光纖傳輸，一般使用二氧化矽或者某些塑膠作為通道，把光訊號從一頭傳播到另一頭。相對於金屬導線，它的傳播效率更高。而且不像金屬導線會被幹擾。

光纖通常由被具有較低折射率的透明包層材料包圍的芯組成。使得光在其內部完全反射，從而傳輸到另一頭。說白了，就是光在裡面彈來彈去最終到另一頭。

光纖分為好多好多好多種。根據用途不同，所需要的功能和效能也有所差異。但對於有線電視和通訊用的光纖，其設計和製造的原則基本相同，例如，損耗小、有一定頻寬且色散小、接線容易、易於成統、可靠性高、製造比較簡單、價廉等。光纖的分類主要是從工作波長、折射率分佈、傳輸模式、原材料和製造方法上作一歸納的，這裡說一天也說不完。

就回答到這裡，哪裡有疑問我再解釋。

光纖通訊定義：以光作為資訊的載體，以光纖作為傳輸媒介的通訊方式。

光纖通訊中的光波是工作於近紅外區，波長在0.8-2μm之間，對應光波頻率在167-375THz。

想要了解光纖的傳輸原理，就先要了解光纖的構造。光纖全稱是光導纖維，是一種複合材料構成的線纜，由纖芯和包層構成的同心玻璃體，外部覆蓋有一層塑膠封套（塗覆層）。其中的纖芯由高純度二氧化矽SiO2摻雜劑少量五氧化二磷、二氧化鍺構成，主要是為了提高折射率，為實現光纖傳輸打好物理基礎。

淺出理解版傳輸原理：依靠光的全反射原理，當光的入射角滿足一定角度，光就會在光纖中形成全反射，在光纖中曲折前進，達到遠距離傳輸。

深入理解版傳輸原理：之前講到光纖的是有三層結構，最核心的纖芯直徑僅5-50μm，包層直徑0.1-0.2mm，纖芯的折射率大於包層1%。根據光的折射、全反射的菲涅爾定律,當光線射到內芯和外層介面的角度大於產生全反射的臨界角時（還要光密介質進入光疏介質），光線透不過介面，被全部反射，那麼光就會在光線中曲折前進，實現長距離傳輸。

這僅僅是利用最簡單的射線光學理論對普通光纖的傳輸特性進行說明，然而實際使用中光纖種類非常多，為了滿足使用需求，其同心玻璃體擁有階躍型、漸變性等多種構造，是最常用的多模光纖，它可以在同一根光纖內同時傳輸多種不同波長的光波，從而達到更高傳輸頻寬，其原理與以上講解接近，萬變不離其宗。

光纖的傳輸原理

光傳輸系統由三個部分組成，即光源、傳輸介質和檢測器。習慣上，一個光脈衝表示位元1，而無光脈衝則表示位元0。傳輸介質是極細的玻璃纖維。當光照到檢測器時，它產生一個電脈衝。在光纖的一端放上光源，另一端放上檢測器，我們就有了一個單向傳輸系統，它接收一個電訊號，轉換成光脈衝並傳輸出去，然後接收端再把光脈衝轉換為電訊號。

實際上，如果不是利用了一個物理上的原理，這種光纖傳播系統就會因為漏光而沒有實用價值。當光透過一種介質而進入另一種介質時，例如，光從空氣射入二氧化矽之中時，在兩者的介面上光將發生折射現象（彎曲），原因就是兩種物質對光的折射率不同導致的。

入射光在邊界上經角度α1射入，以角度β1射出。折射量取決於兩種介質的特性（兩者的折射率）。如果入射角大於一個臨界值，光線將完全反射回二氧化矽，而不會漏入空氣中。因而，光的入射角大於或等於臨界值時，光線將完全限制在光纖之中，而無損耗的傳播幾公里。

因為任何以大於臨界值的角度入射的光線，在介質邊界都將被完全的反射回介質，因而不同的光線在介質內部以不同的反射角傳播。可認為每一束光線有一個不同的模式（mode），具備這種特性的光纖稱為多模光纖（multi-mode fiber）。

