1、1 1. 1 光光 纖纖 通通 信信 到了到了1880年，貝爾發(fā)明了第一個光電年，貝爾發(fā)明了第一個光電 話，這一大膽的嘗試，可以說是現代光通話，這一大膽的嘗試，可以說是現代光通 信的開端。信的開端。 在這里，將弧光燈的恒定光束投射在在這里，將弧光燈的恒定光束投射在 話筒的音膜上，隨聲音的振動而得到強弱話筒的音膜上，隨聲音的振動而得到強弱 變化的反射光束，這個過程就是調制。變化的反射光束，這個過程就是調制。 圖圖1.1 貝爾電話系統(tǒng)貝爾電話系統(tǒng) 貝爾光電話和烽火報警一樣，都是利貝爾光電話和烽火報警一樣，都是利 用大氣作為光通道，光波傳播易受氣候的用大氣作為光通道，光波傳播易受氣候的 影響，在大霧

2、天氣，它的可見度距離很短，影響，在大霧天氣，它的可見度距離很短， 遇到下雨下雪天也有影響。遇到下雨下雪天也有影響。 在大氣光通信受阻之后，人們將研究在大氣光通信受阻之后，人們將研究 的重點轉入到地下光波通信的實驗，先后的重點轉入到地下光波通信的實驗，先后 出現過反射波導和透鏡波導等地下通信的出現過反射波導和透鏡波導等地下通信的 實驗，如圖實驗，如圖1.2所示。所示。 圖圖1.2 反射波導和透鏡波導反射波導和透鏡波導 1966年，英籍華人高錕年，英籍華人高錕(K.C.Kao，當當 時工作于英國標準電信研究所時工作于英國標準電信研究所)博士深入研博士深入研 究了光在石英玻璃纖維中的嚴重損耗問題，究

3、了光在石英玻璃纖維中的嚴重損耗問題， 發(fā)現這種玻璃纖維引起光損耗的主要原因發(fā)現這種玻璃纖維引起光損耗的主要原因 是其中含有過量的鉻、銅、鐵與錳等金屬是其中含有過量的鉻、銅、鐵與錳等金屬 離子和其他雜質，其次是拉制光纖時工藝離子和其他雜質，其次是拉制光纖時工藝 技術造成了芯、包層分界面不均勻及其所技術造成了芯、包層分界面不均勻及其所 引起的折射率不均勻，他還發(fā)現一些玻璃引起的折射率不均勻，他還發(fā)現一些玻璃 纖維在紅外光區(qū)的損耗較小。纖維在紅外光區(qū)的損耗較小。 在高錕理論的指導下，在高錕理論的指導下，1970年美國的年美國的 康寧公司拉出了第一根損耗為康寧公司拉出了第一根損耗為20dB/km的的

4、光纖。光纖。 1 9 7 7 年 美 國 在 芝 加 哥 進 行 了年 美 國 在 芝 加 哥 進 行 了 44.736Mbit/s的現場實驗，的現場實驗，1978年，日本開年，日本開 始了始了32.064Mbit/s和和97.728Mbit/s的光纖通的光纖通 信實驗；信實驗；1979年，美國年，美國AT&T和日本和日本NTT 均研制出了波長為均研制出了波長為1.35m的半導體激光器，的半導體激光器， 日本也做出了超低損耗的光纖日本也做出了超低損耗的光纖(損耗為損耗為 0.2dB/km，波長為波長為1.55m)，同時進行了多同時進行了多 模光纖模光纖(同時允許多個方向的光線在其中傳同時允許多

5、個方向的光線在其中傳 送的光纖送的光纖)1.31m的長波長傳輸系統(tǒng)的現場的長波長傳輸系統(tǒng)的現場 試驗。試驗。 到如今，光纖通信已經發(fā)展到以采用到如今，光纖通信已經發(fā)展到以采用 光放大器光放大器(Optical Amplifier，OA)增加中增加中 繼距離和采用波分復用繼距離和采用波分復用(Wavelength Division Multiplexing，WDM)增加傳輸容增加傳輸容 量為特征的第四代系統(tǒng)。量為特征的第四代系統(tǒng)。 1. 2 光光 纖纖 通通 光纖通信是以光纖為傳輸媒介，光波為載光纖通信是以光纖為傳輸媒介，光波為載 波的通信系統(tǒng)，其載波波的通信系統(tǒng)，其載波光波具有很高的光波具有很

6、高的 頻率頻率(約約1014Hz)，因此光纖具有很大的通信因此光纖具有很大的通信 容量。容量。 目前，實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光目前，實用的光纖通信系統(tǒng)使用的光 纖多為石英光纖，此類光纖在纖多為石英光纖，此類光纖在1.55m波長波長 區(qū)的損耗可低到區(qū)的損耗可低到0.18dB/km，比已知的其比已知的其 他通信線路的損耗都低得多，因此，由其他通信線路的損耗都低得多，因此，由其 組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其它組成的光纖通信系統(tǒng)的中繼距離也較其它 介質構成的系統(tǒng)長得多。介質構成的系統(tǒng)長得多。 如果今后采用非石英光纖，并工作在如果今后采用非石英光纖，并工作在 超長波長超長波長(2m)，光纖的理論

7、損耗系數可光纖的理論損耗系數可 以下降到以下降到10-310-5dB/km，此時光纖通信此時光纖通信 的中繼距離可達數千，甚至數萬公里。的中繼距離可達數千，甚至數萬公里。 我們知道，電話線和電纜一般是不能我們知道，電話線和電纜一般是不能 跟高壓電線平行架設的，也不能在電氣鐵跟高壓電線平行架設的，也不能在電氣鐵 化路附近鋪設?；犯浇佋O。 對通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。對通信系統(tǒng)的重要要求之一是保密性好。 然而，隨著科學技術的發(fā)展，電通信方式然而，隨著科學技術的發(fā)展，電通信方式 很容易被人竊聽：只要在明線或電纜附近很容易被人竊聽：只要在明線或電纜附近 (甚至幾公里以外甚至幾公里以外)設置

