垂度過大而受力；其三是盤留于桿上的光纜未固定牢固，光纜受到長期外力和短期沖擊力而遭到損傷；其四是光纜布防太緊，沒考慮光纜的自然伸長率；其五是其它原因造成光纜外護層受損傷而進水，造成氫損。

⑤管道光纜不規范施工引起的損耗。原因在于，其一是光纜采用網套法布防時，牽引速度控制不好，光纜出現打背扣、浪涌；其二是穿放光纜時，沒有布防塑料子管，光纜被擦傷；其三是其它原因造成光纜外護層受損傷而進水，造成氫損。

⑥機房、設備內尾纖和光纖跳線綁扎、盤繞不規范，出現交叉纏繞等現象造成損耗。

⑦光纜接頭盒質量不良，接頭盒封裝、安裝不規范，因外界作用造成接頭盒受到損傷等，造成進水而出現氫損。

⑧光纜在架設過程中的拉伸變形，接續盒中夾固光纜壓力太大，容纖盤中熱熔管卡壓過緊，容纖盤中光纖盤繞不規范等引起的損耗。

2.2解決非接續損耗的方案

（1）工程查勘設計、施工中，應選擇最佳路由和線路敷設方式。

（2）組建、選擇一支高素質的施工隊伍，保證施工質量，這一點至關重要，任何施工中的疏忽都有可能造成光纖損耗增大。

（3）設計、施工、維護中，積極采取切實有效的光纜線路 “四防”措施（防雷、防電、防蝕、防機械損傷），加強防護工作。

（4）使用支架托起纜盤布放光纜，不要把纜盤放倒后采用類似從線軸上放的辦法布放光纜，不要讓光纜受到扭力。光纜布放時，應統一指揮，加強聯絡，要采用科學合理的牽引方法。布防速度不應過快；連續布防長度不宜過長，必要時應采用倒“8”字，從中間向兩頭布放。在拐彎處等有可能損傷光纜的地方一定要小心并采取必要的保護手段。遇到在鬧市區布放光纜等需要臨時盤放光纜的情況時，使用8字形盤留，不讓光纜受到扭力。

（5）光纜布放時，必須注意允許的額定拉力和彎曲半徑的限制，在光纜敷設施工中，嚴禁光纜打小圈及彎折、扭曲，防止打背扣和浪涌現象。牽引力不超過光纜允許的80％，瞬間最大牽引力不超過100％，牽引力應加在光纜的加強件上，特別注意不能猛拉和發生扭結現象。光纜轉彎時彎曲半徑應不小于光纜外徑的15～20倍。

（6）不要使用劣質的，尤其是已經彎曲變形的熱縮套管，這樣的套管在熱縮時內部會產生應力，施加在光纖上使損耗增加。攜帶、存放套管時，注意清潔，不要讓異物進入套管。

（7）在接續操作時，要根據收容盤的尺寸決定開剝長度，盡量開剝長一些，使光纖較從容的盤繞在收盤內（盤留長度為60～100cm）。應該重視熔接后光纖的收容（光纖的盤纖和固定），盤纖時，盤圈的半徑越大，弧度越大，整個線路的損耗越小，所以一定要保持一定的半徑（R≥40mm），避免產生不必要的損耗，大芯數光纜接續的關鍵在收容。接續操作時，開纜刀切入光纜的深度要把握好，不要把松套管壓扁使光纖受力。采用合格接頭材料并按照規范和操作要求，正確封裝、安裝接頭盒。

（8）機房內盡量整潔，尾纖應該有圈繞帶保護，或單獨給尾纖使用一個線，不使尾纖之間或與其他連線之間交叉纏繞，也盡量不要把尾纖（即使是臨時使用）放在腳可以踩到的地方。光纜終端時注意避免跳線在走線中出現直角，特別是不應用塑料帶將跳線扎成為直角，否則光纖因長期受應力影響引起損耗增大。跳線在拐彎時應走曲線，彎曲半徑應不小于40ｍｍ。布放中要保證跳線不受力、不受壓，以避免跳線長期的應力疲勞。光纖成端操作（ODF）時，不要將尾纖捆扎太緊。

