光纤本质上来说和电线是类似的,都可以通过介质来传输信号,不同的是光纤是传导光信号,电线是用来传导电信号,但是他们的组成材料以及性能上有很大的差异,这次主要介绍的是光纤的组成结构。
光纤是光导纤维的简称,目前最主要的通信光纤的材质是高纯度的石英玻璃为主,掺少量杂质锗、硼、磷等。光纤的典型结构是一种细长多层同轴圆柱形实体复合纤维。自内向外为:纤芯、包层、涂覆层,最外层是护套。一般纤芯采用石英纤维,包层采用玻璃,涂覆层采用聚氨基甲酸乙酯或硅酮树脂,护套采用尼龙或聚乙烯等塑料。核心部分为纤芯和包层,有部分光纤采用的是双包层结构,纤芯与包层共同构成介质光波导,形成对光信号的传导和约束,实现光信号的传输,所以又将二者构成的光纤称为裸光纤。涂覆层是一层高分子涂层,主要是对裸光纤提供保护,防止其损坏,因为裸光纤的主要成分为二氧化硅,它是一种脆性易碎材料,抗弯曲性能差、韧性差,所以为提高光纤的抗微弯性能,涂覆一层高分子涂层,使光纤不易折断。由于光纤的原材料主要是以玻璃为主,所以制造成本相对不高,并且光纤通讯有良好的特性,如:保密性、容量高、速率高等,所以光纤应用极为广泛,大致分为以下几类场景:
1、骨干传输网络(SDH/SONET),如各大城市之间、各大洋底的海底光缆等;
2、以太网(GBE),包括现在的光纤到户(FTTH)、到楼(FTTB)、到社区等,主要是我们家庭、办公网络;
3、数据网络(Fiber channel),各种存储设备、数据库,包括正在发展的云计算服务系统;
4、有线电视传输(PIN接收);
5、其他特种用途传输,如战机、舰船等需要进行信号传输的地方。