8、一個特別的接收裝設置一個特別的接收裝 置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息。置，就可以獲取明線或電纜中傳送的信息。 更不用去說無線通信方式。更不用去說無線通信方式。 事物都是一分為二的，光纖通信有許事物都是一分為二的，光纖通信有許 多優(yōu)點，因而發(fā)展很快，但光纖通信也有多優(yōu)點，因而發(fā)展很快，但光纖通信也有 以下缺點。以下缺點。 光光 纖纖 通通 信信 系系 統(tǒng)統(tǒng) 是是 以以 光光 纖纖 為為 傳傳 輸輸 媒媒 介，介， 光光 波波 為為 載載 波波 的的 通通 信信 系系 統(tǒng)。統(tǒng)。 主主 要要 由由 光光 發(fā)發(fā) 送送 機、機、 光光 纖纖 光光 纜、纜、 中中 繼繼 器器 和和 光光 接接 收收

9、 機機 組組 成。成。 系系 統(tǒng)統(tǒng) 中中 光光 發(fā)發(fā) 送送 機機 的的 作作 用用 是是 將將 電電 信信 號號 轉轉 換換 為為 光光 信信 號，號， 并并 將將 生生 成成 的的 光光 信信 號號 注注 入入 光光 纖。纖。 光光 發(fā)發(fā) 送送 機機 一一 般般 由由 驅驅 動動 電電 路、路、 光光 源源 和和 調調 制制 器器 構構 成，成， 如如 果果 是是 直直 接接 強強 度度 調調 制制 可可 以以 省省 去去 調調 制制 器，器， 這這 些些 將將 在在 后后 續(xù)續(xù) 章章 節(jié)節(jié) 中中 詳詳 細細 介介 紹。紹。 光接收機的作用是將光纖送來的光信光接收機的作用是將光纖送來的光信

10、號還原成原始的電信號。它一般由光電檢號還原成原始的電信號。它一般由光電檢 測器和解調器組成，對于直接強度調制解測器和解調器組成，對于直接強度調制解 調器可以省略。調器可以省略。 光纖的作用是為光信號的傳送提供傳光纖的作用是為光信號的傳送提供傳 送媒介送媒介(信道信道)，將光信號由一處送到另一，將光信號由一處送到另一 處。處。 中繼器分為電中繼器和光中繼器中繼器分為電中繼器和光中繼器(光放光放 大器大器)兩種，其主要作用就是延長光信號的兩種，其主要作用就是延長光信號的 傳輸距離。傳輸距離。 根據調制信號的類型，光纖通信系統(tǒng)根據調制信號的類型，光纖通信系統(tǒng) 可以分為模擬光纖通信系統(tǒng)和數字光纖通可以

11、分為模擬光纖通信系統(tǒng)和數字光纖通 信系統(tǒng)。信系統(tǒng)。 根據光源的調制方式，光纖通信系統(tǒng)根據光源的調制方式，光纖通信系統(tǒng) 可以分為直接調制光纖通信系統(tǒng)和間接調可以分為直接調制光纖通信系統(tǒng)和間接調 制光纖通信系統(tǒng)。制光纖通信系統(tǒng)。 根據光纖的傳導模數量，光纖通信系根據光纖的傳導模數量，光纖通信系 統(tǒng)可以分為多模光纖通信系統(tǒng)和單模光纖統(tǒng)可以分為多模光纖通信系統(tǒng)和單模光纖 通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)。 根據系統(tǒng)的工作波長，光纖通信系統(tǒng)根據系統(tǒng)的工作波長，光纖通信系統(tǒng) 可分為短波長光纖通信系統(tǒng)、長波長光纖可分為短波長光纖通信系統(tǒng)、長波長光纖 通信系統(tǒng)和超長波長光纖通信系統(tǒng)。通信系統(tǒng)和超長波長光纖通信系統(tǒng)。 光纖作

12、為光纖通信系統(tǒng)的物理傳輸媒光纖作為光纖通信系統(tǒng)的物理傳輸媒 介，有著巨大的優(yōu)越性。介，有著巨大的優(yōu)越性。 本章首先介紹光纖的結構與類型，然本章首先介紹光纖的結構與類型，然 后用射線光學理論和波動光學理論重點分后用射線光學理論和波動光學理論重點分 析光在階躍型光纖中的傳輸情況，最后簡析光在階躍型光纖中的傳輸情況，最后簡 要介紹光纜的構造、典型結構與光纜的型要介紹光纜的構造、典型結構與光纜的型 號。號。 2. 1 光光 纖纖 的的 光纖光纖(Optical Fiber，OF)就是用來導就是用來導 光的透明介質纖維，一根實用化的光纖是光的透明介質纖維，一根實用化的光纖是 由多層透明介質構成的，一般可

13、以分為三由多層透明介質構成的，一般可以分為三 部分：折射率較高的纖芯、折射率較低的部分：折射率較高的纖芯、折射率較低的 包層和外面的涂覆層，如圖包層和外面的涂覆層，如圖2.1所示。所示。 圖圖2.1 光纖結構示意圖光纖結構示意圖 光纖的分類方法很多，既可以按照光纖光纖的分類方法很多，既可以按照光纖 截面折射率分布來分類，又可以按照光纖截面折射率分布來分類，又可以按照光纖 中傳輸模式數的多少、光纖使用的材料或中傳輸模式數的多少、光纖使用的材料或 傳輸的工作波長來分類。傳輸的工作波長來分類。 按照截面上折射率分布的不同可以將按照截面上折射率分布的不同可以將 光纖分為階躍型光纖光纖分為階躍型光纖(S

14、tep-Index Fiber， SIF)和漸變型光纖和漸變型光纖(Graded-Index Fiber， GIF)，其折射率分布如圖其折射率分布如圖2.2所示。所示。 圖圖2.2 光纖的折射率分布光纖的折射率分布 光纖的折射率變化可以用折射率光纖的折射率變化可以用折射率 沿半徑的分布函數沿半徑的分布函數n(r)來表示。來表示。 ）（ 1 . 2 2 1 arn arn rn 按光纖中傳輸的模式數量，可以將光按光纖中傳輸的模式數量，可以將光 纖分為多模光纖纖分為多模光纖(Multi-Mode Fiber，MMF) 和單模光纖和單模光纖(Single Mode Fiber，SMF)。 在一定的工

15、作波上，當有多個模式在在一定的工作波上，當有多個模式在 光纖中傳輸時，則這種光纖稱為多模光纖。光纖中傳輸時，則這種光纖稱為多模光纖。 單模光纖是只能傳輸一種模式的光纖，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單模光纖只能傳輸基模(最低階模最低階模)，不存，不存 在模間時延差，具有比多模光纖大得多的在模間時延差，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。帶寬，這對于高碼速傳輸是非常重要的。 按光纖的工作波長可以將光纖分為短按光纖的工作波長可以將光纖分為短 波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。波長光纖、長波長光纖和超長波長光纖。 按照按照ITU-T關于光纖類型的建

