光導纖維（Optical Fiber）簡稱光纖，光纖是一種用來傳送光波（以光波為載波）的傳輸介質(zhì)。由于光纖具有許多獨特優(yōu)點，故其在通信傳輸網(wǎng)絡中得到廣泛的應用。依據(jù)光纖通信的特點，光纖的技術(shù)特性有以下表現(xiàn)，并以此來衡量光纖的性能參數(shù)指標：
1、光纖的結(jié)構(gòu)特性
光纖的結(jié)構(gòu)是指光纖的呈現(xiàn)構(gòu)造，通常為纖芯和包層所構(gòu)成的雙層或多層的同心圓柱體，為軸對稱結(jié)構(gòu)。纖芯用來傳導光信號，包層用以對裸纖的保護，同時保證光信號在纖芯捏傳輸。有時，為了提高光纖的機械應力，需要增加涂覆層（有緊套或松套）。對于我們?nèi)粘Ｊ褂玫墓饫w，多模光纖纖芯與包層所使用的材料有玻璃（也稱石英）和塑料；單模光纖的纖芯與包層所使用的材料往往均為玻璃（玻璃的光折射率一般在1.5左右）。特別是多模光纖，根據(jù)其纖芯與包層的材料不同和纖芯與包層的直徑不同可分為不同分類類別的光纖（如A1類或A4類等）
光纖結(jié)構(gòu)的參數(shù)主要有光纖的幾何參數(shù)、折射率分布、數(shù)值孔徑（NA）、截止波長和模場參數(shù)等。這些參數(shù)僅與光纖橫截面的物理構(gòu)成相關(guān)，與光纖的長度及傳輸狀態(tài)無關(guān)。但光纖的不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對光纖的性能會產(chǎn)生不同影響。
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2、光纖的衰減特性
衰減表明了光纖對光能的傳輸損耗。通常衰減用衰減系數(shù)（α）衡量其大小，定義為單位長度光纖引起的光功率衰減。當長度為L時，衰減系數(shù)α與波長λ的函數(shù)關(guān)系如下：
α（λ）＝（10 / L）lg [P (0) / P (L) ] dB/km
常用的石英玻璃系列單模光纖的衰減系數(shù)（α）在1310nm波長出約為0.35dB/km，在1550nm波長出約為0.20dB/km。
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3、光纖的色散特性
在光纖數(shù)字通信系統(tǒng)中，由于光纖中的信號是由不同的頻率成分和不同的模式成分來攜帶的，這些不同的頻率成分和不同的模式成分的傳輸速率不同，從而引起色散（chromatic dispersion）。光纖色散主要有模間色散、材料色散、波導色散和偏振模色散等。色散指光源光譜中不同波長分量在光纖中的群速率不同所引起的光脈沖展寬現(xiàn)象。在ITU-T G.650.1中給出了色散方面的幾個參數(shù)概念定義：色散、色散系數(shù)、色散斜率、群時延、色散的縱向均勻性、零色散斜率、零色散波長，具體詳見下表3。
表 3：ITU-T G.650.1中定義的色散特性的幾個參數(shù)概念
色散是高速光纖通信系統(tǒng)的主要傳輸損傷。需要指出，光放大器本身并不會改變系統(tǒng)的色散特性。盡管摻鉺光纖放大器（Erbium Doped Optical Fiber Amplifier，EDFA）內(nèi)部有一小段摻鉺光纖作為有源增益媒質(zhì)，但其長度僅為幾米至十幾米，與長達幾十至幾百公里的光傳輸鏈路相比，其附加的少量色散不會對總色散產(chǎn)生有實質(zhì)性的影響。通常，光放大器并不會改變由于色散所導致的傳輸限制。然而，由于光放大器極大地延長了無中繼光傳輸距離，因而整個傳輸鏈路的總色散及其相應色散代價將可能變得很大而必須認真對付。研究光纖的色散特性的目的是弄清色散的原因、種類及相互作用，以便設計和制造出優(yōu)質(zhì)的、合適的色散光纖，從而滿足光纖通信系統(tǒng)高速率、大容量和遠距離傳輸?shù)男枨蟆?/span>
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4、光纖的非線性效應
