当入射角增大，折射角也增大，若 n1＞n2，则θ1＜θ2。随着入射角的增大，折射角也增大。当入射角增大到一定值（见图2-3），折射角增大到 90°，光不再进入第二种介质，折射光线沿介质交界面传播，这个状态叫临界全反射，此时的入射角被称为临界角θc。如果入射角继续增大θ1>θc，则所有的光将反射回入射介质，这一现象称为全反射。光波在光纤中传播的原理就是利用全反射现象。
图2-3 光的反射与折射
三、光纤的分类
光纤的分类方式很多，主要的分类方式有3种：按传输模式分，按光纤剖面折射率分布分，按ITU-T建议分。
1.按传输模式分类
按照光纤传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤。
（1）单模光纤
单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）的纤心直径很小如图2-4 所示，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。光信号可以沿着光纤轴向传播，因此光信号的损耗很小，色散也很小，传播的距离较远。受限于单模光纤偏正模色散（Polarization Mode Dispersion，PMD），单模光纤的建议芯径为 8～10μm，包层直径为125μm。
图2-4 单模与多模光纤芯包比对比图
（2）多模光纤
多模光纤（Multi Mode Fiber，MMF）是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤。多模光纤的纤芯直径一般为 50～200μm，而包层直径的变化范围为 125～230μm。与单模光纤相比，多模光纤的传输性能要差。
2.按折射率分布分类
多模光纤按折射率分布，可分为多模突变型光纤和多模渐变型光纤。
① 突变型光纤纤芯的折射率和包层的折射率都是常数。在纤芯和包层的交界面，折射率呈阶梯型变化，又称为阶跃型光纤。突变型光纤的折射率分布如图2-5所示。
图2-5 突变与渐变光纤的折射率分布与光轨迹
② 渐变型光纤的纤芯折射率随着半径的增加而按一定规律减小，如图2-5 所示。纤芯的折射率的变化是近似抛物线，由于渐变型光纤具有透镜那样的“自聚焦“作用，对光脉冲的展宽也就比突变型光纤小得多，因此光信号传输距离较长，目前使用的多模光纤均为此类。
3.ITU-T建议的光纤分类
① G.651光纤：渐变多模光纤。
② G.652 光纤：常规单模光纤，也称为非色散位移光纤，其零色散波长为 1.31μm，在1.55μm处有最小损耗，是目前应用最广的光纤。
③ G.653 光纤：色散位移光纤，在 1.55μm 处实现最低损耗与零色散波长一致，但由于在1.55μm处存在四波混频等非线性效应，阻碍了其应用。
④ G.654 光纤：性能最佳单模光纤，在 1.55μm 处具有极低损耗（大约 0.18dB/km）且弯曲性能好，常用作海底光缆。
⑤ G.655 光纤：非零色散位移单模光纤，在 1.55～1.65μm 处色散值为 0.1～6.0ps/（nm·km），用以平衡四波混频等非线性效应，适用于高速（10Gbit/s 以上）、大容量、DWDM系统。
光纤的传输特性光纤的传输特性指的是光信号在光纤中所表现出来的特性。主要有损耗特性、色散特性和非线性效应等。
一、光纤的损耗特性
光信号在光纤内传输，随着传输距离的增大，能量会越来越弱，其中一部分能量在光纤内部被吸收，一部分能量突破光纤纤芯的束缚，辐射到了光纤外部，这种现象即称为光纤的损耗（或传输衰减）。在工程中，我们以损耗系数来衡量单位长度的光纤的损耗值。
若波长为λ的光信号以 Pi(mW)的光功率入射进光纤，经过 L(km)长度的距离后，出射的光功率为Po(mW)，则此光纤的损耗系数为：