16、議，可關于光纖類型的建議，可 以將光纖分為以將光纖分為G.651光纖光纖(漸變型多模光纖漸變型多模光纖)、 G.652光纖光纖(常規(guī)單模光纖常規(guī)單模光纖)、G.653光纖光纖(色色 散位移光纖散位移光纖)、G.654光纖光纖(截止波長光纖截止波長光纖)和和 G.655(非零色散位移光纖非零色散位移光纖)光纖。光纖。 按套塑按套塑(二次涂覆層二次涂覆層)可以將光纖分為可以將光纖分為 松套光纖和緊套光纖。松套光纖和緊套光纖。 現在實用的石英光纖通常有以下三種：現在實用的石英光纖通常有以下三種： 階躍型多模光纖、漸變型多模光纖和階躍階躍型多模光纖、漸變型多模光纖和階躍 型單模光纖。型單模光纖。 2.

17、 2 光光 纖纖 的的 光光 在在 均均 勻勻 介介 質質 中中 是是 沿沿 直直 線線 傳傳 播播 的，的， 其其 傳傳 播播 速速 度度 為為 v = c / n 式式 中：中： c 2. 9 9 7 1 0 5 k m / s， 是是 光光 在在 真真 空空 中中 的的 傳傳 播播 速速 度；度； n 是是 介介 質質 的的 折折 射射 率率 ( 空空 氣氣 的的 折折 射射 率率 為為 1. 0 0 0 2 7， 近近 似似 為為 1； 玻玻 璃璃 的的 折折 射射 率率 為為 1. 4 5 左左 右右) 。 反射定律：反射光線位于入射光線和反射定律：反射光線位于入射光線和 法線所決定

18、的平面內，反射光線和入射光法線所決定的平面內，反射光線和入射光 線處于法線的兩側，并且反射角等于入射線處于法線的兩側，并且反射角等于入射 角，即：角，即：11。 折射定律折射定律 ：折射光線位于入射光線和：折射光線位于入射光線和 法線所決定的平面內，折射光線和入射光法線所決定的平面內，折射光線和入射光 線位于法線的兩側，且滿足：線位于法線的兩側，且滿足： n1sin1=n2sin2 一束光線從光纖的入射端面耦合進光一束光線從光纖的入射端面耦合進光 纖時，光纖中光線的傳播分兩種情形：一纖時，光纖中光線的傳播分兩種情形：一 種情形是光線始終在一個包含光纖中心軸種情形是光線始終在一個包含光纖中心軸

19、線的平面內傳播，并且一個傳播周期與光線的平面內傳播，并且一個傳播周期與光 纖軸線相交兩次，這種光線稱為子午射線，纖軸線相交兩次，這種光線稱為子午射線， 那個包含光纖軸線的固定平面稱為子午面；那個包含光纖軸線的固定平面稱為子午面； 另一種情形是光線在傳播過程中不在一個另一種情形是光線在傳播過程中不在一個 固定的平面內，并且不與光纖的軸線相交，固定的平面內，并且不與光纖的軸線相交， 這種光線稱為斜射線。這種光線稱為斜射線。 階躍型光纖是由半徑為階躍型光纖是由半徑為a、折射率為常折射率為常 數數n1的纖芯和折射率為常數的纖芯和折射率為常數n2的包層組的包層組 成，并且成，并且n1n2，如圖如圖2.6

20、所示。所示。 圖圖2.6 光線在階躍型光纖中的傳播光線在階躍型光纖中的傳播 漸變型光纖與階躍型光纖的區(qū)別在于漸變型光纖與階躍型光纖的區(qū)別在于 其纖芯的折射率不是常數，而是隨半徑的其纖芯的折射率不是常數，而是隨半徑的 增加而遞減直到等于包層的折射率。增加而遞減直到等于包層的折射率。 子午射線的傳播過程始終在一個子午子午射線的傳播過程始終在一個子午 面內，因此可以在二維的平面內來分析，面內，因此可以在二維的平面內來分析， 很直觀。很直觀。 模式是波動理論的概念。在波動理論模式是波動理論的概念。在波動理論 中，一種電磁場的分布稱之為一個模式。中，一種電磁場的分布稱之為一個模式。 在射線理論中，通常認

21、為一個傳播方向的在射線理論中，通常認為一個傳播方向的 光線對應一種模式，有時也稱之為射線模光線對應一種模式，有時也稱之為射線模 式。式。 光纖中光波相位的變化情況如圖光纖中光波相位的變化情況如圖2.9所所 示，在這里以階躍型光纖為例來討論光纖示，在這里以階躍型光纖為例來討論光纖 的相位一致條件，不作復雜的數學推導，的相位一致條件，不作復雜的數學推導， 只提及波動光學中的基本觀點和結論。只提及波動光學中的基本觀點和結論。 圖圖2.9 光纖中光波相位的變化情況光纖中光波相位的變化情況 相位一致條件就是說：如果圖中所示相位一致條件就是說：如果圖中所示 的這個模式在的這個模式在A、B處相位相等，則經過

22、一處相位相等，則經過一 段傳播距離后，在段傳播距離后，在A、B處也應該相位相處也應該相位相 等或相差等或相差2的整數倍。的整數倍。 光纖的相位一致條件也可以從另外一光纖的相位一致條件也可以從另外一 個角度出發(fā)得到。根據物理學的知識可知：個角度出發(fā)得到。根據物理學的知識可知： 波在無限空間中傳播時，形成行波；而在波在無限空間中傳播時，形成行波；而在 有限空間傳播時，形成駐波。有限空間傳播時，形成駐波。 一旦確定了光波導和光波長，那么一旦確定了光波導和光波長，那么n1、 n2、纖芯直徑纖芯直徑2a以及真空中光的傳播常數以及真空中光的傳播常數 k0也就確定了，而且式也就確定了，而且式(2-17)中的

