纤芯、包层与数值孔径
光纤由纤芯、包层与涂覆层构成：纤芯折射率略高于包层，光在两者界面上发生全反射而被约束在纤芯内传播；涂覆层只做机械保护，不参与导光。数值孔径（NA）描述光纤能够接收光的角度范围，它由纤芯与包层的折射率差决定，NA 越大接收角越大、耦合越容易，但模式数更多、模间色散更明显。光纤规格里的 9/125、50/125、62.5/125 分别表示纤芯直径与包层直径（微米），这两个数字决定了它属于单模还是多模。
基本信息
| 纤芯 | 导光区域，单模约 9 微米，多模 50 或 62.5 微米 |
|---|---|
| 包层 | 折射率低于纤芯，形成全反射界面，直径通常 125 微米 |
| 涂覆层 | 保护层，不参与导光，颜色与标识用于区分光纤 |
| 数值孔径 | 描述可接收光锥角，多模通常在 0.2 量级，单模更小 |
| 依据 | ITU-T G.651/G.652 等光纤特性建议、ISO/IEC 11801 系列 |
典型使用场景
- 光纤选型：由距离与速率需求确定单模或多模，再确认芯径与 NA 是否与光模块匹配
- 熔接与连接损耗判读：不同芯径或 NA 的光纤互接会带来额外损耗，同种光纤接续更稳定
- 光源耦合设计：NA 越大越容易耦合，宽 NA 多模光纤适合低成本 LED 或 VCSEL 光源
- 弯曲损耗分析：NA 较大的光纤对弯曲更敏感，小空间盘纤时要特别留意
- 现场检查：通过标识与涂覆层颜色确认光纤类型，避免把单模与多模混用
关键概念对照
| 概念 | 含义 | 工程影响 |
|---|---|---|
| 芯径 | 纤芯直径，决定模式数量 | 单模与多模不可混接，芯径不匹配时损耗极大 |
| 包层直径 | 通常统一为 125 微米 | 包层相同使连接器与工具可以通用 |
| 数值孔径 | 可接收光的角度范围 | NA 不匹配会加大连接与熔接损耗 |
| 全反射 | 光被约束在纤芯内传播的机制 | 理解弯曲损耗与端面要求的基础 |
包层直径统一是光纤系统能够通用化的关键：正因为各类光纤包层多为 125 微米，同一套连接器、剥线钳与熔接机夹具才能通用于单模与多模。这也意味着从外观与连接器上无法判断光纤是单模还是多模，必须依靠涂覆层颜色、标识与记录来确认。
单模与多模误接时损耗可能达到几十 dB，链路直接不可用；而不同 NA 的多模光纤之间互接（例如老式 62.5 微米与标准 50 微米混接）虽然可能勉强建立链路，但损耗与模式耦合不确定，在高带宽应用中容易表现为间歇性误码，属于必须避免的做法。