光纤通信之所以受到人们的极大重视，这是因为和其它通信手段相比，具有无以伦比的优越性。
1、通信容量大
从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。虽然目前远远未达到如此高的传输容量，但用一根光纤同时传输24 万个话路的试验已经取得成功，它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。一根光纤的传输容量如此巨大，而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤，如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，其通信容量之大就更加惊人了。
2、中继距离长
由于光纤具有极低的衰耗系数（目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下），若配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆（1.5km）、微波（50km）等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。据报导，用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。此外，已在进行的光孤子通信试验，已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。因此，在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。
3、保密性能好
光波在光纤中传输时只在其芯区进行，基本上没有光“泄露”出去，因此其保密性能极好。
4、适应能力强
适应能力强是指，不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀，可挠性强（弯曲半径大于25 厘米时其性能不受影响）等。
5、体积小、重量轻、便于施工维护
光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以水底和架空。
6、原材料来源丰富，潜在价格低廉
制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。
光纤呈园柱形，它由纤芯、包层与涂敷层三大部分组成，如图2.1 所示。
纤芯位于光纤的中心部位（直径d1 约9～50 微米），其成份是高纯度的二氧化硅，此外还掺有极少量的掺杂剂如二氧化锗，五氧化二磷等，掺有少量掺杂剂的目的是适当提高纤芯的光折射率 (n1) 。
2、包层
包层位于纤芯的周围（其直径d2 约125 微米），其成份也是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。而掺杂剂（如三氧化二硼）的作用则是适当降低包层的光折射率 (n2) ，使之略低于纤芯的折射率。
3、涂敷层
光纤的最外层是由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成的涂敷层，其作用是增加光纤的机械强度与可弯曲性。一般涂敷后的光纤外径约1.5 厘米。
核心部分是纤芯和包层，其中纤芯由高度透明的材料制成， 是光波的主要传输通道；
包层的折射率略小于纤芯，使光的传输性能相对稳定。纤芯粗细、纤芯材料和包层材料的
折射率，对光纤的特性起决定性影响。涂覆层包括一次涂覆、缓冲层和二次涂覆，起保护
光纤不受水汽的侵蚀相机械的擦伤， 同时又增加光纤的柔韧性， 起着延长光纤寿命的作用。
光纤的分类
1、 按折射率分布分类──阶跃光纤与渐变光纤
2、 按传播模式分类──多模光纤与单模光纤
3、 按工作波长分类──短波长光纤与长波长光纤
4、 按套塑类型分类──紧套光纤与松套光纤
光纤通信的特点
与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优点如下 ：
(1)传输频带极宽，通信容量很大；
(2)由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；
(3)串扰小，信号传输质量高；
(4)光纤抗电磁干扰，保密性好；
(5)光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；
(6)耐化学腐蚀；
(7)光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富，并节约了大量有色金属。 光纤通信同时具有以下缺点：
(1)光纤弯曲半径不宜过小；
(2)光纤的切断和连接操作技术复杂；
(3)分路、耦合麻烦。
---- 由于光纤具备一系列优点，所以广泛应用于公用通信、有线电视图像传输、计算机、
空航、航天、船舰内的通信控制、电力及铁道通信交通控制信号、核电站通信、油田、炼油厂、矿井等区域内的通信
1.1 光复用器和光解复用器
波分复用系统的核心部件是波分复用器件，即光复用器和光解复用器（有时也称合波器和分波器），实际上均为光学滤波器，其性能好坏在很大程度上决定了整个系统的性能。如图3-13所示。合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输；分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。 WDM系统性能好坏的关键是WDM器件，其要求是复用信道数量足够、插入损耗小、串音衰耗大和通带范围宽等。从原理上讲，合波器与分波器是相同的，只需要改变输入、输出的方向。WDM系统中使用的波分复用器件的性能满足ITU-T G.671及相关建议的要求。
λ
λ
λ12n1，λ2…λn
(a)合波器
λ112，λ2…λλn
波分复用器件是波分复用系统的重要组成部分，为了确保波分复用系统的性能，对波分复用器件提出了基本要求，主要是插入损耗小、隔离度大、带内平坦、带外插入损耗变化陡峭，温度稳定性好，复用通路数多，尺寸小等。