23、最大中的最大N值值 也就確定了。也就確定了。 對于漸變型多模光纖，同樣，其導模對于漸變型多模光纖，同樣，其導模 不僅要滿足全反射條件，還要滿足相位一不僅要滿足全反射條件，還要滿足相位一 致條件。致條件。 在漸變型多模光纖中，低階模由于靠在漸變型多模光纖中，低階模由于靠 近光纖軸線，其傳播路程短，但靠近軸線近光纖軸線，其傳播路程短，但靠近軸線 處的折射率大，該處光線傳播速度慢；高處的折射率大，該處光線傳播速度慢；高 階模遠離軸線，它的傳播路程長，但離軸階模遠離軸線，它的傳播路程長，但離軸 線越遠折射率越小，該處光線的傳播速度線越遠折射率越小，該處光線的傳播速度 越快。越快。 多模光纖和單模光纖是

24、由光纖中傳輸多模光纖和單模光纖是由光纖中傳輸 的模式數決定的，判斷一根光纖是不是單的模式數決定的，判斷一根光纖是不是單 模傳輸，除了光纖自身的結構參數外，還模傳輸，除了光纖自身的結構參數外，還 與光纖中傳輸的光波長有關。與光纖中傳輸的光波長有關。 為了描述光纖中傳輸的模式數目，在為了描述光纖中傳輸的模式數目，在 此引入一個非常重要的結構參數，即光纖此引入一個非常重要的結構參數，即光纖 的歸一化頻率，一般用的歸一化頻率，一般用V表示，其表達式表示，其表達式 如下：如下： ）（ 19. 2 22 2 2 0 0 an C anankV mmm 顧明思義，多模光纖就是允許多個模顧明思義，多模光纖就是

25、允許多個模 式在其中傳輸的光纖，或者說在多模光纖式在其中傳輸的光纖，或者說在多模光纖 中允許存在多個分離的傳導模。中允許存在多個分離的傳導模。 只能傳輸一種模式的光纖稱為單模光只能傳輸一種模式的光纖稱為單模光 纖。單模光纖只能傳輸基模纖。單模光纖只能傳輸基模(最低階模最低階模)， 它不存在模間時延差，因此它具有比多模它不存在模間時延差，因此它具有比多模 光纖大得多的帶寬，這對于高碼速傳輸是光纖大得多的帶寬，這對于高碼速傳輸是 非常重要的。單模光纖的帶寬一般都在幾非常重要的。單模光纖的帶寬一般都在幾 十十GHzkm以上。以上。 2. 3 均均 勻勻 光光 纖纖 所謂均勻平面波是指在與傳播方向垂所

26、謂均勻平面波是指在與傳播方向垂 直的無限大的平面上，電場強度直的無限大的平面上，電場強度E和磁場和磁場 強度強度H的幅度和相位都相等的波型，簡稱的幅度和相位都相等的波型，簡稱 為平面波。為平面波。 平面波是非常重要的波型，一些復雜平面波是非常重要的波型，一些復雜 的波可以由平面波疊加得到。在折射率為的波可以由平面波疊加得到。在折射率為n 的無限大的介質中，一工作波長為的無限大的介質中，一工作波長為0的平的平 面波在其中傳播，其波數為：面波在其中傳播，其波數為： 式中：式中：k0是真空中的波數，是真空中的波數，是光的是光的 角頻率，角頻率，和和分別是介質的導磁率和介電分別是介質的導磁率和介電 常

27、數常數,設平面波傳播方向的單位矢量為設平面波傳播方向的單位矢量為as， 則則k = ask稱為平面波在該介質中的波矢量。稱為平面波在該介質中的波矢量。 ）（ 25. 2 2 0 0 nk n k 反射波與入射波在原點處的復振幅之反射波與入射波在原點處的復振幅之 比稱為反射系數；傳遞波與入射波在原點比稱為反射系數；傳遞波與入射波在原點 處的復振幅之比稱為傳遞系數，表示為：處的復振幅之比稱為傳遞系數，表示為： ）（a29. 2 1 2 01 01 j eR E E R 式中：式中：R、T都是復數，包括大小及相都是復數，包括大小及相 位。其模值分別表示反射波、傳遞波與入位。其模值分別表示反射波、傳遞

28、波與入 射波幅度的大小之比；射波幅度的大小之比；21、22是是R和和T 的相角，分別表示在介質分界面上反射波、的相角，分別表示在介質分界面上反射波、 傳遞波比入射波超前的相位。傳遞波比入射波超前的相位。 ）（b29. 2 2 2 01 02 j eT E E T 全反射是一種重要的物理現象，當光全反射是一種重要的物理現象，當光 波從光密介質射入光疏介質，且入射角大波從光密介質射入光疏介質，且入射角大 于臨界角時才能產生全反射，即全反射必于臨界角時才能產生全反射，即全反射必 須滿足：須滿足：n1n2，c190。 在全反射時，式在全反射時，式(2-32)根號中是負數，根號中是負數， 因此可以變化成

29、下面的形式。因此可以變化成下面的形式。 ）（ 33. 2 1sincos 1 2 2 2 1 2 n n j 全反射時，將式全反射時，將式(2-34)代入式代入式(2-30b)， 即可得到垂直極化波全反射時的傳遞系數。即可得到垂直極化波全反射時的傳遞系數。 ）（ 40. 2 cos 2 1 2 1 2 2 cos sinsin 2 2 2 1 11 2 c jarctg j e nn n eTT 綜上所述，當平面波由光密介質射向綜上所述，當平面波由光密介質射向 兩介質分界面上時，根據入射角兩介質分界面上時，根據入射角1的大小，的大小， 可以產生兩種類型的波：當入射角大于臨可以產生兩種類型的波：

30、當入射角大于臨 界角時產生導行波，能量集中在光密介質界角時產生導行波，能量集中在光密介質 及其界面附近；當入射角小于臨界角時產及其界面附近；當入射角小于臨界角時產 生輻射波，一部分能量輻射到光疏介質中生輻射波，一部分能量輻射到光疏介質中 并在其中傳播。對于光波導來說，導波是并在其中傳播。對于光波導來說，導波是 一種重要的波型。一種重要的波型。 在均勻光纖中，介質材料一般是線性在均勻光纖中，介質材料一般是線性 和各向同性的，并且不存在電流和自由電和各向同性的，并且不存在電流和自由電 荷，因此在無源區(qū)域，均勻、無損、簡諧荷，因此在無源區(qū)域，均勻、無損、簡諧 形式的麥克斯韋方程組為：形式的麥克斯韋方

