Page 115 - 计算机技术与人工智能

第四章 计算机网络通信技术

①缆芯：由光纤心线组成，一般分为单芯和多芯两种。

②加强元件：为使光缆能承受外界张力，便于敷设。通常在光缆中要加一根
或多根加强元件，位于中心或分散在四周。加强元件的材料可用钢丝或非金属的
合成纤维材料。
③护层：光缆的护层主要是对已形成的光缆的光纤心线起保护作用，避免受

外部机械力和环境损坏。因此要求护层具有耐压力、防潮、耐高温、耐腐蚀、阻
燃等特点。光缆的护层可分为外护层和内护层，内护层一般采用聚乙烯或聚氯乙
烯等，外护层可根据敷设条件而定，要采用有铝带和聚乙烯组成的LAP外护套加

钢丝铠装等。
3.光纤的传光原理
光波在光纤中传输的理论就是光纤原理，主要包括射线理论和模式理论。
射线理论是把光看作射线，应用光学中的反射和折射原理来解释光波在光纤

中传播的物理现象。
模式理论是把光波当作电磁波，把光纤当作光波导，用电磁场分布的模式来
解释光纤中的传播现象。用模式理论可以比较完整和全面地解释光波在光纤中的

传播现象。
根据射线理论我们来分析光波在阶跃型光纤（SI）中传输的原理，只要正确
地选择入射角就可使光波被光纤完全捕获，以全反射的形式在光纤中传输到对

方。如图4-18（a）所示。
射线理论涉及的数学推导这里不再讨论，感兴趣的读者可参阅相关书籍。不
是所有方向的光线都能注入光纤的，因为光纤是依靠全反射原理进行光能传输，

所以只有在光纤传输的临界角θ max （θ c ）以内的光线可以进入光纤，超出这个
范围的光线便折射而逸出，为了衡量光纤捕捉光线（光源发出的）的能力，常用
光纤的数值孔径 NA来描述。
所谓数值孔径，就是光纤接收角的一种表征。数值孔径角表征了光源和光纤

的耦合效率。NA表示光纤接收和传输光的能力，NA（或θ c ）越大，光纤接收
光的能力越强，从光源到光纤的耦合效率越高。对于无损耗光纤，在0。内的入
射光都能在光纤中传输。NA越大，纤芯对光能量的束缚越强，光纤抗弯曲性能

越好。但NA越大，经光纤传输后产生的信号畸变越大，因而限制了信息传输容
量。所以要根据实际使用场合，选择适当的MA。

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