答：(1)根据传输的模数分类

根据传输的模数，光纤可以分为单模光纤(SingleMode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。单模光纤的芯径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输。单模光纤芯径为8～10 μm，纤芯外面包围着一层折射率比纤芯折射率低的包层，以确保光信号在纤芯内传送。单模光纤的传输频带宽，传输容量大。光信号可以沿着光纤的轴向传播，因此光信号的损耗小，离散也很小，单模光纤主干布线的最大距离为3000 m；
单模光纤多用于通信业。

多模光纤是在给定的工作波长上能以多个模式同时传输光信号的光纤。在多模光纤中，芯径是15～50μm，大致与人的头发的粗细相当。与单模光纤相比，多模光纤的传输性能较差，布线的最大距离为2000 m。

多模光纤多用于综合布线系统。

( 2) 根据折射率分布分类

根据折射率分布，光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。跳变式光纤纤芯的折射率和包层的折射率是两个不同的常数，在纤芯和包层的交界面，折射率呈阶梯形变化；渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小，在纤芯与包层交界面减小为包层的折射率。纤芯的折射率变化近似于抛物线。光在不同折射率分布的光纤中的传输过程如图1 所示。光纤的材料(玻璃或塑料纤维)及纤芯和包层尺寸决定了光的传输质量。

问2：单模光纤和多模光纤的区别是什么?

答：单模光纤和多模光纤的区别在于：

(1)单模光纤比多模光纤传输的信号更快、更远，但是成本高；

(2)单模光纤比多模光纤更细，安装难度也更大。

两者的特性比较如表1 所示。

问3：光纤有哪些优点?

答：光纤具有下述优点：

(1)传输激光信号的效率很高。

(2)较宽的频带。

(3)电磁绝缘性能好。光纤中传输的是光束，而光束是不受外界电磁干扰影响的，并且本身也不向外辐射信号，因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。当然，抽头困难是它同有的难题，因为割开光纤需要重发和再生信号。

(4)衰减较小。在较大范围内衰减通常是一个常数。

由于衰减较小，中继器的间隔距离较大，因此整个通道中继器的数目可以减少，这样可降低成本。根据贝尔实验室的测试，当数据速率为420 Mbk／s 且距离为119 km 以及无中继器时，其误码率为10-8，可见其传输质量很好，而双绞线和同轴电缆每隔1 km 就需要接中继设备。

问4：光纤的重要参数包括哪些?

答：光纤的重要参数主要有光纤芯径、光纤的数值孔径和波长。

( 1) 光纤芯径( 2α)

光纤纤芯直径为2α，这是光波导的几何尺寸。一般来说芯径越大，集光效应就越好，越有利于远距离传输。但是，过大的芯径也会带来一些负面的影响，如模式不容易控制和成本的增加等。那么芯径多大合适呢，经过国际上各国专家讨论共同制定了CCITT 的有关标准。

多模光纤的芯径和包层的尺寸应为50 μm/125 μm，

单模光纤的芯径应小于或等于10 μm，包层直径也是125 μm。

( 2) 光纤的数值孔径

从光源入射到光纤端面上的光，虽说一部分能进入光纤端面，但不一定能在光纤中传播，只有满足了一定条件的光才能在光纤中发生全反射而传输到远方。

即光纤的导光特性是基于光射线在纤芯与包层界面上的全反射，从而使光线限定在纤芯中传播的。

在图2 中，光线是从空气中以入射角φ 射入光纤(石英)端面的，空气折射率，n0=1，介质(石英)折射率n≈1.5，即光线从低折射率介质(空气)向高折射率介质(石英)传播。因此，光线射入光纤端面时入射角φ总大于折射角φ。

若使光线在纤芯与包层界面上全反射而完全限制在光纤内传播，必须使光线在纤芯一包层界面上的入射角θ大于临界角β，即：

理论分析表明，相应于全反射的临界角β的入射临界角φ0 反映了光纤集光能力的大小，称为数值孔径角。凡角度在φ0 以内的入射光线均可在光纤内传播，定义入射临界角φ0 的正弦为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径是由光纤本身来决定的，它只与纤芯、包层的折射率有关，与光源无关。光纤的数值孔径表示光纤接收入射光的能力。

