當(dāng)前工業(yè)網(wǎng)絡(luò)基于百兆以太網(wǎng)（100BASE），根據(jù)其物理層使用的傳輸介質(zhì)的不同，又可以分為100BASE-TX（雙絞線）和100BASE-FX（光纖）等。雙絞線（TX）的最大網(wǎng)段長度為100米，當(dāng)通信距離超過100米時，要使用中繼器對信號進(jìn)行重新放大才能正常傳輸。另一種解決方法是使用光纖（光纜）進(jìn)行信號傳輸。光纖是光信號的傳輸介質(zhì)，它具有傳輸耗損低、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。光纖根據(jù)光傳輸?shù)穆窂讲煌?，可以分為多模光纖和單模光纖；根據(jù)使用的材質(zhì)的不同，可以分為POF光纖、PCF光纖和玻璃光纖等，今天我們就來談?wù)劰饫w（Optical Fiber）的分類及特點(diǎn)。

典型的光纖由五部分組成：纖芯、覆層、緩沖層、加強(qiáng)材料和外套，如下圖：

纖芯位于光纖的中心，是光傳輸?shù)穆窂?；纖芯的外部圍繞著覆層，穿過纖芯的光線在纖芯與覆層的交界處反射回纖芯，從而保證光纖沿著纖芯進(jìn)行傳播；覆層的外面是緩沖層（通常是塑料），用來保護(hù)纖芯和覆層不受破壞；圍繞緩沖層是一層加強(qiáng)材料，用來增加光纖的韌性與強(qiáng)度，從而保證光纖在安裝的過程中不被拉斷；最外層是一層保護(hù)套（外套），用來保證光纖不被溶解、磨損或破壞。下圖是西門子光纖的實(shí)物圖：

根據(jù)光的傳輸路徑的不同，光纖可以分為多模光纖（Mutimode Optical Fiber）和單模光纖（Single-mode Optical Fiber）。

多模光纖允許在同一個纖芯內(nèi)部同時傳送多種模式（路徑）的光，各種光以不同的入射角進(jìn)入到纖芯中，然后在纖芯與覆層之間不斷反射進(jìn)行傳輸。與光纖中心的光相比，以反射方式進(jìn)行傳輸?shù)墓饨?jīng)過的實(shí)際路徑更長，從而導(dǎo)致它們到達(dá)光纖接收端的時間略有延長。

這種多種模式的光在光纖中因?yàn)閭鬏斅窂降牟煌ㄈ肷浣遣煌┒沟米罱K達(dá)到接收終端的時間略有差異的現(xiàn)象，稱為“模式色散”。

模式色散會導(dǎo)致光纖接收器收到一個很長的、模糊的脈沖。為了解決這個問題，多模光纖采用一種“漸變折射率”的特殊玻璃。該玻璃能使光在通過纖芯中心時速度放慢，通過纖芯中心以外的區(qū)域時速度加快，從而保證所有模式的光幾乎同時到達(dá)終點(diǎn)。這樣，光纖接收器就會收到一個強(qiáng)的光脈沖信號。多模光纖的纖芯較粗（50或62.6 um），由于其模間色散較大，導(dǎo)致其傳輸距離比較近，一般只有幾公里。下圖是多模光纖中光的傳輸?shù)氖疽鈭D：

與多模光纖不同，單模光纖只允許在纖芯里同時傳送單一模式（路徑）的光。單模光纖的纖芯較細(xì)，直徑一般8~10um，光在傳輸過程中不進(jìn)行反射，以直線的方式進(jìn)行傳輸，模間色散很小，因此單模光纖很適合遠(yuǎn)距離通信。下圖是光在單模光纖中傳輸?shù)氖疽鈭D：

單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩(wěn)定性要好。一般使用高匯聚的紅外激光作為光源。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)1.31um波長區(qū)的單模光纖的總色散為零，因此1.31um是光纖實(shí)際通信系統(tǒng)的主要工作波段。

根據(jù)材質(zhì)的不同，光纖又可以分為POF光纖、PCF光纖和玻璃光纖。POF是“Plastic Optical Fiber”的英文縮寫，中文翻譯為“塑料光纖”；PCF是“Polymer Cladded Fiber”的英文縮寫，中文翻譯為“聚合物包層光纖”；POF光纖和PCF光纖對工藝要求較低，現(xiàn)場施工難度??；而玻璃光纖，特別是單模玻璃光纖，對工藝要求非常高，現(xiàn)場施工難度較大。

光纖中傳輸?shù)慕橘|(zhì)是光波，其頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通電波通信所使用的頻率，因此即使在充斥著電磁干擾的環(huán)境中也不受干擾。光纖，尤其是單模光纖，傳輸過程的損耗很低，這些特點(diǎn)都使得光纖很適合用作遠(yuǎn)程傳輸。另外與同量級的電纜相比，光纖（光纜）的重量較輕，而且不會因?yàn)槎搪坊蚪佑|不良產(chǎn)生電火花，不易被竊聽，安全性很高。因此光纖在安全性要求較高的場合有著廣泛的應(yīng)用。

好了，關(guān)于光纖（光纜）的知識就先聊到這里了。

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