轨迹光纤

A. 什么情况下光纤测试轨迹会出现很高的反射峰

远端处出现强烈的菲涅尔反射峰，提示为该处光纤端面与光纤垂直，该
处应为成端点

B. 音响同轴和光纤区别在哪里

我们先谈谈光纤的优缺点，其优势在于长距离传输，在传输过程中无损耗，但是在数字信号转换为光信号传输时，会有数据丢失或无序的数据添加，然后在接收时，光信号转换为数字信号时又会有数据丢失或无序的数据添加。再者光纤信号线与接收器之间理论上应该是百分之百的平行对接，这样才可保证光信号无散射，但是在实际情况下是不可能做到的。我们试想一下，一个数字信号在由DSP输出时经过光纤输出口由电信号转换为光信号时就失真3%左右，在由于光纤线与接口之间未做到百分之百平行，又会失真2%左右。再传送到接收口，光纤线与接口之间未做到百分之百平行，又会失真2%左右，再由光信号转换为电信号时又失真3%左右，那么我们还会听到什么呢？我们就会听到沉闷、暗淡而无光泽的声音。还好至少光纤传输还能出声音！！！
我们再讲讲同轴转输信号线
同轴信号线的弱点仅在于远距离传输有损耗，而我们在家使用时最长也不过一米而已，但是不论在CD转换时或是在接收时，都绝无损耗，所以使用同轴传输，得到的数字信号转换为音频信号后会十分动听及美妙，所以绝大多数发烧友都会采用同轴传输，而不会使用光纤，哪怕是800元级的光纤线也无法与200元级的同轴线相提并论。

C. 光纤光缆的光纤分类

纤芯折射率分布如图。纤芯中心折射率最高，沿径向按下式渐变：
n(r)=n1【1-2墹(r/ɑ)α】1/2(2)
式中α为折射率分布指数。可以把这种光纤的纤芯分割成多层突变型光纤来分析其传输原理。在分析中可近似地认为各层内折射率均匀。当入射角为θ0的光线入射纤芯后，在各层界面依次折射。按折射定律，折射角θ1逐渐增大，直到大于全反射临界角θc；发生全反射后，即折向纤芯中心。然后，经各层时折射角又逐渐减小，到达中心时仍为θ0。结果光线呈正弦形轨迹。高次模即入射角较大的光线处于靠近包层的区域，这里折射率较小，光速较大，因此虽然路程较长，传输时间仍有可能与处于中心区的低次模接近或一致，即各模式的光线轨迹可聚焦于一点，使模间色散大大减小。当折射率分布接近抛物线(α=2)时，模间色散最小，带宽可达吉赫·公里的水平。 裸光纤脆而易断，这是因为玻璃光纤表面总是存在随机分布的微裂纹，在潮气、尘埃和应力作用下迅速增殖而导致破坏。在光纤拉丝的同时立即涂覆一层塑料护层，制成一次被覆光纤，可保证光纤的高强度和长寿命。但为了进一步提高其耐压和抗弯折等机械性能，便于成缆和使用，往往在表面上再挤覆一层较厚的塑料层，这就是二次被覆光纤,也称被覆光纤。它的外径一般为 1毫米左右。按照光纤在二次被覆护层中的松动状态，还可分为松包光纤和紧包光纤两类。

D. 认识光纤

光纤传输系统指南
一、 概述
光纤即为光导纤维的简称。光纤通讯是以光波为载频，以光导纤维为传输媒介的一种通信方式。光纤通讯之所以在最近短短的二十年中能得以迅猛的发展，是由于它具有以下的突出优点而决定：
1． 传输频带宽、通讯容量大。
光载波频率为5X1014 MHz, 光纤的带宽为几千兆赫兹甚至更高。
2． 信号损耗低。
目前的实用光纤均采用纯净度很高的石英(SiO2)材料，在光波长为1550nm附近，衰减可降至0.2dB/km,已接近理论极限。因此，它的中继距离可以很远。
3． 不受电磁波干扰。
因为光纤为非金属的介质材料，因此它不受电磁波的干扰。
4． 线径细、重量轻。
由于光纤的直径很小，只有0.1mm左右，因此制成光缆后，直径要比电缆细，而且重量也轻。因此，便于制造多芯光缆。
5． 资源丰富。
光纤通讯除了上述优点之外，还有抗化学腐蚀等特点。当然光纤本身也有缺点，如光纤质地脆、机械强度低；要求比较好的切断、连接技术；分路、耦合比较麻烦等。
二、 光纤和光缆
1． 光纤的分类
① 按照传输模式来划分：
光纤中传播的模式就是光纤中存在的电磁场场形，或者说是光场场形(HE)。各种场形都是光波导中经过多次的反射和干涉的结果。各种模式是不连续的离散的。由于驻波才能在光纤中稳定的存在，它的存在反映在光纤横截面上就是各种形状的光场，即各种光斑。若是一个光斑，我们称这种光纤为单模光纤，若为两个以上光斑，我们称之为多模光纤。
◆ 单模光纤(Single-Mode)
单模光纤只传输主模，也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输。由于完全避免了模式色散，使得单模光纤的传输频带很宽，因而适用于大容量，长距离的光纤通讯。单模光纤使用的光波长为1310nm或1550nm。 如图1单模光纤光线轨迹图。
◆ 多模光纤(Multi-Mode)
在一定的工作波长下(850nm/1300nm)，有多个模式在光纤中传输，这种光纤称之为多模光纤。由于色散或像差，因此，这种光纤的传输性能较差，频带较窄，传输容量也比较小，距离比较短。