但是，如果光纖的直徑減小到和光波波長相同的時候，光纖就如同一個波導，光在其中沒有反射，而沿直線傳播，這就是單模光纖（single-mode fiber）。單模光纖很貴，但傳輸的距離遠。當前可使用的光纖系統能以1Gb/s的速率傳輸30km遠。在實驗室裡已經能在短距離上獲得更高的傳輸速率。實驗還表明，大功率的鐳射能夠驅動光纖傳輸100km，儘管速率低一些，但是不需要使用中繼器。

我是外行，不知道光纖維對光傳輸原理？只能試給出，光透過纖維時，應取決於光纖的透明度。因為，光在空間沒遇意外，便於直射；再用光纖去輸導，不擋光波釋放和執行為最好，所以，都屬光波傳導時，不應受阻，所需要的條件育基本原理。請與試參考，我謝邀請答。

1.光纖通訊原理——簡介

　　光纖通訊(Fiber-optic communication)，也作光纖通訊。光纖通訊是以光作為資訊載體，以光纖作為傳輸媒介的通訊方式，首先將電訊號轉換成光訊號，再透過光纖將光訊號進行傳遞，屬於有線通訊的一種。光經過調變後便能攜帶資訊。自1980年代起，光纖通訊系統對於電信工業產生了革命性 ，同時也在數位時代裡扮演非常重要的角色。光纖通訊傳輸容量大，保密性好等優點。光纖通訊現在已經成為當今最主要的有線通訊方式。

2.光纖通訊原理——組成部分

　　最基本的光纖通訊系統由光發信機、光收信機、光纖線路、中繼器以及無源器件組成。其中光發信機負責將訊號轉變成適合於在光纖上傳輸的光訊號，光纖線路負責傳輸訊號，而光收信機負責接收光訊號，並從中提取資訊，然後轉變成電訊號，最後得到對應的話音、圖象、資料等資訊。

　　(1)光發信機----由光源、驅動器和調製器組成，實現電/光轉換的光端機。其功能是將來自於電端機的電訊號對光源發出的光波進行調製，成為已調光波，然後再將已調的光訊號耦合到光纖或光纜去傳輸。

　　(2)光收信機----由光檢測器和光放大器組成，實現光/電轉換的光端機。其功能是將光纖或光纜傳輸來的光訊號，經光檢測器轉變為電訊號，然後，再將這微弱的電訊號經放大電路放大到足夠的電平，送到接收端的電端級去。

　　(3)光纖線路----其功能是將發信端發出的已調光訊號，經過光纖或光纜的遠距離傳輸後，耦合到收信端的光檢測器上去，完成傳送資訊任務。

　　(4)中繼器----由光檢測器、光源和判決再生電路組成。它的作用有兩個：一個是補償光訊號在光纖中傳輸時受到的衰減;另一個是對波形失真的脈衝進行整形。

　　(5)無源器件----包括光纖聯結器、耦合器等，完成光纖間的連線、光纖與光端機的連線及耦合。

3.光纖通訊原理

　　光纖通訊的原理就是：在傳送端首先要把傳送的資訊(如話音)變成電訊號，然後調製到鐳射器發出的鐳射束上，使光的強度隨電訊號的幅度(頻率)變化而變化，並透過光纖經過光的全反射原理傳送;在接收端，檢測器收到光訊號後把它變換成電訊號，經解調後恢復原資訊。

　　光通訊正是利用了全反射原理，當光的注入角滿足一定的條件時，光便能在光纖內形成全反射，從而達到長距離傳輸的目的。光纖的導光特性基於光射線在纖芯和包層介面上的全反射，使光線限制在纖芯中傳輸。光纖中有兩種光線，即子午光線和斜射光線，子午光線是位於子午面上的光光線，而斜射光線是不經過光纖軸線傳輸的光線。

　　下面以光線在階躍光纖中傳輸為例解釋光通訊的原理。

　　如圖所示為階躍型光纖，纖芯折射率為n1，包層的折射率為n2，且n1>n2，空氣折射率為n0。在光纖內傳輸的子午光線，簡稱內光線，遇到纖芯與包層的分介面的入射角大於θc時，才能保證光線在纖芯內產生多次反射，使光線沿光纖傳輸。然而，內光線的入射角大小又取決於從空氣中入射的光線進入纖芯中所產生折射角θ2，因此，空氣和纖芯介面上入射光的入射角θi就限定了光能否在光纖中以全反射形式傳輸，與內光線入射角的臨界角θc相對應，光纖入射光的入射角θi 有一個最大值θmax。

