也就是目前的FTTH光纖到戶的入戶線，光纖是光導(dǎo)纖維的簡寫，是一種由玻璃或塑料制成的纖維，可作為光傳導(dǎo)工具。傳輸原理是“光的全反射”。因此，光纖不可隨意彎折、拉伸，可能會(huì)影響家里寬帶的使用，插拔時(shí)要對(duì)應(yīng)卡槽，插拔牢固即可，目前家庭寬帶使用的是單模光纖。

前香港中文大學(xué)校長高錕和George A. Hockham首先提出光纖可以用于通訊傳輸?shù)脑O(shè)想，高錕因此獲得2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

1870年的一天，英國物理學(xué)家丁達(dá)爾到皇家學(xué)會(huì)的演講廳講光的全反射原理，他做了一個(gè)簡單的實(shí)驗(yàn)：在裝滿水的木桶上鉆個(gè)孔，然后用燈從桶上邊把水照亮。結(jié)果使觀眾們大吃一驚。人們看到，放光的水從水桶的小孔里流了出來，水流彎曲，光線也跟著彎曲，光居然被彎彎曲曲的水俘獲了。

后來人們?cè)斐鲆环N透明度很高、粗細(xì)像蜘蛛絲一樣的玻璃絲──玻璃纖維，當(dāng)光線以合適的角度射入玻璃纖維時(shí)，光就沿著彎彎曲曲的玻璃纖維前進(jìn)。由于這種纖維能夠用來傳輸光線，所以稱它為光導(dǎo)纖維。

2005 FTTH（Fiber To The Home）光纖直接到家庭

光纖

微細(xì)的光纖封裝在塑料護(hù)套中，使得它能夠彎曲而不至于斷裂。通常，光纖的一端的發(fā)射裝置使用發(fā)光二極管（light emitting diode,LED）或一束激光將光脈沖傳送至光纖，光纖的另一端的接收裝置使用光敏元件檢測脈沖。

在日常生活中，由于光在光導(dǎo)纖維的傳導(dǎo)損耗比電在電線傳導(dǎo)的損耗低得多，光纖被用作長距離的信息傳遞。

通常光纖與光纜兩個(gè)名詞會(huì)被混淆。多數(shù)光纖在使用前必須由幾層保護(hù)結(jié)構(gòu)包覆，包覆后的纜線即被稱為光纜。光纖外層的保護(hù)層和絕緣層可防止周圍環(huán)境對(duì)光纖的傷害，如水、火、電擊等。

光纜分為：纜皮、芳綸絲、緩沖層和光纖。光纖和同軸電纜相似，只是沒有網(wǎng)狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯。

在多模光纖中，芯的直徑是50μm和62.5μm兩種， 大致與人的頭發(fā)的粗細(xì)相當(dāng)。而單模光纖芯的直徑為8μm~10μm，常用的是9/125μm。芯外面包圍著一層折射率比芯低的玻璃封套， 俗稱包層，包層使得光線保持在芯內(nèi)。再外面的是一層薄的塑料外套，即涂覆層，用來保護(hù)包層。光纖通常被扎成束，外面有外殼保護(hù)。 纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截面積很小的雙層同心圓柱體，它質(zhì)地脆，易斷裂，因此需要外加一保護(hù)層。

光及其特性：

1.光是一種電磁波

可見光部分波長范圍是：390~760nm（納米）。大于760nm部分是紅外光，小于390nm部分是紫外光。光纖中應(yīng)用的是：850nm，1310nm，1550nm三種。

2.光纖的種類：

光纖的種類很多，根據(jù)用途不同，所需要的功能和性能也有所差異。但對(duì)于有線電視和通信用的光纖，其設(shè)計(jì)和制造的原則基本相同，諸如：

①損耗小；

②有一定帶寬且色散??；

③接線容易；

④易于成統(tǒng)；

⑤可靠性高；

⑥制造比較簡單；

⑦價(jià)廉等。光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的，茲將各種分類舉例如下。

（1）工作波長：紫外光纖、可觀光纖、近紅外光纖、紅外光纖（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。

（2）折射率分布：階躍（SI）型光纖、近階躍型光纖、漸變（GI）型光纖、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。

（3）傳輸模式：單模光纖（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。

（4）原材料：石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、復(fù)合材料光纖（如塑料包層、液體纖芯等）、紅外材料等。按被覆材料還可分為無機(jī)材料（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料等。

（5）制造方法：預(yù)塑有汽相軸向沉積（VAD）、化學(xué)汽相沉積（CVD）等，拉絲法有管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。