（9）加強光纜線路的日常維護和技術維修工作。

光纖入戶（FTTH）是信息時代發展的必然，光網絡互聯是數字地球的明天。伴隨著各級各類光纖通信網絡的大量建設和運行，正視和解決光纖使用中引起的傳輸損耗問題必將在光纖通信工程設計、施工、維護中極大地改善和優化光纖通信網絡傳輸性能。

常用光纖測試儀器的性能

常用光纖測試表有：光功率計、穩定光源、光萬用表、光時域反射儀(OTDR)和光故障定位儀。

光功率計: 用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統中，測量光功率是最基本的。非常像電子學中的萬用表，在光纖測量中，光功率計是重負荷常用表，光纖技術人員應該人手一個。通過測量發射端機或光網絡的絕對功率，一臺光功率計就能夠*價光端設備的性能。用光功率計與穩定光源組合使用，則能夠測量連接損耗、檢驗連續性，并幫助*估光纖鏈路傳輸質量。

穩定光源: 對光系統發射已知功率和波長的光。穩定光源與光功率計結合在一起，可以測量光纖系統的光損耗。對現成的光纖系統，通常也可把系統的發射端機當作穩定光源。如果端機無法工作或沒有端機，則需要單獨的穩定光源。穩定光源的波長應與系統端機的波長盡可能一致。在系統安裝完畢后，經常需要測量端到端損耗，以便確定連接損耗是否滿足設計要求，如：測量連接器、接續點的損耗以及光纖本體損耗。

光萬用表: 用來測量光纖鏈路的光功率損耗。有以下兩種光萬用表：

1、由獨立的光功率計和穩定光源組成。

2、光功率計和穩定光源結合為一體的集成測試系統。

在短距離局域網(LAN)中，端點距離在步行或談話之內，技術人員可在任意一端成功地使用經濟性組合光萬用表，一端使用穩定光源另一端使用光功率計。對長途網絡系統，技術人員應該在每端裝備完整的組合或集成光萬用表。

當選擇儀表時，溫度或許是最嚴格的標準。現場便攜式設備應在-18℃(無濕度控制)至50℃(95[%]濕度)

光時域反射儀(OTDR)及故障定位儀(Fault Locator): 表現為光纖損耗與距離的函數。借助于OTDR，技術人員能夠看到整個系統輪廓，識別并測量光纖的跨度、接續點和連接頭。在診斷光纖故障的儀表中，OTDR是最經典的，也是最昂貴的儀表。與光功率計和光萬用表的兩端測試不同，OTDR僅通過光纖的一端就可測得光纖損耗。OTDR軌跡線給出系統衰減值的位置和大小，如：任何連接器、接續點、光纖異形、或光纖斷點的位置及其損耗大小。

OTDR可被用于以下三個方面：

1、在敷設前了解光纜的特性(長度和衰減)。

2、得到一段光纖的信號軌跡線波形。

3、在問題增加和連接狀況每況愈下時，定位嚴重故障點。

故障定位儀(Fault Locator)是OTDR的一個特殊版本，故障定位儀可以自動發現光纖故障所在，而不需OTDR的復雜操作步驟，其價格也只是OTDR的幾分之一。

選擇光纖測試儀表，一般需考慮以下四個方面的因素：即確定你的系統參數、工作環境、比較性能要素、儀表的維護

確定你的系統參數

工作波長(nm)三個主要的傳輸窗口為850nm，1300nm 及 1550nm。

光源種類(LED或激光)：在短距離應用中，由于經濟實用的原因，大多數低速局域網LAN(<100Mbs)通常使用LED光源。大多數高速系統>100Mbs使用激光光源長距離傳輸信號。

光纖種類(單模/多模)以及芯/涂覆層直徑(um)：標準單模光纖(SM)為9/125um，盡管某些其它特殊單模光纖應該仔細辨認。典型的多模光纖(MM)包括50/125、 62.5/125、100/140 和 200/230 um。

連接器種類：國內常見的連接器包括：FC-PC，FC-APC，SC-PC，SC-APC，ST等。最新的連接器則有：LC，MU，MT-RJ等

可能的最大鏈路損耗。

損耗估算/系統的容限。

明確你的工作環境

對用戶/購買者來講，選擇一臺野外現場用儀表，溫度標準或許是最嚴格的。通常，野外現場測量必須在嚴峻的環境中使用，推薦現場便攜式儀表的工作溫度應該從-18℃~50℃，同時儲運溫度為-40~+60℃(95[%]RH)。實驗室的儀器僅需在較窄的控制范圍5~50℃工作。