31、程組為： 式中：式中：E為電場為電場 強度矢量；強度矢量；D為電位為電位 移矢量；移矢量；H為磁場強為磁場強 度矢量；度矢量；B為磁感應為磁感應 強度矢量。且強度矢量。且D與與E， B與與H有下列關系。有下列關系。 ）（ ）（ ）（ ）（ d44. 2 0 c44. 2 0 b44. 2 a44. 2 B D EjH HjE ）（ ）（ b45. 2 a45. 2 HB ED 從麥克斯韋方程組出發(fā)，可以導出光從麥克斯韋方程組出發(fā)，可以導出光 波所滿足的亥姆霍茲方程。根據矢量關系，波所滿足的亥姆霍茲方程。根據矢量關系， 有如下兩個等式。有如下兩個等式。 式中：式中：A代表任何一個矢量，當然代表任

32、何一個矢量，當然E、H也也 滿足式滿足式(2-47)。 ）（a47. 2 2 AAA ）（b47. 2 AAA 在單一均勻介質中傳播的波為平面波，在單一均勻介質中傳播的波為平面波， 稱為橫電磁波，用稱為橫電磁波，用TEM表示，表示，TEM波的電波的電 場和磁場方向與波的傳播方向垂直，即在場和磁場方向與波的傳播方向垂直，即在 波導的傳播方向上既沒有磁場分量也沒有波導的傳播方向上既沒有磁場分量也沒有 電場分量，且三者兩兩相互垂直。電場分量，且三者兩兩相互垂直。 對于同一類型的波，其場強在圓周方對于同一類型的波，其場強在圓周方 向向(即即方向方向)或徑向方向或徑向方向(即即r方向方向)的分布情的分布

33、情 況又會有所區(qū)別，即電磁場的分布會不盡況又會有所區(qū)別，即電磁場的分布會不盡 相同。相同。 目前通信用光纖的相對折射率差目前通信用光纖的相對折射率差 1，稱為弱導光纖。這種光纖可以近似稱為弱導光纖。這種光纖可以近似 地用平面波束分析光的傳播。地用平面波束分析光的傳播。 階躍型光纖的波動理論分析就是以麥階躍型光纖的波動理論分析就是以麥 克斯韋方程組為基礎，根據光纖的邊界條克斯韋方程組為基礎，根據光纖的邊界條 件，從亥姆霍茲方程解出階躍型光纖中導件，從亥姆霍茲方程解出階躍型光纖中導 波的場方程，在此基礎上推導出其特征方波的場方程，在此基礎上推導出其特征方 程，研究其導波模式，分析其傳輸特性。程，研

34、究其導波模式，分析其傳輸特性。 階躍型光纖的纖芯半徑為階躍型光纖的纖芯半徑為a，包層半包層半 徑為徑為b，纖芯和包層的折射率分別為纖芯和包層的折射率分別為n1和和n2， 其截面形狀如圖其截面形狀如圖2.17(a)所示。所示。 圖圖2.16幾個低階模的場型幾個低階模的場型(實線為電力線，實線為電力線， 虛線為磁力線，虛線為磁力線，g=2/) 要確定光纖中導模的特性，就需要確要確定光纖中導模的特性，就需要確 定參數定參數U、W和和，只有亥姆霍茲方程的解只有亥姆霍茲方程的解 是不夠的。由于光纖中的導模還必須滿足是不夠的。由于光纖中的導模還必須滿足 光纖的邊界條件，所以還要利用光纖的邊光纖的邊界條件，

35、所以還要利用光纖的邊 界條件來確定場表達式中的參數界條件來確定場表達式中的參數U、W和和。 上上 面面 已已 經經 得得 到到 了了 光光 纖纖 中中 場場 的的 亥亥 姆姆 霍霍 茲茲 方方 程程 和和 弱弱 導導 光光 纖纖 中中 導導 波波 的的 特特 征征 方方 程，程， 接接 下下 來來 分分 析析 光光 纖纖 中中 存存 在在 哪哪 些些 模模 式式 及及 這這 些些 模模 式式 的的 特特 征征 方方 程。程。 及及 特特 征征 方方 程程 光纖中是否存在光纖中是否存在TEM波呢波呢?根據定義，根據定義， TEM波在波導的傳播方向波在波導的傳播方向(Z方向方向)上既沒有上既沒有

36、電場分量，又沒有磁場分量。即電場分量，又沒有磁場分量。即Ez0、Hz 0。如果光纖中存在如果光纖中存在TEM波，則根據波，則根據Ez、 Hz的表達式的表達式(2-75)和式和式(2-76)可以得到可以得到AB 0，再將再將AB0代入式代入式(2-77)、式、式(2-78) 得到得到Er、E、Hr、E都為零，即光纖中不都為零，即光纖中不 存在電磁場，所以光纖中根本不存在存在電磁場，所以光纖中根本不存在TEM 波。波。 光纖中是否存在光纖中是否存在TE波和波和TM波，實際波，實際 上是看單獨的上是看單獨的TE波和波和TM波是否滿足邊界波是否滿足邊界 條件。如果光纖中存在條件。如果光纖中存在TE波，

37、根據波，根據TE波的波的 定義，定義，TE波在波導的傳播方向波在波導的傳播方向(Z方向方向)上沒上沒 有電場分量，只有磁場分量，即有電場分量，只有磁場分量，即Ez0，根根 據據Ez表達式表達式(2-75)可以得到可以得到A0，然后將然后將A 0代入式代入式(2-83b)中得到中得到 ）（ 85. 2 0 11 22 WU mB 式 中 導 模 的 傳 播 常 數 不 能 為 零 ， 22 11 WU 也不能為零，B 也不能為零 （如果 A、B同時為零，此時光纖中不存在 電磁場） ；因此，只有 m0。 從上面的闡述中可以看到，當從上面的闡述中可以看到，當m0時，時， 光纖中不能存在光纖中不能存在

38、TE波和波和TM波，而只能是波，而只能是 Ez、Hz同時存在的同時存在的EH波和波和HE波。波。 模的特性可以用模的特性可以用3個特征參數個特征參數U、W和和 來描述。來描述。U表示導模場在纖芯內部的橫向表示導模場在纖芯內部的橫向 分布規(guī)律；分布規(guī)律；W表示導模場在纖芯外部的橫表示導模場在纖芯外部的橫 向分布規(guī)律。向分布規(guī)律。 TE0n和 TM0n模歸一化截止頻率 根據貝塞爾函數的性質，當 W? 0 時，有如下的近似式5： 當 m0 時： ）（a91. 2 2 ln 0 W WK 當 m0 時： ）（b91. 2 2 !1 2 1 m m W mWK 因此： ）（c91. 2 1 1 W WK