(b)分波器
插入损耗是什么？
答：是指光传输线路中插入光学部件（如插入连接器或耦合器）所引起的衰减。
光纤通信之所以受到人们的极大重视，这是因为和其它通信手段相比，具有无以伦比的优越性。
1、通信容量大
从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。虽然目前远远未达到如此高的传输容量，但用一根光纤同时传输24 万个话路的试验已经取得成功，它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。一根光纤的传输容量如此巨大，而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤，如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，其通信容量之大就更加惊人了。
2、中继距离长
由于光纤具有极低的衰耗系数（目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下），若配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆（1.5km）、微波（50km）等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途一、二级干线通信。据报导，用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。此外，已在进行的光孤子通信试验，已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。因此，在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。
3、保密性能好
光波在光纤中传输时只在其芯区进行，基本上没有光“泄露”出去，因此其保密性能极好。
4、适应能力强
适应能力强是指，不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀，可挠性强（弯曲半径大于25 厘米时其性能不受影响）等。
5、体积小、重量轻、便于施工维护
光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以水底和架空。
6、原材料来源丰富，潜在价格低廉
制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。
光纤呈园柱形，它由纤芯、包层与涂敷层三大部分组成，如图2.1 所示。
纤芯位于光纤的中心部位（直径d1 约9～50 微米），其成份是高纯度的二氧化硅，此外还掺有极少量的掺杂剂如二氧化锗，五氧化二磷等，掺有少量掺杂剂的目的是适当提高纤芯的光折射率 (n1) 。
2、包层
包层位于纤芯的周围（其直径d2 约125 微米），其成份也是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧化硅。而掺杂剂（如三氧化二硼）的作用则是适当降低包层的光折射率 (n2) ，使之略低于纤芯的折射率。
3、涂敷层
光纤的最外层是由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成的涂敷层，其作用是增加光纤的机械强度与可弯曲性。一般涂敷后的光纤外径约1.5 厘米。
核心部分是纤芯和包层，其中纤芯由高度透明的材料制成， 是光波的主要传输通道；
包层的折射率略小于纤芯，使光的传输性能相对稳定。纤芯粗细、纤芯材料和包层材料的
折射率，对光纤的特性起决定性影响。涂覆层包括一次涂覆、缓冲层和二次涂覆，起保护
光纤不受水汽的侵蚀相机械的擦伤， 同时又增加光纤的柔韧性， 起着延长光纤寿命的作用。
光纤的分类
1、 按折射率分布分类──阶跃光纤与渐变光纤
2、 按传播模式分类──多模光纤与单模光纤
3、 按工作波长分类──短波长光纤与长波长光纤
4、 按套塑类型分类──紧套光纤与松套光纤
光纤通信的特点
与电缆或微波等电通信方式相比，光纤通信的优点如下 ：
(1)传输频带极宽，通信容量很大；
(2)由于光纤衰减小，无中继设备，故传输距离远；
(3)串扰小，信号传输质量高；
(4)光纤抗电磁干扰，保密性好；
(5)光纤尺寸小，重量轻，便于传输和铺设；
(6)耐化学腐蚀；
(7)光纤是石英玻璃拉制成形,原材料来源丰富，并节约了大量有色金属。 光纤通信同时具有以下缺点：
(1)光纤弯曲半径不宜过小；
(2)光纤的切断和连接操作技术复杂；
(3)分路、耦合麻烦。
---- 由于光纤具备一系列优点，所以广泛应用于公用通信、有线电视图像传输、计算机、
空航、航天、船舰内的通信控制、电力及铁道通信交通控制信号、核电站通信、油田、炼油厂、矿井等区域内的通信
1.1 光复用器和光解复用器
波分复用系统的核心部件是波分复用器件，即光复用器和光解复用器（有时也称合波器和分波器），实际上均为光学滤波器，其性能好坏在很大程度上决定了整个系统的性能。如图3-13所示。合波器的主要作用是将多个信号波长合在一根光纤中传输；分波器的主要作用是将在一根光纤中传输的多个波长信号分离。 WDM系统性能好坏的关键是WDM器件，其要求是复用信道数量足够、插入损耗小、串音衰耗大和通带范围宽等。从原理上讲，合波器与分波器是相同的，只需要改变输入、输出的方向。WDM系统中使用的波分复用器件的性能满足ITU-T G.671及相关建议的要求。
λ
λ
λ12n1，λ2…λn
(a)合波器
λ112，λ2…λλn
波分复用器件是波分复用系统的重要组成部分，为了确保波分复用系统的性能，对波分复用器件提出了基本要求，主要是插入损耗小、隔离度大、带内平坦、带外插入损耗变化陡峭，温度稳定性好，复用通路数多，尺寸小等。
(b)分波器
插入损耗是什么？
答：是指光传输线路中插入光学部件（如插入连接器或耦合器）所引起的衰减。