單模光纖這是指在工作波長中，只能傳輸一個(gè)傳播模式的光纖，通常簡稱為單模光纖（SMF：Single ModeFiber）。在有線電視和光通信中，是應(yīng)用最廣泛的光纖。由于，光纖的纖芯很細(xì)（約10μm）而且折射率呈階躍狀分布，當(dāng)歸一化頻率V參數(shù)<2.4時(shí)，理論上，只能形成單模傳輸。另外，SMF沒有多模色散，不僅傳輸頻帶較多模光纖更寬，再加上SMF的材料色散和結(jié)構(gòu)色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使傳輸頻帶更加拓寬。SMF中，因摻雜物不同與制造方式的差別有許多類型。凹陷型包層光纖（DePr-essed Clad Fiber），其包層形成兩重結(jié)構(gòu)，鄰近纖芯的包層，較外倒包層的折射率還低。多模光纖

多模光纖將光纖按工作波長以其傳播可能的模式為多個(gè)模式的光纖稱作多模光纖（MMF：MUlti ModeFiber）。纖芯直徑為50μm，由于傳輸模式可達(dá)幾百個(gè)，與SMF相比傳輸帶寬主要受模式色散支配。在歷史上曾用于有線電視和通信系統(tǒng)的短距離傳輸。自從出現(xiàn)SMF光纖后，似乎形成歷史產(chǎn)品。但實(shí)際上，由于MMF較SMF的芯徑大且與LED等光源結(jié)合容易，在眾多LAN中更有優(yōu)勢。所以，在短距離通信領(lǐng)域中MMF仍在重新受到重視。MMF按折射率分布進(jìn)行分類時(shí)，有：漸變（GI）型和階躍（SI）型兩種。GI型的折射率以纖芯中心為最高，沿向包層徐徐降低。由于SI型光波在光纖中的反射前進(jìn)過程中，產(chǎn)生各個(gè)光路徑的時(shí)差，致使射出光波失真，色激較大。其結(jié)果是傳輸帶寬變窄，SI型MMF應(yīng)用較少。

傳輸優(yōu)點(diǎn)

直到1960年，美國科學(xué)家Maiman發(fā)明了世界上第一臺(tái)激光器后，為光通訊提供了良好的光源。隨后二十多年，人們對(duì)光傳輸介質(zhì)進(jìn)行了攻關(guān)，終于制成了低損耗光纖，從而奠定了光通訊的基石。從此，光通訊進(jìn)入了飛速發(fā)展的階段。

光纖傳輸有許多突出的優(yōu)點(diǎn)：

頻帶寬

頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號(hào)的頻帶寬度就越大。在VHF頻段，載波頻率為48．5MHz～300Mhz。帶寬約250MHz，只能傳輸27套電視和幾十套調(diào)頻廣播?？梢姽獾念l率達(dá)100000GHz，比VHF頻段高出一百多萬倍。盡管由于光纖對(duì)不同頻率的光有不同的損耗，使頻帶寬度受到影響，但在最低損耗區(qū)的頻帶寬度也可達(dá)30000GHz。單個(gè)光源的帶寬只占了其中很小的一部分（多模光纖的頻帶約幾百兆赫，好的單模光纖可達(dá)10GHz以上），采用先進(jìn)的相干光通信可以在30000GHz范圍內(nèi)安排2000個(gè)光載波，進(jìn)行波分復(fù)用，可以容納上百萬個(gè)頻道。

損耗低

在同軸電纜組成的系統(tǒng)中，最好的電纜在傳輸800MHz信號(hào)時(shí)，每公里的損耗都在40dB以上。相比之下，光導(dǎo)纖維的損耗則要小得多，傳輸1.31um的光，每公里損耗在0．35dB以下若傳輸1.55um的光，每公里損耗更小，可達(dá)0．2dB以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸?shù)木嚯x要遠(yuǎn)得多。

此外，光纖傳輸損耗還有兩個(gè)特點(diǎn)，

一是在全部有線電視頻道內(nèi)具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引入均衡器進(jìn)行均衡；

二是其損耗幾乎不隨溫度而變，不用擔(dān)心因環(huán)境溫度變化而造成干線電平的波動(dòng)。

重量輕

因?yàn)楣饫w非常細(xì)，單模光纖芯線直徑一般為4um～10um，外徑也只有125um，加上防水層、加強(qiáng)筋、護(hù)套等，用4～48根光纖組成的光纜直徑還不到13mm，比標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜的直徑47mm要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點(diǎn)，安裝十分方便。

抗干擾能力強(qiáng)

