传输介质—光纤
光纤概述
光纤
- 利用光在玻璃或塑料纤维中的全反射原理而达到的光传导工具。
- 光在光纤中传导损耗很低，适合用作长距离的信息传递。
- 光纤特点：重量轻，体积小，传输远（衰减小），容量大，抗电磁干扰。
光缆
光缆一般由多跟光纤和塑料保护套管以及塑料外皮构成。
通常看到工人铺设的黑色线缆叫做光缆，里面包含了多组光纤。
AI回答
光纤，全称为光导纤维，是一种利用光波作为信息载体，通过光纤作为传输媒介的通信方式。光纤的主要材料包括玻璃或塑料，其工作原理基于光的全反射原理[5][6]。光纤由纤芯和包层组成，其中纤芯具有较高的折射率，而包层的折射率较低，这样可以实现光在纤芯中的有效传输[2][3]。
光纤通信技术是信息时代的核心技术之一，它利用光源、光纤和光电探测器等基本要素，通过光纤将光信号从一端传至另一端，从而实现信息的远距离传输[9]。随着技术的发展，光纤的应用也在不断扩展。例如，单晶有机金属钙钛矿光纤的研发成功标志着光纤材料的新进展[6]。此外，塑料光纤因其柔软性、接续简单和易于弯曲施工等特点，在特定应用场景下也显示出其独特的价值[22]。
总的来说，光纤作为一种高效的光传导工具，不仅推动了通信技术的发展，也为现代社会提供了高速、大容量的数据传输解决方案。
来源
光纤分类
单模光纤
- 当光纤的几何尺寸可以于光波长相比拟时，即纤芯的几何尺寸与光信号波长相差不大时，一般为5~10um。
- 光纤只允许一种模式在其中传播，单模光纤具有极宽的宽带，特别适用于大容量，长距离的光纤通信（贵）。
多模光纤
- 多模光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长，一般为50um，62.5um；允许多种模式光信号传播。
- 多模光纤仅用于较小容量，短距离的光纤传输通信。（便宜）
单模光纤和多模光纤对比
单模光纤和多模光纤在传输方式、传输距离、传输速度、成本以及应用场合等方面存在显著差异。
首先，从传输方式上来看，单模光纤只允许一种模式的光传播，因此没有模式色散问题，而多模光纤允许多种模式的光同时传播[2][5]。这意味着单模光纤的纤芯相对较细，通常为9μm[7]，而多模光纤的纤芯直径较大，例如OM1和OM2的纤芯直径有50μm和62.5μm[6]。
在传输距离方面，单模光纤能够支持更长的传输距离，至少可达5KM[1]，而多模光纤主要用于短距离的光纤通信，如建筑物内或校园里，其有效距离大约是5英里（约8公里）[2]。
传输速度方面，单模光纤在100M/s或1G/s的数据速率下运行，而多模光纤的传输速度在100M/s时可以达到2km的传输距离[1]。这表明单模光纤在高速数据传输方面具有优势。
成本方面，由于单模光纤需要激光源，其成本相对较高[2]。而多模光纤由于技术成熟且成本较低，更适合于大多数短距离传输应用。
最后，在应用场合上，单模光纤通常用于远程信号传输，如长途通信网络[1]，而多模光纤则广泛应用于校园网、企业局域网和数据中心等短距离传输场景[8]。
综上所述，单模光纤和多模光纤各有优势和适用场景，选择哪种类型的光纤取决于具体的应用需求和预算考虑。
光模块
光模块是光纤通信系统中的核心器件之一，工作在OSI模型的物理层，主要由光电子器件（光发射器、光接收器）、功能电路和光接口等部分组成[1]。它广泛应用于数据中心、移动通信基站、消费电子、工业自动化等领域[2][3]，特别是在数据中心领域，随着大数据、云计算、物联网、人工智能等新型应用的普及，光模块的使用成为焦点[5]。此外，光模块还被应用于电信、互联网领域，如视频光端机、无线基站、传输系统、PON网络、光纤收发器等设备[8]。
光模块的技术更新迅速，包括但不限于高速率升级、长距离传输、集成化发展等方面[21][22]。例如，中传利用现有成熟的25G光器件，采用PAM4技术将带宽提升一倍，实现更远的传输距离[23]。同时，800G光模块销量预计将在2025年及之后快速攀升，显示出光模块技术的快速发展和市场需求的增长[24]。
市场规模方面，全球数据中心光模块市场规模在2021年为43.8亿美元，预计到2025年将增长至73.3亿美元，显示出显著的增长趋势[6]。中国光模块市场规模也在快速增长，2022年约为476.82亿元，预计2023年将达到更高水平[9]。这一增长趋势得益于数据中心流量的大幅增加和数据中心网络需求的持续增长[18]。
然而，光模块行业也面临着一些挑战，如技术壁垒高、高端产品由国外垄断等问题[7]。近年来，部分海外厂商逐步退出光模块市场，国内玩家通过加大技术投入，依靠低成本、高良率的性价比优势逐渐占据市场份额[19]。
综上所述，光模块作为实现光电转换的核心部件，在数据中心、电信、互联网等多个领域发挥着重要作用。随着技术的不断进步和市场需求的持续增长，光模块行业展现出广阔的发展前景。
单芯光纤与单芯光模块
光纤连接器
- 光纤与光纤/光源之间的连接有两种方式。
(1)使用专用的设备将两根光纤熔接起来，主要用于光纤长度的延长。
(2)使用光纤连接器，用于光纤跳线或是不同光纤连接器的转换。
跳线和尾纤
- 双绞线跳线:带水晶头的网线。
- 光纤跳线:带有连接器与保护层的光纤。
（有接头的就叫跳线）
尾纤：只有一头有光纤接口。（就是光纤跳线断成两个尾纤）
熔纤比手工做头的损耗低，一般以熔纤为主。
2018年5月15题
关于单模光纤，下面描述中错误的是(15)
A. 芯线由玻璃或塑料制成
B.比多模光纤纤芯小
C.光波在芯线中以多种反射路径传播
D.比多模光纤传输距离远
（多种反射路径传播的是多模光纤，所以选C）
2021年5月12题
光信号这单模光纤中是以（12）方式传播。
A.直线传播 B.渐变反射 C.突变反射 D.无限收发
（单模光纤是以直线传播的，多模光纤是多种反射传播的，选A（如果有全发射，即选全反射））
