物理层传输介质（一） 光纤

前言
近来随着人们对高速网络接入需求的增长以及无线网络方案的日益流行，我觉得有必要了解关于信号在光纤、无线、UTP中的传输的一些知识。
 

知识回顾
OSI参考模型的第一层或最底层是物理层，物理层负责提供网络连接的物理技术细节。详细了解OSI参考模型和物理层内容，可参见《理解OSI参考模型（上）》和《理解OSI参考模型（下）》。
 

第一节：物理层传输介质（一） 光纤
 

光纤，通常也叫光缆。光纤使用发光二极管和激光器来发送数据。如果线上有光就表示1；如果没有光就表示0。这样就能把物理信号转变成数字信号（2进制）。

光纤通常用于提供非常高的速率，并且使线路跨越很远的距离。例如，通过光纤的使用能实现100Gbit/s的速率和超过10公里的距离，这些都是铜质线缆遥不可及的。

光纤分成2种：多模光纤和单模光纤。

多模光纤的光信号由发光二极管提供。多模光纤的纤心和覆层的直径范围是50-100um，传输波长为850纳米或1300纳米的光。所以多模光纤相对较大的纤心直径支持不同的光的路径。也因此成为多模。
单模光纤的光信号由激光提供，这比发光二极管提供的输出要高得多，因此单模光纤能够传送跨越10公里的距离。单模光纤传输波长为1300纳米或1550纳米的光，由于单模光纤的纤心较小，所以只能传播一个单一的纵向模式。也因此称为单模。单模的信号扩展很少，所以能支持比多模光纤高得多的数据速率（100Gbit/s）

光纤近几年的新技术WDM和DWDM
WDM (Wave Division Multiplexing )波分复用
DWDM 密集波分复用

WDM允许在同一光纤上传送多种（多于2个）波长的信号，这样一来就增加了连接的数量。
DWDM允许在一条光纤上更多的更加紧密的排列超过200个的波长信号。

显然DWAM要比WDM所支持的连接更多，从而显得更加灵活。可扩展性更高。可以在不必安装新光纤线路的情况下提供新的连接。目前我们生活中用到的光纤，利用都是DWDM技术。

光损耗与衰减
光源达到光纤末端之前所有的信号损耗成为光损耗，这种损耗通常出现在光纤与光纤的连接器上。
光纤长度越长，信号抵达光纤末端时强度就会越低，这叫做衰减。遇到这样的情况，我们可以使用光学放大器这样的设备。放大器的作用在于将光变成电，再将电变还原成光。但是还原后信号质量不如原始信号。

下一节预告：物理层传输介质（一） 无线