② 按照纤芯直径来划分：
◆ 50/125 (μm) 缓变型多模光纤
◆ 62.5/125 (μm) 缓变增强型多模光纤
◆ 8.3/125 (μm) 缓变型单模光纤
备注：50/62.5/8.3μm 均为光纤的光芯直径数，125μm均为光纤玻璃包层的直径数。
③ 按照光纤芯的折射率分布来划分
◆ 阶跃型光纤 (Step index fiber)，简称SIF；
◆ 梯度型光纤 (Graded index fiber)，简称GIF；
◆ 环形光纤 (ring fiber)；
◆ W型光纤
2． 光缆：

光缆可包含1根光纤(有时称单纤)或2根光纤(有时称双纤)，或者更多(48纤、1000纤)。

参考资料：http://www.cpsf.net/disp.asp?id=11545&topage=2

E. 光纤里的光是冷光还是热光

光纤的导光原理
光是一种频率极高的电磁波，而光纤本身是一种介质波导，因此光在光纤中的传输理论是十分复杂的。要想全面地了解它，需要应用电磁场理论、波动光学理论、甚至量子场论方面的知识。但作为一个光纤通信系统工作者，无需对光纤的传输理论进行深入探讨与学习。

为了便于理解，我们从几何光学的角度来讨论光纤的导光原理，这样会更加直观、形象、易懂。更何况对于多模光纤而言，由于其几何尺寸远远大于光波波长，所以可把光波看作成为一条光线来处理，这正是几何光学的处理问题的基本出发点。
1、全反射原理

我们知道，当光线在均匀介质中传播时是以直线方向进行的，但在到达两种不同介质的分界面时，会发生反射与折射现象，如图2.5 所示。

不难理解，当光在光纤中发生全反射现象时，由于光线基本上全部在纤芯区进行传播，没有光跑到包层中去，所以可以大大降低光纤的衰耗。早期的阶跃光纤就是按这种思路进行设计的。
光纤的导光原理
2、光在阶跃光纤中的传播

传播轨迹了解了光的全反射原理之后，不难画出光在阶跃光纤中的传播轨迹，即按“之”之形传播及沿纤芯与包层的分界面掠过，如图2.7 所示。

因此，阶跃光纤数值孔径NA的物理意义是：能使光在光纤内以全反射形式进行传播的接收角θc之正弦值。
需要注意的是，光纤的NA并非越大越好。NA越大，虽然光纤接收光的能力越强，但光纤的模式色散也越厉害。因为NA越大，则其相对折射率差Δ也就越大（见2.3 式），以后就会知道，Δ值较大的光纤的模式色散也越大，从而使光纤的传输容量变小。因此NA 取值的大小要兼顾光纤接收光的能力和模式色散。CCITT建议光纤的NA=0.18～0.23。
3、光在渐变光纤中的传播

① 定性解释
由图2.3 和（2.1）式知道，渐变光纤的折射率分布是在光纤的轴心处最大，而沿剖面径向的增加而折射率逐渐变小。采用这种分布规律是有其理论根据的。假设光纤是由许多同轴的均匀层组成，且其折射率由轴心向外逐渐变小，如图2.8 所示。

即
n1>n11>n12>n13……>n2
由折射定律知，若n1>n2，则有θ2>θ1。这样光在每二层的分界面皆会产生折射现象。由于外层总比内层的折射率要小一些，所以每经过一个分界面，光线向轴心方向的弯曲就厉害一些，就这样一直到了纤芯与包层的分界面。而在分界面又产生全反射现象，全反射的光沿纤芯与包层的分界面向前传播，而反射光则又逐层逐层地折射回光纤纤芯。就这样完成了一个传输全过程，使光线基本上局限在纤芯内进行传播，其传播轨迹类似于由许多许多线段组成的正弦波。

② 传播轨迹
再进一步设想，如果光纤不是由一些离散的均匀层组成，而是由无穷多个同轴均匀层组成。换句话讲，光纤剖面的折射率随径向增加而连续变化，且遵从抛物线变化规律，那么光在纤芯的传播轨迹就不会呈折线状，而是连续变化形状。
理论上可以证明，若渐变光纤的折射率，分布遵从（2.1）式，则光在其中的传播轨迹为：

4、光在单模光纤中的传播

光在单模光纤中的传播轨迹，简单地讲是以平行于光纤轴线的形式以直线方式传播，如图2.10 所示。

这是因为在单模光纤中仅以一种模式（基模）进行传播，而高次模全部截止，不存在模式色散。平行于光轴直线传播的光线代表传播中的基模。（完）

F. 关于渐变光纤中光传播轨迹方程的证明

……没人回答，呵呵，你还是去专业的网站论坛里问好些……内
http://sq.k12.com.cn/discuz/forum-21-1.html
物理论坛，你要不去容那问问吧……