光通信基础知识大全
光纤的发明，带动了通信领域内的革命，如果没有光纤提供大容量的高速通道，互联网也只能停留在理论设想阶段。如果说，20世纪是电的时代，那么21世纪就是光的时代。光到底是如何做到能通信的？
安徽移动提示你：一起学习一下光通信相关的基础知识吧。
Part1.光传播基础知识
认识光波
光波实际上是一种电磁波，在自由空间中电磁波的波长与频率成反比，两者乘积等于光速，即：
将电磁波的波长或频率按顺序排列组成电磁波谱，根据波长或频率的不同，电磁波可以分为射线区、紫外线区、可见光区、红外线区、微波区以及无线电波区和长波区。而用于通信的波段主要是红外线区、微波区以及无线电波区。
本文的主角“光纤通信”使用的是红外线波段的光波。提到这一点大家可能会疑问，为什么一定是红外波段？这个问题跟光纤材料也就是二氧化硅玻璃的光传输损耗有关，接下来就需要先了解光纤是如何传输光的。
光的折射、反射和全反射
光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面会发生折射和反射，且折射角度随入射光的角度增大而增大。当入射角达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部反射回来，这就是光的全反射。
不同的材料折射率不同，因此光在不同介质中传播速率不同。折射率用n表示，n=c/v，c为真空中速度，v为介质中的传播速度。折射率较高的介质称为光密介质，折射率较低的称为光疏介质。发生全反射的两个条件为：
（1）由光密介质传输到光疏介质
入射角大于或等于全反射临界角
（2）由光密介质传输到光疏介质
入射角大于或等于全反射临界角
为了避免光信号泄露和降低传输损耗，光纤中的光传输都是发生在全反射条件下的。
Part2.光传播媒质（光纤）介绍
光纤结构
有了全反射光传播的基础知识，就很容易理解光纤的设计结构了。光纤裸纤分为三层：
第一层纤芯：位于光纤的中心部位，成分为高纯度的二氧化硅即玻璃。芯径一般为9-10微米（单模）、50或62.5微米（多模）。纤芯折射率较高，用来传送光。
第二层包层：位于纤芯的周围，成分也是二氧化硅玻璃（直径一般为125微米）。包层的折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件。
第三层涂覆层：最外层是加强用的树脂涂层。保护层材料强度大，能承受较大冲击，保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤。
光传输损耗
光纤传输损耗是影响光纤通信质量的一个很重要的因素。造成光信号衰减的主要因素有：材料的吸收损耗、传输时的散射损耗以及其他包括光纤弯曲、受挤压、对接损耗等因素造成的损耗。
光的波长不同，在光纤中的传输损耗也不同，为了尽可能减小损耗，保证传输效果，科学家们一直在致力于寻找最合适的光。1260nm~1360nm波长范围的光，由色散导致的信号失真最小，吸收损耗也最低，早期这一波长范围被采纳为的光通信波段，后来经过漫长的摸索和实践，专家们逐渐总结出一个低损耗波长（1260nm~1625nm）区域，这个波长区域范围的光，最适合在光纤中传输。所以光纤通信使用的光波一般都是红外波段的。