数值孔径越大，入射临界角φ0 越大，则光纤接收光的能力也越强。从立体的观点来看，2φ0 是一个圆锥，从光源发出的光中只有入射在该圆锥内的光才能在光纤中形成全反射从而向前传播。所以，从增加进入光纤的光功率的观点来看，数值孔径越大越好，但随之而来的不足之处是，光纤的多模畸变(色散)也因数值孔径的加大而加大，这将影响光纤的带宽。

上面介绍的是光波在均匀介质中的传播情况。如果介质是非均匀的，可以把纤芯分割成无数个同心圆，每两个圆之间的折射率可以看作是均匀的，那么光在这种介质中传播时，将会不断发生折射，形成正弦波形的轨迹。

( 3) 波长

光波也是电磁波的一种，其波长在微米级，频率为1014 Hz 数量级。目前使用的光纤大多工作在800～1800 nm，而1310 nm 和1550 nm 是两个低损耗的窗口区，人们使用的光纤的工作波长大多工作在这两个特性波长的附近。

问5：光纤的主要特性包括哪些?

答：光纤的特性主要包括传输特性、光学特性、机械特性和温度特性等，其中光纤的传输特性包括传输衰减特性、色散和带宽特性。

( 1) 光纤的传输衰减

光信号沿光纤传输的过程中，光能逐渐减小的现象称为光纤的传输衰减。光纤的传输衰减是光纤通信主要的传输参数之一。光纤衰减定义为长度为L(km)的光纤输出端光功率P0 与输入端光功率Pi 的比值，用分贝(dB)表示为：

各类光纤的传输衰减可分为固有衰减和附加衰减两部分。造成光纤衰减的原因有材料吸收、材料散射以及机械变形等外部原因造成的辐射等，见表2 所示。

( 2) 光纤的色散

①色散的含义。由不同频率或不同模式(或波长)成分组成的光信号，在光纤中传输过程中，由于群速度不同而引起信号畸变的物理现象称为光纤的色散。

光纤的色散分为模式色散(模间畸变)、材料色散和波导色散。后两种色散是某一模式本身的色散，也称模内色散。

通常波导色散很小，对多模光纤来说，因模式畸变占主导地位，波导色散可以忽略不计。对于单模光纤来说，由于无模式色散，其带宽仅由波导色散和材料色散两者决定，波导色散的影响就不可忽略。

问5：光纤是如何进行分类的?（续）

答：②色散对光信号的影响。光纤的色散导致光信号的波形失真，表现为脉冲展宽，它是光纤的时域特性。脉冲展宽也称为脉冲信号的延时失真，这种延时失真的大小是由光纤的色散特性所决定的。

对于数字通信系统，光信号的脉冲展宽是一项重要指标。脉冲展宽过大就会引起相邻脉冲间隙减小，相邻脉冲将会产生部分重叠而使再生中继器发生脉冲判断错误，从而使误码率增多，限制了光纤的传输容量。

③光纤带宽。

光纤带宽是指光纤不失真地传递信息的速率的大小。光纤的带宽可以用光纤对传输脉冲的展宽来表示。

④光纤的机械特性。

光纤的机械特性主要包括：抗拉、抗弯曲、抗扭绞性能和耐侧压力等，其中抗拉强度尤为重要。为保证光纤有足够的抗拉强度，在制作中应采取相应措施。

石英中的硅氧键(Si-O)的结合能是很大的，从理论上推算其抗张强度极高，可达20 GPa 以上，与铁的强度相当，比铜的强度高。但是石英的缺点是塑性很差，脆性很大，容易破裂。表面上稍有伤痕就可断裂。若光纤内部有气泡、微粒、杂质等都会使抗拉强度减小。
正是由于这些原因，光纤的抗拉强度远没有达到理论值，一般只有100～300 MPa。

(5)光纤的温度特性。光纤的温度特性主要取决于光纤本身的质量。石英本身的化学稳定性比金属材料要好，热稳定性也非常优良，可是光纤涂敷材料都采用的是有机物，所以温度变化仍然会对光纤的性能产生不利的影响，其中影响最大的是损耗特性。温度变化导致损耗增加，其原因是光纤受到轴向压缩力，产生微弯曲，导致损耗增大。损耗增加与温度变化量的平方成正比。

必须指出的是：在低温(小于0℃)时，随着温度逐渐降低，损耗逐渐增加，大约在-60℃时会突然增大，出现阈值，说明此时微弯曲已发挥明显作用。

应合理进行设计，选择适当的涂覆、套塑材料，并对生产工艺进行优化，从而改善光纤的温度性能。

问6：常用的光纤类型及其尺寸是怎样的?