不像實驗室儀表能夠采用交流供電，現場便攜式儀表對儀表電源通常要求較為苛刻，否則會影響工作效率。另外，儀器的電源供電問題還經常是引起儀器故障或損壞的一個重要誘因。因此，用戶應該考慮和權衡如下因素：

1、內裝電池的位置應便于用戶更換。

2、新電池或滿充電池的最少工作時間要達到10小時(一個工作日)。然而電池工作壽命的目標值應在40~50小時(一周)以上，以確保技術人員和儀器的最佳工作效率。

3、使用電池的型號越普通越好，如通用9V或1.5V五號干電池等，因為這些通用電池非常容易就地找到或購得。

4、普通干電池優于可充電電池(如：鉛-酸、鎳鎘電池)，因為充電電池大多存在“記憶”問題、包裝不標準、不容易買到、環保問題等。

以前，要找到符合上述所有四個標準的便攜式測試儀器幾乎是不可能的。現在，采用最現代CMOS電路制造技術的藝術化光功率計，僅用一般五號干電池(隨處可得)，即可工作100小時以上。另外一些實驗室型號提供雙電源(AC和內部電池)以增加其適應性。

如同手提電話一樣，光纖測試儀表同樣具有眾多的外觀包裝形式。低于1.5公斤的手持式表一般沒有許多虛飾，只提供基本功能和性能;半便攜式儀表(大于1.5公斤)通常具備更復雜的或擴展的功能;實驗室儀器是專為控制實驗室/生產場合設計的，具備AC供電。

比較性能要素：這里是選擇步驟的第三步，包括每種光測試設備的詳細分析。

光功率計

對于任何光纖傳輸系統的生產制造、安裝、運行和維護，光功率測量是必不可少的。在光纖領域，沒有光功率計，任何工程、實驗室、生產車間或電話維護設施都無法工作。例如：光功率計可用于測量激光光源和LED光源的輸出功率;用于確認光纖鏈路的損耗估算;其中最重要的是，它是測試光學元器件(光纖、連接器、接續子、衰減器等)的性能指標的關鍵儀器。

針對用戶的具體應用，要選擇適合的光功率計，應該關注以下各點：

1、選擇最優的探頭類型和接口類型

2、*價校準精度和制造校準程序，與你的光纖和接頭要求范圍相匹配。

3、確定這些型號與你的測量范圍和顯示分辨率相一致。

4、具備直接插入損耗測量的 dB功能。

幾乎在光功率計所有性能中，光探頭是最應仔細選擇的部件。光探頭是一個固態光電二極管，它從光纖網絡中接收耦合光，并將之轉換為電信號。可以使用專用的連接器接口(僅適用一種連接類型)輸入到探頭，或用通用接口UCI(使用螺扣連接)適配器。UCI能接受絕大多數工業標準連接器。基于選定波長的校準因子，光功率計電路將探頭輸出信號轉換，把光功率讀數以dBm方式顯示(絕對dB等于1 mW, 0dBm=1mW)在屏幕上。

選擇光功率計最重要的標準是使光探頭類型與預期的工作波長范圍相匹配。下表匯總了基本的選擇。值得一提的是，在進行測量時，InGaAs在三個傳輸窗口都有上佳表現，與鍺相比InGaAs具有在所有三個窗口更為平坦的頻譜特性，在1550nm窗口有更高的測量精度，同時具有優越的溫度穩定性和低噪聲特性。

光功率測量是任何光纖傳輸系統的制造、安裝、運行和維護中必不可少的部分。

下一個因素與校準精度息息相關。功率計是與你應用相一致的方式校準的嗎?即：光纖和連接器的性能標準與你的系統要求相一致。應分析是什么原因導致用不同的連接適配器測量值不確定?充分考慮其它的潛在誤差因素是很重要的，雖然NIST(美國國家標準技術研究所)建立了美國標準，但是來自不同生產廠家相似的光源、光探頭類型、連接器的頻譜是不確定的。

第三個步驟是確定符合你測量范圍需求的光功率計型號。以dBm為單位表示，測量范圍(量程)是全面的參數，包括確定輸入信號的最小/最大范圍(這樣光功率計可以保證所有精度，線性度(BELLCORE 確定為+0.8dB)和分辨率(通常0.1 dB or 0.01 dB)是否滿足應用要求。