39、 EHmn模的歸一化截止頻率 根據 EH模的特征方程（2.89）式和（2.91b）式，在臨界狀態(tài)下有： 2 0 1 0 1 2 lim 2 !1 2 1 2 ! 2 1 lim W m W mW W m UJU UJ W m m W cmc cm 從而得到： ）（ 93. 2 0 cm UJ HEmn模的歸一化截止頻率 由于當 W? 0 時，K0（W）和 Km（W） （m0）的近似公式 不同，在這里要分 m1 和 m2 兩種情況討論。 a. 當 m1 時。 根據 HE 模的特征方程（2.90）式和（2.91a） 、 （2.91c）式， 在臨界狀態(tài)下有： W W W W WWK WK UJU U

40、J WWW cc c 2 lnlim 1 2 ln limlim 00 1 0 0 1 0 從而得到： ）（ 94. 2 0 0 1c c UJ U 式（2.94）就是 HE1n在臨界狀態(tài)下的特征方程。 b.當 m2 時 根據 HE 模的特征方程（2.90）式和（2.91b）式，在臨界狀態(tài)下有： 12 1 2 !1 2 1 2 !2 2 1 limlim 1 2 0 1 0 1 m W mW W m WWK WK UJU UJ m m W m m W cmc cm 從而得到： ）（95. 2 12 1cmcmc UJmUJU 根據貝塞爾函數的遞推公式5 ）（ 96. 2 2 11cmccmcc

41、m UJUUJUUmJ 將式（2.96）代入式（2.95） ，得： ）（ 97. 2 0 2 2 cmc cmccmccmc UJU UJUUJUUJU 式中：如果 Uc0，則 0 0 00 0 11 m m cmc cm J J UJU UJ ，成為不定型， 所以 Uc0，只有： ）（ 98. 2 0 2 cm UJ 式（2.98）就是 HEmn （m2）模在臨界狀態(tài)下的特征方程。 光纖中導模的光纖中導模的U值是隨頻率而變化的。值是隨頻率而變化的。 上面所討論的上面所討論的Uc值只適用于導模截止時的值只適用于導模截止時的 情況。情況。 TE0n模和 TM0n模遠離截止時的 U 值 將式 （2

42、.101） 代入 TE 模和 TM 模的特征方程 （2.88） 式中，可得到： 0 1 limlim 0 1 0 1 WWWK WK UUJ UJ WW 從而得到： ）（ 101. 2 0 1 UJ EHmn模遠離截止時的 U值 將式（2.101）代入 EH模的特征方程（2.90）式中， 可得到： 0 1 limlim 11 WWWK WK UUJ UJ W m m W m m 從而得到： ）（ 102. 2 0 1 UJ m 式（2.103）就是 EHmn模遠離截止時特征方程。 2. 4 光纜的構造一般分為纜芯和護層兩大光纜的構造一般分為纜芯和護層兩大 部分。部分。 在光纜的構造中，纜芯是主

43、體，其結在光纜的構造中，纜芯是主體，其結 構是否合理，與光纖的安全運行關系很大。構是否合理，與光纖的安全運行關系很大。 一般來說，纜芯結構應滿足以下基本要求：一般來說，纜芯結構應滿足以下基本要求： 光纖在纜芯內處于最佳位置和狀態(tài)，保證光纖在纜芯內處于最佳位置和狀態(tài)，保證 光纖傳輸性能穩(wěn)定，在光纜受到一定的拉光纖傳輸性能穩(wěn)定，在光纜受到一定的拉 力、側壓力等外力時，光纖不應承受外力力、側壓力等外力時，光纖不應承受外力 影響；其次纜芯內的金屬線對也應得到妥影響；其次纜芯內的金屬線對也應得到妥 善安排，并保證其電氣性能；另外纜芯截善安排，并保證其電氣性能；另外纜芯截 面應盡可能小，以降低成本和敷設空

44、間。面應盡可能小，以降低成本和敷設空間。 光纜護層同電纜護層的情況一樣，是光纜護層同電纜護層的情況一樣，是 由護套和外護層構成的多層組合體。其作由護套和外護層構成的多層組合體。其作 用是進一步保護光纖，使光纖能適應在各用是進一步保護光纖，使光纖能適應在各 種場地敷設，如架空、管道、直埋、室內、種場地敷設，如架空、管道、直埋、室內、 過河、跨海等。對于采用外周加強元件的過河、跨海等。對于采用外周加強元件的 光纜結構，護層還需提供足夠的抗拉、抗光纜結構，護層還需提供足夠的抗拉、抗 壓、抗彎曲等機械特性方面的能力。壓、抗彎曲等機械特性方面的能力。 光纜的基本結構按纜芯組件的不同一光纜的基本結構按纜芯

45、組件的不同一 般可以分為層絞式、骨架式、束管式和帶般可以分為層絞式、骨架式、束管式和帶 狀式四種，如圖狀式四種，如圖2.21所示。我國及歐亞各所示。我國及歐亞各 國用的較多的是傳統(tǒng)結構的層絞式和骨架國用的較多的是傳統(tǒng)結構的層絞式和骨架 式兩種。式兩種。 圖圖2.21光纜的典型結構示意圖光纜的典型結構示意圖 層絞式光纜的結構類似于傳統(tǒng)的電纜層絞式光纜的結構類似于傳統(tǒng)的電纜 結構方式，故又稱為古典式光纜。結構方式，故又稱為古典式光纜。 骨架式光纜中的光纖置放于塑料骨架骨架式光纜中的光纖置放于塑料骨架 的槽中，槽的橫截面可以是的槽中，槽的橫截面可以是V形、形、U形或其形或其 他合理的形狀，槽的縱向呈

46、螺旋形或正弦他合理的形狀，槽的縱向呈螺旋形或正弦 形，一個空槽可放置形，一個空槽可放置510根一次涂覆光纖。根一次涂覆光纖。 束管式結構的光纜近年來得到了較快束管式結構的光纜近年來得到了較快 的發(fā)展。它相當于把松套管擴大為整個纖的發(fā)展。它相當于把松套管擴大為整個纖 芯，成為一個管腔，將光纖集中松放在其芯，成為一個管腔，將光纖集中松放在其 中。中。 帶狀式結構的光纜首先將一次涂覆的帶狀式結構的光纜首先將一次涂覆的 光纖放入塑料帶內做成光纖帶，然后將幾光纖放入塑料帶內做成光纖帶，然后將幾 層光纖帶疊放在一起構成光纜芯。層光纖帶疊放在一起構成光纜芯。 光纜的種類很多，其分類方法也很多，光纜的種類很多