因?yàn)楣饫w的基本成分是石英，只傳光，不導(dǎo)電，不受電磁場的作用，在其中傳輸?shù)墓庑盘?hào)不受電磁場的影響，故光纖傳輸對(duì)電磁干擾、工業(yè)干擾有很強(qiáng)的抵御能力。也正因?yàn)槿绱?，在光纖中傳輸?shù)男盘?hào)不易被竊聽，因而利于保密。

保真度高

因?yàn)楣饫w傳輸一般不需要中繼放大，不會(huì)因?yàn)榉糯笠胄碌姆蔷€性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號(hào)。實(shí)際測試表明，好的調(diào)幅光纖系統(tǒng)的載波組合三次差拍比C/CTB在70dB以上，交調(diào)指標(biāo)cM也在60dB以上，遠(yuǎn)高于一般電纜干線系統(tǒng)的非線性失真指標(biāo)。

工作性能可靠

我們知道，一個(gè)系統(tǒng)的可靠性與組成該系統(tǒng)的設(shè)備數(shù)量有關(guān)。設(shè)備越多，發(fā)生故障的機(jī)會(huì)越大。因?yàn)楣饫w系統(tǒng)包含的設(shè)備數(shù)量少（不像電纜系統(tǒng)那樣需要幾十個(gè)放大器），可靠性自然也就高，加上光纖設(shè)備的壽命都很長，無故障工作時(shí)間達(dá)50萬～75萬小時(shí)，其中壽命最短的是光發(fā)射機(jī)中的激光器，最低壽命也在10萬小時(shí)以上。故一個(gè)設(shè)計(jì)良好、正確安裝調(diào)試的光纖系統(tǒng)的工作性能是非常可靠的。

成本不斷下降

有人提出了新摩爾定律，也叫做光學(xué)定律（Optical Law）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每6個(gè)月增加1倍，而價(jià)格降低1倍。光通信技術(shù)的發(fā)展，為Internet寬帶技術(shù)的發(fā)展奠定了非常好的基礎(chǔ)。這就為大型有線電視系統(tǒng)采用光纖傳輸方式掃清了最后一個(gè)障礙。由于制作光纖的材料（石英）來源十分豐富，隨著技術(shù)的進(jìn)步，成本還會(huì)進(jìn)一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價(jià)格會(huì)越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對(duì)優(yōu)勢，成為建立全省、以至全國有線電視網(wǎng)的最主要傳輸手段。

結(jié)構(gòu)原理

光導(dǎo)纖維是由兩層折射率不同的玻璃組成。內(nèi)層為光內(nèi)芯，直徑在幾微米至幾十微米，外層的直徑0.1～0.2mm。一般內(nèi)芯玻璃的折射率比外層玻璃大1%。根據(jù)光的折射和全反射原理,當(dāng)光線射到內(nèi)芯和外層界面的角度大于產(chǎn)生全反射的臨界角時(shí)，光線透不過界面，全部反射。

光纖衰減

造成光纖衰減的主要因素有：本征，彎曲，擠壓，雜質(zhì)，不均勻和對(duì)接等。

本征

是光纖的固有損耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。

彎曲

光纖彎曲時(shí)部分光纖內(nèi)的光會(huì)因散射而損失掉，造成的損耗。

擠壓

光纖受到擠壓時(shí)產(chǎn)生微小的彎曲而造成的損耗。

雜質(zhì)

光纖內(nèi)雜質(zhì)吸收和散射在光纖中傳播的光，造成的損失。

不均勻

光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。

對(duì)接

光纖對(duì)接時(shí)產(chǎn)生的損耗，如：不同軸（單模光纖同軸度要求小于0.8μm），端面與軸心不垂直，端面不平，對(duì)接心徑不匹配和熔接質(zhì)量差等。

人為衰減

在實(shí)際的工作中，有時(shí)也有必要進(jìn)行人為的光纖衰減，如用于光通信系統(tǒng)當(dāng)中的調(diào)試光功率性能、調(diào)試光纖儀表的定標(biāo)校正，光纖信號(hào)衰減的光纖衰減器。

施工方法

在實(shí)際應(yīng)用中，光纖與光纖的連接，一般采用熱熔接和冷接兩種方法來進(jìn)行施工。

熱熔接法

使用光纖熔接機(jī)的高壓電弧將兩根光纖熔化后連接起來，這種方法早期一般用于長距離通訊施工，不過隨著國民對(duì)網(wǎng)速需求的提高和光纖入戶的興起，熱熔接法也用于短距離光纖鋪設(shè)施工（如小區(qū)寬帶網(wǎng)和光纖入戶等），已成為國際上主流的光纖施工方法。