光功率計的最重要選擇標準是光探頭類型與預期的工作范圍相匹配。

第四，大多數光功率計具備dB 功能(相對功率)，直接讀取光損耗在測量中非常實用。低成本的光功率計通常不提供此功能。沒有dB功能，技術人員必須記下單獨的參考值和測量值，然后計算其差值。所以dB功能給使用者以相對損耗測量，因而提高生產率，減少人工計算錯誤。

現在，用戶對光功率計具有的基本特性和功能的選擇已經減少，但是，部分用戶要考慮特殊需求----包括：計算機采集數據紀錄、外部接口等。

穩定光源

在測量損耗過程中，穩定光源(SLS)發射已知功率和波長的光進入光系統。對特定波長光源(SLS)校準的光功率計/光探頭，從光纖網絡中接收光，將之轉換為電信號。為確保損耗測量精度，盡可能使光源仿真所用傳輸設備特性：

1、波長相同，并采用相同的光源類型(LED，激光)。

2、在測量期間，輸出功率和頻譜的穩定性(時間和溫度穩定性)。

3、提供相同的連接接口，并采用同類型光纖。

4、輸出功率大小滿足最壞情況下系統損耗的測量。

當傳輸系統需要單獨穩定光源時，光源的最優選擇應模擬系統光端機的特性和測量需求。選擇光源應考慮如下方面：

激光管 (LD) 來自LD發射的光，波長帶寬窄，幾乎是單色光，即單波長。與LED相比，通過其光譜波段(小于5nm)的激光不是連續的，在中心波長的兩邊，還發射幾個較低峰植的波長。與LED光源相比，雖然激光光源提供更大功率，但價格高于LED。激光管常用于損耗超過10dB的長途單模系統。應盡量避免用激光光源測量多模光纖。

發光二極管(LED)：

LED具有比LD 更寬的光譜，通常范圍為50~200nm。另外，LED光是非干涉光，因而輸出功率更加穩定。LED光源比LD光源要便宜的多，但對最壞情況損耗測量顯得功率不足。LED光源典型應用在短距離網絡和多模光纖的局域網LAN中。LED可以用于激光光源單模系統進行精確損耗測量，但前提條件是要求其輸出足夠功率。

光萬用表

將光功率計和穩定光源組合在一起被稱為光萬用表。光萬用表 用來測量光纖鏈路的光功率損耗。這些儀表可以是兩個單獨的儀表，也可以是單一的集成單元。總之，兩類光萬用表具有相同的測量精度。所不同的通常是成本和性能。集成光萬用表通常功能成熟、具有各種性能但價格較高。

從技術的角度來*價各種光萬用表配置，基本的光功率計和穩定光源標準仍然適用。注意選擇正確的光源種類、工作波長、光功率計探頭以及動態范圍。

光時域反射儀和故障定位儀

OTDR是最經典的光纖儀器裝備，它提供測試時相關光纖最多的信息。OTDR本身是一維的閉環光學雷達，測量僅需光纖的一個端頭。發射高強度、窄的光脈沖進入光纖，同時高速光探頭紀錄返回信號。此儀器給出有關光鏈路的可視化解釋。在OTDR曲線上反映出接續點、連接器和故障點的位置以及損耗大小。

OTDR*價過程與光萬用表有許多相似點。事實上， OTDR 可以被認為是一個非常專業的測試儀表組合：由一個穩定高速脈沖源和一個高速光探頭組成。OTDR的選擇過程可關注下列屬性：

1、確認工作波長，光纖類型和連接器接口。

2、預期連接損耗和需要掃描的范圍。

3、空間分辨率。

故障定位儀大多是手持式儀器，適用于多模和單模光纖系統。利用 OTDR (光時域反射儀 ) 技術，用于對光纖故障的點定位，測試距離大多在20公里以內。儀器直接以數字顯示至故障點的距離。適用于：廣域網(WAN)、20 km范圍的通訊系統、 光纖到路邊(FTTC)、單模和多模光纖光纜的安裝和維護、以及軍用系統。在單模及多模光纜系統中，要定位帶故障的連接頭、壞的接續點，故障定位儀是一種優異的工具。故障定位儀操作簡單，只需單鍵操作，可探測多達7個多重事件。