47、，其分類方法也很多， 習慣的分類有：習慣的分類有： 根據光纜的傳輸性能、距離和用途，根據光纜的傳輸性能、距離和用途， 光纜可以分為市話光纜、長途光纜、海底光纜可以分為市話光纜、長途光纜、海底 光纜和用戶光纜；光纜和用戶光纜； 根據光纖的種類，光纜可以分為多模根據光纖的種類，光纜可以分為多模 光纜、單模光纜；光纜、單模光纜； 根據光纖套塑的種類，光纜可以分為根據光纖套塑的種類，光纜可以分為 緊套光纜、松套光纜、束管式新型光纜和緊套光纜、松套光纜、束管式新型光纜和 帶狀式多芯單元光纜；帶狀式多芯單元光纜； 根據光纖芯數的多少，光纜可以分為根據光纖芯數的多少，光纜可以分為 單芯光纜和多芯光纜等等；單

48、芯光纜和多芯光纜等等； 根據加強構件的配置方式，光纜可以根據加強構件的配置方式，光纜可以 分為中心加強構件光纜分為中心加強構件光纜(如層絞式光纜、骨如層絞式光纜、骨 架式光纜等架式光纜等)、分散加強構件光纜、分散加強構件光纜(如束管如束管 式光纜式光纜)和護層加強構件光纜和護層加強構件光纜(如帶狀式光如帶狀式光 纜纜)； 根據敷設方式，光纜可以分為管道光根據敷設方式，光纜可以分為管道光 纜、直埋光纜、架空光纜和水底光纜；纜、直埋光纜、架空光纜和水底光纜； 根據護層材料性質，光纜可以分為普根據護層材料性質，光纜可以分為普 通光纜、阻燃光纜和防蟻、防鼠光纜等。通光纜、阻燃光纜和防蟻、防鼠光纜等。

49、光纜的種類較多，同其他產品一樣，光纜的種類較多，同其他產品一樣， 具有具體的型式和規(guī)格。具有具體的型式和規(guī)格。 光纜的型式代號是由分類、加強構件、光纜的型式代號是由分類、加強構件、 派生派生(形狀、特性等形狀、特性等)、護套和外護層五部、護套和外護層五部 分組成，如圖分組成，如圖2.22所示。所示。 圖圖2.22 光纜的型式代號光纜的型式代號 GY：通信用室通信用室(野野)外光纜；外光纜； GR：通信用軟光纜；通信用軟光纜； GJ：通信用室通信用室(局局)內光纜；內光纜； GS：通信用設備內光纜；通信用設備內光纜； GH：通信用海底光纜；通信用海底光纜； GT：通信用特殊光纜；通信用特殊光纜；

50、 GW：通信用無金屬光纜。通信用無金屬光纜。 無符號：金屬加強構件；無符號：金屬加強構件； F：非金屬加強構件；非金屬加強構件； G：金屬重型加強構件；金屬重型加強構件； H：非金屬重型加強構件。非金屬重型加強構件。 B：扁平式結構；扁平式結構； Z：自承式結構；自承式結構； T：填充式結構；填充式結構； S：松套結構。松套結構。 注：當光纜型式兼有不同派生特征時，注：當光纜型式兼有不同派生特征時， 其代號字母順序并列。其代號字母順序并列。 Y：聚乙烯護套；聚乙烯護套； V：聚氯乙烯護套；聚氯乙烯護套； U：聚氨酯護套；聚氨酯護套； A：鋁、聚乙烯護套；鋁、聚乙烯護套； L：鋁護套；鋁護套；

51、Q：鉛護套；鉛護套； G：鋼護套；鋼護套； S：鋼、鋁、聚乙烯綜合護套。鋼、鋁、聚乙烯綜合護套。 外護層是指鎧裝層及鎧裝層外面的外外護層是指鎧裝層及鎧裝層外面的外 被層，參照國標被層，參照國標GB2952-82的規(guī)定，外護的規(guī)定，外護 層采用兩位數字表示，各代號的意義如表層采用兩位數字表示，各代號的意義如表 2.4所示。所示。 表 2.4外護層的代號及意義 代號鎧裝層代號外被層 0無0無 11纖維層 2雙鋼帶2聚氯乙烯套 3細圓鋼絲3聚乙烯套 4粗圓鋼絲 5單鋼帶皺紋縱包 光纖的規(guī)格代號是由光纖數目、光纖光纖的規(guī)格代號是由光纖數目、光纖 類別、光纖主要尺寸參數、傳輸性能和適類別、光纖主要尺寸參

52、數、傳輸性能和適 用溫度五部分組成，各部分均用代號或數用溫度五部分組成，各部分均用代號或數 字表示。字表示。 用光纜中同類別光纖的實際有效數目用光纜中同類別光纖的實際有效數目 的阿拉伯數字表示。的阿拉伯數字表示。 J：二氧化硅系多模漸變型光纖；二氧化硅系多模漸變型光纖； T：二氧化硅系多模階躍型二氧化硅系多模階躍型(突變型突變型)光纖；光纖； Z：二氧化硅系多模準突變型光纖；二氧化硅系多模準突變型光纖； D：二氧化硅系單模光纖；二氧化硅系單模光纖； X：二氧化硅纖芯塑料包層光纖；二氧化硅纖芯塑料包層光纖； S：塑料光纖。塑料光纖。 用阿拉伯數字用阿拉伯數字(含小數點含小數點)以以m為單位為單位

53、 表示多模光纖的芯徑表示多模光纖的芯徑/包層直徑或單模光纖包層直徑或單模光纖 的模場直徑的模場直徑/包層直徑。包層直徑。 光纖的傳輸特性代號是由使用波長、光纖的傳輸特性代號是由使用波長、 損耗系數、模式帶寬的代號損耗系數、模式帶寬的代號(分別為分別為a、bb、 cc)構成。構成。 其中其中a表示使用波長的代號，其數字表示使用波長的代號，其數字 代號規(guī)定如下：代號規(guī)定如下： 1：使用波長在：使用波長在0.85m區(qū)域；區(qū)域； 2：使用波長在：使用波長在1.31m區(qū)域；區(qū)域； 3：使用波長在：使用波長在1.55m區(qū)域。區(qū)域。 bb表示損耗系數的代號，其數字依次表示損耗系數的代號，其數字依次 為光纜中