　　當光線以θi>θmax入射到纖芯端面上時，內光線將以小於θc 的入射角投射到纖芯和包層介面上。這樣的光線在包層中折射角小於90度，該光線將射入包層，很快就會露出光纖。

　　當光線以 θi<θmax入射到纖芯端面上時，入射光線在光纖內將以大於 的θc入射角投射到纖芯和包層介面上。這樣的光線在包層中折射角大於90度，該光線將在纖芯和包層介面產生多次反射，使光線沿光纖傳輸。

4、有關光線的基本相關概念

電磁波譜

通訊波段劃分及相應傳輸媒介

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，在兩種物質的交介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。光纖通訊就是基於以上原理而形成的。

反射率分佈：表徵光學材料的一個重要引數是折射率，用N表示，真空中的光速C與材料中光速V之比就是材料的折射率。

N＝C/V

光纖通訊用的石英玻璃的折射率約為1.5

光的基本知識

光纖結構

光纖裸纖一般分為三層：

第一層：中心高折射率玻璃芯（芯徑一般為9-10μm,(單模）50或62.5（多模）。

第二層：中間為低折射率矽玻璃包層（直徑一般為125μm）。

第三層：最外是加強用的樹脂塗層。

1)纖芯 core：折射率較高，用來傳送光；

2)包層 coating：折射率較低，與纖芯一起形成全反射條件；

3)保護套 jacket：強度大，能承受較大沖擊，保護光纖。

3mm光纜 橘色 MM　 多模

黃色 SM　 單模

光纖的尺寸

外徑一般為125um(一根頭髮平均100um)

內徑：單模9um 多模50/62.5um

數值孔徑

入射到光纖端面的光並不能全部被光纖所傳輸，只是在某個角度範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於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

光纖的種類

按光在光纖中的傳輸模式可分為：

多模（Multi-Mode） (簡稱：MM）

單模（Single-Mode）(簡稱：SM）

　

多模光纖：中心玻璃芯較粗（50或62.5μm），可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數字訊號的頻率，而且隨距離的增加會更加嚴重。例如：600MB/KM的光纖在2KM時則只有300MB的帶寬了。因此，多模光纖傳輸的距離就比較近，一般只有幾公里。

單模光纖：中心玻璃芯較細（芯徑一般為9或10μm），只能傳一種模式的光。實際上是階躍型光纖的種，只是纖芯徑很小，理論上只允許單一傳播途徑的直進光入射至光纖內，並在纖芯內作直線傳播。光纖脈衝幾乎沒有展寬。因此，其模間色散很小，適用於遠端通訊，但其色度色散起主要作用，這樣單模光纖對光源的譜寬和穩定性有較高的要求，即譜寬要窄，穩定性要好。

光纖的分類

按材料分類：

玻璃光纖：纖芯與包層都是玻璃，損耗小，傳輸距離長，成本高；

膠套矽光纖：纖芯是玻璃，包層為塑膠，特性同玻璃光纖差不多，成本較低；

塑膠光纖：纖芯與包層都是塑膠，損耗大，傳輸距離很短，價格很低。多用於家電、音響，以及短距的影象傳輸。

按最佳傳輸頻率視窗:常規型單模光纖和色散位移型單模光纖。

常規型：光纖生產長家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長的光上，如1300nm。

色散位移型：光纖生產長家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個波長的光上，如：1300nm和1550nm。

突變型：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低，模間色散高。適用於短途低速通訊，如：工控。但單模光纖由於模間色散很小，所以單模光纖都採用突變型。

　　

漸變型光纖：光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小，可使高模光按正弦形式傳播，這能減少模間色散，提高光纖頻寬，增加傳輸距離，但成本較高，現在的多模光纖多為漸變型光纖。

