光纤(xian)通信因其通信容(rong)量大、传输距离远，已经是现代(dai)通信的主要支柱之一。下面(mian)将有一大波动图，让你简单直观的(de)了解光纤通信背后的(de)原理。
1 电磁波谱
光纤(xian)通信的工作波长位于近红外(wai)区。
分为如下几(ji)个波段：O波段(duan)、E波段、S波段、C波段、L波段和U波段，如下图：
可参考文章：《认识光》
2 光纤(xian)结构
裸纤(xian)一般分为纤芯（core）、包层（cladding）、涂敷层
可参考文章(zhang)：《光纤的结构》
3 光纤的全(quan)反射
4 单模光纤与多模光纤
外径一(yi)般约125um，单模的内径(jing) 9um
外径一般约125um，多模的内径(jing)50/62.5um
可参考文章(zhang)：《单模光纤/多模光纤》
5 数值孔径（NA）
数值也径（Numerical Aperture）只有在某(mou)个角度范围内的(de)入射光可以在光(guang)纤中传输。角度α的正弦值(zhi)=数值孔径（NA = sinα）
6 光的散(san)射
光通过不均匀介质时偏离原方向(xiang)传播的现象会造成能量损失，称之为(wei)光的散射。
7 瑞利散射
瑞利散射（Rayleigh Scattering ）属于散射的(de)一种情况，又称“分子散(san)射”。粒子尺度远小于入射光波长时(shi)（小于波长的十分之一），其(qi)各方向上的散射光(guang)强度是不一样的，该强度与入射光的波(bo)长四次方成反比，这种现象称为(wei)瑞利散射。
8 背向散(san)射
背向散射（Backscatter）是指光纤中的光功率绝(jue)大部分为前向传播(bo),但有很少部分朝发光(guang)器背向散射。在发光器处利用分(fen)光器观察背向散射的时间曲线,从一端(duan)不仅能测量接入的均匀光纤的长度和(he)衰减,而且能测出局部的不规(gui)则性、断点及在(zai)接头和连接器引起的光功率损耗。如OTDR正是利用背向散射原理。
9 菲涅尔反射
菲涅尔反射（Fresnel Reflection）是指当光入射到折射率不(bu)同的两个媒质分界面时，一部分光会(hui)被反射的现象。如果光在光纤中的传(chuan)输路径为光纤—空气—光纤，由于(yu)光纤和空气的折射率不一样(yang)，将产生菲涅尔反射。
10 色度色(se)散（CD）
色度色散（Chromatic dispersion）是由于光纤(xian)材料石英玻璃对不同(tong)光频的折射率不同，而光源具有一定的(de)光谱宽度，不同的光(guang)频引起的群速率也不同(tong)，从而造成了光脉冲的展宽(kuan)。它包括：材料(liao)色散和波导色散。
可参考：《相速度和群速(su)度：色散》、《波分系统中(zhong)的色度色散CD》
（1）材料色散
材料色散是由光纤材料自身特(te)性造成的。石英玻璃的(de)折射率，严格来(lai)说，并不是一个固定(ding)的常数，而是对不同的(de)传输波长有不同的值。光纤通信实际(ji)上用的光源发出的光，并不是只有理想(xiang)的单一波长，而是有一定的(de)波谱宽度。
（2）波导色散
对(dui)于光纤的某一传输模式，在不(bu)同的光频下的群(qun)速度不同引起的脉冲展(zhan)宽。它与光纤结构(gou)的波导效应有关(guan)，因此也被成为结(jie)构色散。
11 光纤的折射率
可(ke)参考文章：《阶跃(yue)光纤/渐变光纤》
12 模场直径（MFD）
模场直(zhi)径（Mode Field Diameter）是用来表征在(zai)单模光纤的纤芯区域基模光的分(fen)布状态。基模在纤芯区(qu)域轴心线处光强最大(da),并随着偏离轴心线的距离增大而逐渐(jian)减弱。一般将模场直径定(ding)义为光强降低到轴心线处最大光强的(de)1/(e^2)的各点(dian)中两点最大距离。
可(ke)参考文章：《光纤通信：模场直(zhi)径和截止波长是什么？》
13 光纤衰减(jian)
光(guang)纤损耗（Optical Attenuation）所谓损耗是指光纤每单位长(chang)度上的衰减，单位为dB/km。光(guang)纤损耗的高低直接影响传输(shu)距离或中继站间隔距离的(de)远近，因此，了解并降低光纤的损耗(hao)对光纤通信有着重大的现(xian)实意义。
光纤弯曲损耗
光纤对弯曲非常敏感，如果(guo)弯曲半径 <20x 外径，大(da)部分光都会从涂层溢出(chu)。两种弯曲都会(hui)发生光损耗：Macrobend（宏弯） 和Microbend（微弯）。
Macrobend
当Macrobend弯曲被纠正，可以得(de)到恢复。
Microbend
Microbend无法恢复，比如由线缆捆扎(zha)过紧造成。
14 光纤的熔接(jie)
15 光纤连接(jie)器
光纤适配(pei)器
光纤接头的截面分为PC、UPC、APC。
16 耦合器（Coupler）
光纤(xian)耦合器将光信号从(cong)一条光纤中分至多条光纤中的无(wu)源光器件。
源自：通信百科