冷接法

冷接法是相對(duì)于熱熔接法而言的，指不需要高壓電弧放電來融化光纖，而使用光纖冷接子來將光纖連接起來或?qū)⒐饫w接入到光通訊設(shè)備中。

光纖分類

根據(jù)不同光纖的分類標(biāo)準(zhǔn)的分類方法，同一根光纖將會(huì)有不同的名稱。

按光纖的材料分類

按照光纖的材料，可以將光纖的種類分為石英光纖和全塑光纖。

按光纖剖面折射率分布分類

按照光纖剖面折射率分布的不同，可以將光纖的種類分為階躍型光纖和漸變型光纖。

按傳輸模式分類

按照光纖傳輸?shù)哪Ｊ綌?shù)量，可以將光纖的種類分為多模光纖和單模光纖。

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（最低階模），不存在模間時(shí)延差，具有比多模光纖大得多的帶寬，這對(duì)于高碼速傳輸是非常重要的。單模光纖的模場直徑僅幾微米（μm），其帶寬一般比漸變型多模光纖的帶寬高一兩個(gè)數(shù)量級(jí)。因此，它適用于大容量、長距離通信。

按照國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定分類（按照ITU-T 建議分類）

為了使光纖具有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟（ITU-T）制定了統(tǒng)一的光纖標(biāo)準(zhǔn)（G 標(biāo)準(zhǔn)）。按照ITU-T 關(guān)于光纖的建議，可以將光纖的種類分為：

G.651 光纖（50/125μm 多模漸變型折射率光纖）

G.652 光纖（非色散位移光纖）

G.653 光纖（色散位移光纖DSF）

G.654 光纖（截止波長位移光纖）

G.655 光纖（非零色散位移光纖）。

為了適應(yīng)新技術(shù)的發(fā)展需要，G.652 類光纖已進(jìn)一步分為了G.652A、G.652B、G.652C 三個(gè)子類，G.655 類光纖也進(jìn)一步分為了G.655A、G.655B 兩個(gè)子類。

按照IEC 標(biāo)準(zhǔn)分類，IEC 標(biāo)準(zhǔn)將光纖的種類分為

A 類多模光纖：

A1a 多模光纖（50/125μm 型多模光纖）

A1b 多模光纖（62.5/125μm 型多模光纖）

A1d 多模光纖（100/140μm 型多模光纖）

B 類單模光纖：

B1.1 對(duì)應(yīng)于G652 光纖，增加了B1.3 光纖以對(duì)應(yīng)于G652C 光纖

B1.2 對(duì)應(yīng)于G654 光纖

B2 光纖對(duì)應(yīng)于G.653 光纖

B4 光纖對(duì)應(yīng)于G.655 光纖

系統(tǒng)運(yùn)用

高分子光導(dǎo)纖維開發(fā)之初，僅用于汽車照明燈的控制和裝飾。主要用于醫(yī)學(xué)、裝飾、汽車、船舶等方面，以顯示元件為主。在通信和圖像傳輸方面，高分子光導(dǎo)纖維的應(yīng)用日益增多，工業(yè)上用于光導(dǎo)向器、顯示盤、標(biāo)識(shí)、開關(guān)類照明調(diào)節(jié)、光學(xué)傳感器等。

通信應(yīng)用

光纖

光導(dǎo)纖維可以用在通信技術(shù)里。1979年9月，一條3．3公里的120路光纜通信系統(tǒng)在北京建成，幾年后上海、天津、武漢等地也相繼鋪設(shè)了光纜線路，利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行通信。

多模光導(dǎo)纖維做成的光纜可用于通信，它的傳導(dǎo)性能良好，傳輸信息容量大，一條通路可同時(shí)容納數(shù)十人通話。可以同時(shí)傳送數(shù)十套電視節(jié)目，供自由選看。

利用光導(dǎo)纖維進(jìn)行的通信叫光纖通信。一對(duì)金屬電話線至多只能同時(shí)傳送一千多路電話，而根據(jù)理論計(jì)算，一對(duì)細(xì)如蛛絲的光導(dǎo)纖維可以同時(shí)通一百億路電話！鋪設(shè)1000公里的同軸電纜大約需要500噸銅，改用光纖通信只需幾公斤石英就可以了。沙石中就含有石英，幾乎是取之不盡的。

醫(yī)學(xué)應(yīng)用

光導(dǎo)纖維內(nèi)窺鏡可導(dǎo)入心臟和腦室，測量心臟中的血壓、血液中氧的飽和度、體溫等。用光導(dǎo)纖維連接的激光手術(shù)刀已在臨床應(yīng)用，并可用作光敏法治癌。