常用光纖規格

光纖尺寸：

1)單模纖芯直徑：9/125μm，10/125μm　　　

2)包層外徑（2D）＝125μm

3)一次塗敷外徑＝250μm

4)尾纖：300μm

5)多模：

50/125μm，歐洲標準

62.5/125μm，美國標準

6)工業，醫療和低速網路：100/140μm， 200/230μm 　　　　　　　　　

7)塑膠：98/1000μm，用於汽車控制

光纖衰減

造成光纖衰減的主要因素有：本徵，彎曲，擠壓，雜質，不均勻和對接等。

本徵：是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。

彎曲：光纖彎曲時部分光纖內的光會因散射而損失掉，造成的損耗。

擠壓：光纖受到擠壓時產生微小的彎曲而造成的損耗。

雜質：光纖內雜質吸收和散射在光纖中傳播的光，造成的損失。

不均勻：光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。

對接：光纖對接時產生的損耗，如：不同軸（單模光纖同軸度要求小於0.8μm），端面與軸心不垂直，端面不平，對接心徑不匹配和熔接質量差等。

光纜的種類

1)按敷設方式分有：自承重架空光纜，管道光纜，鎧裝地埋光纜和海底光纜。

2)按光纜結構分有：束管式光纜，層絞式光纜，緊抱式光纜，帶式光纜，非金屬光纜和可分支光纜。

3)按用途分有：長途通訊用光纜、短途室外光纜、混合光纜和建築物內用光纜。

光纜的接續與成端

光纜的接續與成端是光纜線路維護人員必須掌握的基本技能。

光纜的接續技術分類：

1)光纖的接續技術和光纜的接續技術兩部分。

2)光纜的成端類似光纜的接續，只不過由於接頭材料不同而操作該當也有所不同。

光纖接續的種類

光纜接續一般可分為兩大類：

1)光纖的固定接續（俗稱死接頭）。一般採用光纖熔接機；用於光纜直接頭。

2)光纖的活動接頭（俗稱活接頭）。用能夠拆卸的聯結器連線（俗稱活接頭）。用於光纖跳線、裝置連線等地方

由於光纖端面的不完整性和光纖端面壓力的不均勻性，一次放電熔接光纖的接頭損耗還比較大，現在採用二次放電熔接法。先對光纖端面預熱放電，給端面整形，去除灰塵和雜物，同時透過預熱使光纖端面壓力均勻。

光纖連線損耗的監測方法

光纖連線損耗的監測方法有三種：

1、在熔接機上進行監測。

2、光源、光功率計監測。

3、OTDR測量法

光纖接續的操作方法

光纖接續操作一般分為：

1、光纖端面的處理。

2、光纖的接續安裝。

3、光纖的熔接。

4、光纖接頭的保護。

5、餘纖的盤留五個步驟。

通常整個光纜的接續按以下步驟進行：

第一步：大量好長度，開剝光纜，除去光纜護套；

第二步：清洗、去除光纜內的石油填充膏。

第三步：捆紮好光纖。

第四步：檢查光纖心數，進行光纖對號，核對光纖色標是否有誤；

第五步：加強心接續；

第六步：各種輔助線對，包括公務線對、控制線對、遮蔽地線等接續（如果有上述線對。

第七步：光纖的接續。

第八步：光纖接頭保護處理；

第九步：光纖餘纖的盤庫留處理；

第十步：完成光纜護套的接續；

第十一步：光纜接頭的保護。

光纖的損耗

1310 nm : 0.35 ~ 0.5 dB/Km

1550 nm : 0.2 ~ 0.3dB/Km

850 nm : 2.3 ~ 3.4 dB/Km

光纖熔接點損耗：0.08dB/點

光纖熔接點 1點/2km

常見光纖名詞

1)衰減

衰減：光在光纖中傳輸時的能量損耗單模光纖1310nm 0.4~0.6dB/km，1550nm 0.2~0.3dB/km，塑膠多模光纖300dB/km

2)色散

色散(Dispersion)：光脈衝沿著光纖行進一段距離後造成的頻寬變粗。它是限制傳輸速率的主要因素。

模間色散：只發生在多模光纖，因為不同模式的光沿著不同的路徑傳輸。

材料色散：不同波長的光行進速度不同。

波導色散：發生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時，會以稍有不同的速度行進。在單模光纖中，透過改變光纖內部結構來改變光纖的色散非常重要。