答：常用的光纤类型及其尺寸如表3 所示。

问7：光缆是如何进行分类的?

光缆是由一捆光纤构成的，光缆是数据传输中最有效的一种传输介质。

(1)光缆按结构分为：中心束管式、层绞式和带状式三种形式。一般12 芯以下的采用中心束管式，中心束管式工艺简单，成本低(比层绞式光缆的价格便宜15％左右)；层绞式的最大优点是易于分叉，即光缆部分光纤需分别使用时，只需将要分叉的光纤开断即可，不必将整个光缆开断。层绞式光缆采用中心放置钢绞线或单根钢丝加强，将光纤续合成缆，成缆纤数可达

144 芯，带状式光缆的芯数可以做到上千芯，它将4～12 芯光纤排列成行，构成带状光纤单元，再将多个带状单元按一定方式排列成缆。

(2)光缆按敷设方式分类有多种形式，即架空光缆、室内光缆、直埋光缆、管道光缆、水底(海底)光缆、自承式光缆和吹光纤等。综合布线系统中采用的光缆主要据此分类方式，通常只使用前四种光缆。

室内光缆用于垂直、水平子系统的室内布线，因此在综合布线工程中使用较多。如图3 所示（图见下页）为62.5 μm/125 μm 多模室内光缆，此光缆使用了Ammid纤维，具有极高的强度。

多芯光缆由多根单芯光缆组成，图4 所示为多芯光缆的实物图和横截面示意图。

问7：光纤和光缆的关系是怎样的?

答：光纤即光导纤维，是一种传输光束的柔韧而细微的介质，通常将石英玻璃预制棒拉成细丝，由纤芯和包层构成双层同心圆柱体。它质地脆，易断裂，因此需要外加保护层。而光导纤维电缆由一捆光纤组成，简称光缆，其结构大体上分为缆芯和护层两大部分。

问8：我国通信行业标准中，光缆的型号是如何进行表示的？

答：光缆型号由光缆的形式代号和规格代号组成，采用我国通信行业标准的编制方法，光缆型号中的形式部分和代号部分的意义所述如下。

( 1) 形式部分

形式部分为可以分5 个部分，分别用代号表示，形式部分的代号见表4 所示。

注：Ⅰ分类：GY—(野)外光缆。Ⅱ加强构件：X—中心管式结构、无符号—金属加强构件、F—非金属加强构件。Ⅲ结构特征：D—光纤带状结构、S—光纤松套层绞结构、Tm 填充式

结构、Z—自承式结构。Ⅳ护套：Y—聚乙烯护套、A—铝—聚乙烯黏结护套、S—钢—聚乙烯黏结护套、W—夹带钢丝的钢—聚乙烯护套。V 外护层。

( 2) 数字表示

光缆的数字表示部分的意义见表5 所示。

( 3) 型号示例

①GYXTW 型号。夹带双钢丝的钢—聚乙烯黏结护套，全填充型，中心束管式室外光缆。

②GYSTA53—24B1 型号；金属中心加强件，铝—聚乙烯黏结护套，纵包轧纹钢带铠装，聚乙烯外护层，24芯单层绞式室外光缆。

问9：如何安装同轴电缆?

答：同轴电缆一般安装在设备与设备之间，在每一个用户位置上都装设有一个为用户提供接口的连接器，接口的安装分细缆安装和粗缆安装。

( 1) 细缆安装

将细缆切断，两头装上BNC 头，然后连接在T 形连接器两端，用于传输速率为1 Mbit/s 的网络。

( 2) 粗缆安装

一般采用一种类似夹板的Tap 装置进行安装，它利用Tap 上的引导针穿透电缆的绝缘层，直接与导体相连，电缆两端装设有终端匹配器，以削弱信号的反射作用。用于传输速率为10 Mbi/s 的网络。

问10：什么是配线架?配线架在综合布线中起什么作用?

答：(1)定义

配线架是电缆或光缆进行连接和端接的装置。在配线架上可进行互连或交接操作。建筑物配线架是端接建筑物干线电缆、干线光缆并可连接建筑群干线电缆、干线光缆的连接装置。楼层配线架是端接水平电缆、水平光缆与其他布线系统或设备的连接装置。

( 2) 配线架作用

配线架作为综合布线系统的核心产品，起着传输信号的灵活分配、灵活转接和统一综合管理的作用。