在连接和电信领域，光纤网络基本上规定并分析了光纤上的传播模式。毫无疑问，光纤之所以成为现代通信系统存在的基石，是因为它们能够通过光子承载海量的数据。
本文将深入探讨光纤传播的主要模式，内容包括解释相关术语的含义、探讨其重要性，并通过图解来演示其结构。
主要术语
光纤: 光纤是一种轻质、细薄且灵活的导电材料，由玻璃或塑料制成，主要用于电信网络中的数据传输。
传播模式: 传播模式是在光纤内部通过不同路径传输的经典光波形。无论我们处理的是哪种模式，它最终都会归结为多模传播或单模传播。
多模传播: 我们所说的多径传播（即多模传播），是指光线（光束）同时通过光纤，经由不同的信道传输到连接的接收端（末端部件）。
单模传播: 单模波导结构意味着光沿着一个中心轴在光纤内部传播，因此，当光在长距离传输时，产生的色散非常小，从而确保了信号传输的准确性。
图示说明
为了演示多模和单模传播的概念，我们可以使用 draw.io 或 Google Drawings 等绘图工具生成图表。这些图解将说明光纤的结构、多模和单模传播的功率路径，以及多模和单模模式之间在色散和信号精度上的区别。
实现理解通信方式的必要步骤
1. 光纤结构
光纤是一根细长、耐用且灵活的玻璃或塑料丝，用于以光脉冲的形式进行通信，其传输距离远超基于电线的线路。
- 纤芯: 这是传输光线的部分。它通常由高纯度玻璃制成，并且其折射率高于包层。
- 包层: 它在纤芯外围，密度最大（此处原文指紧贴纤芯），其折射率略低于纤芯。它的目标是利用全反射防止光线向外扩散。
- 保护层: 最外层，也是最接近纤芯（指整体结构）的防护层，保护光纤免受各种环境因素的影响，并增加必要的机械强度。
光在光纤轴内的内部反射由光束指示。当入射光以大于临界角（由纤芯和包层系数的折射率决定）的角度进入纤芯时，会在内部无限反弹，以保持光子的轨迹。
2. 多模传播
- 在多模传播中，多束光线充当他者（指共同利用）纤芯的角色，并沿着各自的路径传播。这可能会导致模态色散；当这些光线到达接收端时，由于路径长度不同，到达的时间也会不同。
- 模式色散是多模光纤传输的限制因素，因为来自光纤不同模式的信号干扰会导致信号失真，从而降低带宽和传输距离。
3. 单模传播
- 单模传播旨在产生一束沿着纤芯主轴传播的光线。在这种情况下，纤芯直径与多模光纤直径的比值更小。
- 单模光纤最显著的特征之一是其极小的色散，这进而带来了巨大的带宽，并且能够在长距离传输信号而不会出现明显的信号衰减。它们的设计主要专注于长距离传输，同时确保不会出现信号质量损失。
4. 比较与应用
- 带宽: 与多模光纤相比，单模光纤具有更高的吞吐量优势。