54、光纖損耗系數值為光纜中光纖損耗系數值(dB/km)的個位和的個位和 十分位。十分位。 cc表示模式帶寬的代號，其數字依次表示模式帶寬的代號，其數字依次 是光纜中光纖模式帶寬數值是光纜中光纖模式帶寬數值(MHzkm)的千的千 位和百位數字。單模光纖無此項。位和百位數字。單模光纖無此項。 注意：同一光纜適用于兩種以上的波注意：同一光纜適用于兩種以上的波 長，并具有不同的傳輸特性時，應同時列長，并具有不同的傳輸特性時，應同時列 出各波長上的規(guī)格代號，并用出各波長上的規(guī)格代號，并用/劃開。劃開。 A：適用于適用于-40 +40； B：適用于適用于-30 +50； C：適用于適用于-20 +60； D：

55、適用于適用于-5 +60。 3. 1 光光 纖纖 吸收損耗是由制造光纖材料本身以及吸收損耗是由制造光纖材料本身以及 其中的過渡金屬離子和氫氧根離子其中的過渡金屬離子和氫氧根離子(OH ) 等雜質對光的吸收而產生的損耗，前者是等雜質對光的吸收而產生的損耗，前者是 由光纖材料本身的特性所決定的，稱為本由光纖材料本身的特性所決定的，稱為本 征吸收損耗。征吸收損耗。 本征吸收損耗在光學波長及其附近有本征吸收損耗在光學波長及其附近有 兩種基本的吸收方式。兩種基本的吸收方式。 紫外吸收損耗是由光纖中傳輸的光子紫外吸收損耗是由光纖中傳輸的光子 流將光纖材料中的電子從低能級激發(fā)到高流將光纖材料中的電子從低能級

56、激發(fā)到高 能級時，光子流中的能量將被電子吸收，能級時，光子流中的能量將被電子吸收， 從而引起的損耗。從而引起的損耗。 紅外吸收損耗是由于光纖中傳播的光紅外吸收損耗是由于光纖中傳播的光 波與晶格相互作用時，一部分光波能量傳波與晶格相互作用時，一部分光波能量傳 遞給晶格，使其振動加劇，從而引起的損遞給晶格，使其振動加劇，從而引起的損 耗。耗。 光纖中的有害雜質主要有過渡金屬離光纖中的有害雜質主要有過渡金屬離 子，如鐵、鈷、鎳、銅、錳、鉻等和子，如鐵、鈷、鎳、銅、錳、鉻等和OH 。 。 通常在光纖的制造過程中，光纖材料通常在光纖的制造過程中，光纖材料 受到某種熱激勵或光輻射時將會發(fā)生某個受到某種熱激

57、勵或光輻射時將會發(fā)生某個 共價鍵斷裂而產生原子缺陷，此時晶格很共價鍵斷裂而產生原子缺陷，此時晶格很 容易在光場的作用下產生振動，從而吸收容易在光場的作用下產生振動，從而吸收 光能，引起損耗，其峰值吸收波長約為光能，引起損耗，其峰值吸收波長約為 630nm左右。左右。 任何光纖波導都不可能是完美無缺的，任何光纖波導都不可能是完美無缺的， 無論是材料、尺寸、形狀和折射率分布等無論是材料、尺寸、形狀和折射率分布等 等，均可能有缺陷或不均勻，這將引起光等，均可能有缺陷或不均勻，這將引起光 纖傳播模式散射性的損耗，由于這類損耗纖傳播模式散射性的損耗，由于這類損耗 所引起的損耗功率與傳播模式的功率成線所引

58、起的損耗功率與傳播模式的功率成線 性關系，所以稱為線性散射損耗。性關系，所以稱為線性散射損耗。 瑞利散射是一種最基本的散射過程，瑞利散射是一種最基本的散射過程， 屬于固有散射。屬于固有散射。 對于短波長光纖，損耗主要取決于瑞對于短波長光纖，損耗主要取決于瑞 利散射損耗。值得強調的是：瑞利散射損利散射損耗。值得強調的是：瑞利散射損 耗也是一種本征損耗，它和本征吸收損耗耗也是一種本征損耗，它和本征吸收損耗 一起構成光纖損耗的理論極限值。一起構成光纖損耗的理論極限值。 在光纖制造過程中，由于工藝、技術在光纖制造過程中，由于工藝、技術 問題以及一些隨機因素，可能造成光纖結問題以及一些隨機因素，可能造成

59、光纖結 構上的缺陷，如光纖的纖芯和包層的界面構上的缺陷，如光纖的纖芯和包層的界面 不完整、芯徑變化、圓度不均勻、光纖中不完整、芯徑變化、圓度不均勻、光纖中 殘留氣泡和裂痕等等。殘留氣泡和裂痕等等。 光纖中存在兩種非線性散射，它們都光纖中存在兩種非線性散射，它們都 與石英光纖的振動激發(fā)態(tài)有關，分別為受與石英光纖的振動激發(fā)態(tài)有關，分別為受 激喇曼散射和受激布里淵散射。激喇曼散射和受激布里淵散射。 光纖的彎曲有兩種形式：一種是曲率光纖的彎曲有兩種形式：一種是曲率 半徑比光纖的直徑大得多的彎曲，我們習半徑比光纖的直徑大得多的彎曲，我們習 慣稱為彎曲或宏彎；另一種是光纖軸線產慣稱為彎曲或宏彎；另一種是光

60、纖軸線產 生微米級的彎曲，這種高頻彎曲習慣稱為生微米級的彎曲，這種高頻彎曲習慣稱為 微彎。微彎。 在光纜的生產、接續(xù)和施工過程中，在光纜的生產、接續(xù)和施工過程中， 不可避免地出現彎曲。不可避免地出現彎曲。 微彎是由于光纖受到側壓力和套塑光微彎是由于光纖受到側壓力和套塑光 纖遇到溫度變化時，光纖的纖芯、包層和纖遇到溫度變化時，光纖的纖芯、包層和 套塑的熱膨脹系數不一致而引起的，其損套塑的熱膨脹系數不一致而引起的，其損 耗機理和彎曲一致，也是由模式變換引起耗機理和彎曲一致，也是由模式變換引起 的。的。 為了衡量一根光纖損耗特性的好壞，為了衡量一根光纖損耗特性的好壞， 在此引入損耗系數在此引入損耗系