光纖型別

G.652零色散點在1300nm左右

G.653零色散點在1550nm左右

G.654負色散光纖

G.655色散位移光纖

全波光纖

3)散射

由於光線的基本結構不完美，引起的光能量損失，此時光的傳輸不再具有很好的方向性。

光纖系統基礎知識

基本光纖系統的構架及其功能介紹：

1.傳送單元：把電訊號轉換成光訊號；

2.傳輸單元：載送光訊號的介質；

3.接收單元：接收光訊號並轉換成電訊號；

4.聯結器件：連線光纖到光源、光檢測以及其它光纖。

常用聯結器型別

連線頭端面型別

耦合器（coupler）

主要功能再分配光訊號

重要應用在光纖網路

尤其是應用在區域網

在波分複用器件上應用

基本結構

耦合器是雙向無源器件

基本形式有樹型、星型

——與耦合器對應的有分路器（splitter）

以圖形表示

波分複用器

WDM—Wavelength Division Multiplexer在一條光纖中傳輸多個光訊號，這些光訊號頻率不同，顏色不同。波分複用器就是要把多個光訊號耦合進同一根光纖中；解波分複用器就是從一根光纖中把多個光訊號區分出來。

波分複用器（圖例）

傳送單元

接收單元

放大器

光纖數字通訊

數字系統中脈衝的定義：

1.振幅：脈衝的高度在光纖系統中表示光功率能量。

2.上升時間：脈衝從最大振幅的10%上升到90%所需要的時間。

3.下降時間：脈衝從振幅的90%下降到10%所需要的時間。

4.脈衝寬度：脈衝在50%振幅位置的寬度，用時間表示。

5.週期：脈衝特定的時間，就是完成一個迴圈所需要的工作時間。

6.消光比：1訊號光功率於0訊號光功率的比值。

光纖通訊是利用光波在光導纖維中傳輸資訊的通訊方式。由於鐳射具有高方向性、高相干性、高單色性等顯著優點，光纖通訊中的光波主要是鐳射，所以又叫做鐳射-光纖通訊。光纖通訊的原理是：在傳送端首先要把傳送的資訊(如話音)變成電訊號，然後調製到鐳射器發出的鐳射束上，使光的強度隨電訊號的幅度(頻率)變化而變化，並透過光纖傳送出去；在接收端，檢測器收到光訊號後把它變換成電訊號，經解調後恢復原資訊。

大家好，我是小棗君。

▎光纖的工作原理

全反射原理

若使光束從光密媒質射向光疏媒質時，則折射角大於入射角，如圖所示。

如果不斷增大θ0可使折射角θ1達到90°, 這時的θ1稱為臨界角。

當光線從光密媒質射向光疏媒質, 且入射角大於臨界角時, 就會產生全反射現象。

光纖就是利用這種全反射來傳輸光訊號的。

隨著科技快速發展，光纖通訊技術也得到迅速發展，隨之光纖通訊技術的應用也迅速增長。光纖是採用一種玻璃作波導，以光的形式將資訊從一端傳輸至另一端的高科技技術。光纖的傳輸以光導纖維為介質進行資料、訊號傳輸，不僅可以傳輸模擬訊號和資料還可以滿足影片傳輸需求。

國內外配線系統的發展都經歷了這三個階段，分別是雙絞線階段、同軸電纜加雙絞線階段、最後就是目前的光纖階段。

光纖的光傳輸原理是全反射原理，初中老是喜歡出這方面的題目。光在均質介質中的傳播是以直線傳播方式進行，遇到兩種不同介質的分介面時，就會發生反射和折射。有反射定律可知，反射角等於入射角，再根據光的折射定律可知，那麼滿足全反射現象，只要n1與n2的比值增大到一定程度，就會使折射角大於90°，此時的折射光線就不再會進入包層，而是在光纖芯與包層分介面經過，或重返回到光纖芯中進行傳播，把此現象就叫做光的全反射現象。因此光在光纖中的傳輸發射全反射時，光線基本上會全部在光纖芯區域進行傳播，不會跑到包層，於是大大的降低光纖的衰耗。

光纖的應用優勢，靈敏度高，不受電磁噪聲等干擾。體積小且質量輕和價格低廉。高寬頻，傳輸距離遠，通訊量大衰減小。絕緣，耐高溫高壓耐腐蝕，適合於特殊環境應用。訊號串音小且傳輸質量高。保密性高且便於敷設及原材料的搬運。

原理很簡單就是光的反射。就像一個通道4面是鏡子，你從這邊通道口照射一道光，光會從別一個通道出口射出，中間就是反射，反射，反射，反射，反射，反射，反射。。。。。出口。