光纖的非線性可分為兩類：受激散射和折射率擾動。受激散射發(fā)生的非線性現(xiàn)象又包括受激布里淵散射（SBS）和受激拉曼散射（SRS）。折射率擾動引起的四種非線性效應包括光的克爾效應、自相位調(diào)制（SPM）、交叉相位調(diào)制（CPM）和四波混頻（FWM）。
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5、光纖的機械特性
在ITU-T G.650.1中給出了機械特性的兩個參數(shù)概念：
1）驗證測試水平（proof test level）：驗證測試水平是指纖維在規(guī)定的短時間內(nèi)所承受的拉伸應力或應變的指定值。
2）應力腐蝕參數(shù)（stress corrosion parameter）：應力腐蝕（感受性）參數(shù)n是一個無量綱系數(shù)，與裂紋擴展對應力場的依賴性有關(guān)。它取決于環(huán)境溫度、濕度和其他環(huán)境條件。這個參數(shù)包括靜態(tài)值和動態(tài)值。靜態(tài)值ns是靜態(tài)疲勞曲線的負斜率，即失效時間與應力場的關(guān)系。動態(tài)值為nd，其中1/(nd + 1)是失效應力與應力場速率的動態(tài)疲勞對數(shù)坐標曲線的斜率（n不一定是整數(shù)）。
要使光纖在實際的通信線路上使用，它必須具有足夠的機械強度以便成纜和敷設，且要具有較強的抗疲勞能力，以延長其使用壽命。按照石英玻璃原子間的結(jié)合力推算，光纖的理論計算抗拉力可達30kg。但由于光纖表面甚至光纖內(nèi)部不可避免地存在一定的缺陷，實際上光纖的強度只能達到理論值的1/4左右。即便如此，光纖的強度比同直徑的鋼絲抗拉強度還要大一倍，這主要是光纖涂覆層的作用。因此，涂覆材料、涂覆層厚度、同心度以及光纖控制工藝、環(huán)境清潔度對光纖的最終強度都有影響。目前，用來表征具有預涂覆層或緩沖層光纖的機械強度、操作性能、物理缺陷、涂覆層可剝離性和撓曲性能優(yōu)劣等，其實驗測量方法有：篩選試驗、光纖抗拉強度試驗、磨損試驗、目視靜態(tài)和動態(tài)疲勞試驗等。而對使用用戶重要的篩選應力（篩選試驗即是將整個光纖制造長度上的強度低于或等于篩選應力的點除去，保證剩下光纖的機械可靠性），國標中規(guī)定其應超過0.96Gpa。
6、光纖的溫度特性
光纖的溫度特性是指光纖的使用溫度范圍。光纖在生產(chǎn)時，為了保證光纖表面，在光纖剛拉出時應立即涂上一層保護的涂覆層。為了便于成纜時抵抗外表的側(cè)壓力，涂覆層外還要套塑。由于光纖整體結(jié)構(gòu)中的各種材料膨脹系數(shù)不一致（石英玻璃的膨脹系數(shù)約為3.4×10-7/℃，涂覆層和塑料的膨脹系數(shù)約為10-3/℃，石英和塑料涂覆層的長度變化量相差約1000倍），因而，當溫度變化時，涂覆和套塑后的光纖溫度特性比裸光纖要差。當溫度降低時，由于涂覆蓋層收縮比石英纖芯大，因而會使光纖受到很大的軸向壓力而產(chǎn)生微彎曲，使光纖的損耗增大。當把光纖制成光纜時，由于加強了光纜中構(gòu)件的支撐作用，阻礙了光纖套管在低溫時的收縮，使得光纖的溫度特性得到較大改善。ITU-T對光纖的溫度（損耗）特性也做了規(guī)定，具體見下表6。
表 6：ITU-T對多模、單模光纖規(guī)定的溫度（損耗）特性
另外，對于光纖還有如宏彎特性（彎曲敏感度特性）、偏振模色散特性、偏振態(tài)保持特性等等。在光纖的性能特性要求的相關(guān)標準中，通常歸類提出的是光纖的尺寸要求、光學特性要求、傳輸特性要求、機械特性要求和環(huán)境特性要求。這些技術(shù)特性要求，在我國，多模光纖通常是由國家標準GB/T 12357.x系列標準所規(guī)范；單模光纖通常是由國家標準GB/T 9771..x系列標準所規(guī)范。
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