另外，利用光導(dǎo)纖維制成的內(nèi)窺鏡，可以幫助醫(yī)生檢查胃、食道、十二指腸等的疾病。光導(dǎo)纖維胃鏡是由上千根玻璃纖維組成的軟管，它有輸送光線、傳導(dǎo)圖像的本領(lǐng)，又有柔軟、靈活，可以任意彎曲等優(yōu)點(diǎn)，可以通過食道插入胃里。光導(dǎo)纖維把胃里的圖像傳出來，醫(yī)生就可以窺見胃里的情形，然后根據(jù)情況進(jìn)行診斷和治療。

傳感器應(yīng)用

光導(dǎo)纖維可以把陽光送到各個(gè)角落，還可以進(jìn)行機(jī)械加工。計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、汽車配電盤等也已成功地用光導(dǎo)纖維傳輸光源或圖像。如與敏感元件組合或利用本身的特性，則可以做成各種傳感器,測量壓力、流量、溫度、位移、光澤和顏色等。在能量傳輸和信息傳輸方面也獲得廣泛的應(yīng)用。

藝術(shù)應(yīng)用

由于光纖的良好的物理特性，光纖照明和LED照明已越來越成為藝術(shù)裝修美化的用途。

井下探測技術(shù)

過去，石油工業(yè)只能利用現(xiàn)有的技術(shù)開采油氣儲(chǔ)量，常常無法滿足快速投資回收和最大化油氣采收率的需求，并導(dǎo)致原油采收率平均只有35%左右。井下系統(tǒng)供應(yīng)商預(yù)測，通過利用智能井技術(shù)可以使原油采收率提高到50%~60%。

在開發(fā)井中傳感器之前，收集井下信息的唯一方法是測井。測井方法雖然能提供有價(jià)值的數(shù)據(jù)，但作業(yè)成本高，并有可能對(duì)井產(chǎn)生損害。因此，需要更好的井下技術(shù)提高無干擾流動(dòng)監(jiān)測和控制。

光纖作為寬帶接入一種主流的方式，有著通信容量大、中繼距離長、保密性能好、適應(yīng)能力強(qiáng)、體積小重量輕、原材料來源廣價(jià)格低廉等的優(yōu)點(diǎn)，未來在寬帶互聯(lián)網(wǎng)接入的應(yīng)用可預(yù)料會(huì)非常廣泛。

根據(jù)市場研究與預(yù)測公司IDC預(yù)計(jì)2012年中國光纖接入用戶數(shù)將超過2660萬戶，未來5年保持56.4%的年復(fù)合增長率，而且中國已成為全球最大的光網(wǎng)絡(luò)設(shè)備市場之一。截至2011年底，中國光纖接入端口數(shù)已超過1億個(gè)，同比增長超過100%；中國光纖接入用戶數(shù)已達(dá)1556萬戶，同比增長超過370%。比起中國1.58億的寬帶用戶數(shù)，光纖接入用戶數(shù)還將會(huì)有非常廣闊的上升空間。根據(jù)我國光纖寬帶發(fā)展計(jì)劃，到2015年全國互聯(lián)網(wǎng)出口帶寬達(dá)到5T，城市家庭帶寬接入能力基本達(dá)到20M以上，農(nóng)村家庭帶寬能力基本達(dá)到4M以上；家庭光纖接入覆蓋超過500萬戶；無線局域網(wǎng)的公共運(yùn)營熱點(diǎn)規(guī)模將超過15萬個(gè)；屆時(shí)將實(shí)現(xiàn)全市公益性機(jī)構(gòu)光纖到達(dá)率100%，實(shí)現(xiàn)全部科技園區(qū)、工業(yè)園區(qū)、商務(wù)樓宇、賓館酒店等商務(wù)類場所的光纖到樓、到辦公室。

這些數(shù)據(jù)都表明，中國的寬帶市場蘊(yùn)藏著巨大的潛力，必將是未來寬帶運(yùn)營商對(duì)抗的主戰(zhàn)場之一。而光纖寬帶的普及也是大勢所趨。所以未來寬帶市場的斗爭很大程度上是光纖寬帶的斗爭。

中國電信集團(tuán)副總工程師表示，中國電信光纖寬帶用戶數(shù)量三年后將超過1億，達(dá)到世界領(lǐng)先水平。中國聯(lián)通也明確了2012年新增光纖到戶家庭1000萬。中國移動(dòng)在2010年在三大運(yùn)營商光纖光纜招標(biāo)量達(dá)40%~50%?？梢钥闯龈鞔筮\(yùn)營商對(duì)于光纖寬帶這項(xiàng)前景看好的業(yè)務(wù)都給予了很大的重視。