光纤光缆的基本知识
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●光缆预期使用寿命及保证措施
• 光缆使用寿命主要取决于光缆所采用材料之间的相容性、耐环境适应性 和光缆中光纤的余长控制。
• 保证措施如下:
• 1、对原材料的使用进行严格选取。
• 2、根据用户对光缆的使用环境要求,合理设计光纤余长,严格控制生产 工艺技术条件,确保光纤余长达到设计要求。
• 3、 依据光纤寿命的计算公式,对光纤寿命进行定量分析并做应变试验, 验证设计和工艺控制的正确性,达到理论与实际相统一确保光缆预期使 用寿命。
阶模)。 • 模场直径:单模光纤中只有基模传播,通俗地说,模场直径就是基模光斑
的大小。 • 截止波长:是单模光纤所特有的一个参数,常用符号λC表示。判断一根光
纤是不是单模光纤,只要比较一下它的工作波长λ与截止波长λC大小就可 以了。如果λ>λC则为单模光纤,该光纤只能传输基模;如果λ<λC就不是 单模光纤,光纤中除了基模外,还能传输其它高阶模。
●光纤的基本结构和传输原理
传输基本条件: 折射 率n1>n2
纤 芯 : SiO2+GeO2 纯 度 99.9999%(n1)
包 层 : SiO2 纯 度 99.9999%(n2)
二次涂层:丙烯酸树脂 一次涂层:丙烯酸树脂
• 从光学意义上讲光在光纤中的传输利用了光的全反射原理。光在均匀媒质 中是直线传播的,在不同的媒质中传输速率不同v=c/n 光经过两种介质 交界面时会发生偏折现象。
●光纤的导光基本原理
• 光线经过两种不同介质的交界面时,就会发生偏折现象,一般称之为 光的折射。当光线由光密媒质射向光疏媒质,且入射角大于临界角时, 就会发生全反射现象。光纤就是利用光的这种全反射特性来导光的。 如下图所示:
媒质2 折射率为 n2
θ2
θ1
θ0
媒质1 折射率为 n1
n1 >n2
当θ2>θ0 时,实现全反射, θ0为 临界角.
●光纤通信简史
• 光纤通信是以光波为载体,光纤为传输媒质的通信方式。 • 1965年之前光纤已在学技术中得到应用,但仅限于短距离传输图
象,衰减为1000dB/km • 1966年英籍华人高锟博士提出石英光纤理论和光纤通信的概念,
通过理论推导指出石英玻璃的衰减可降到20dB/km以下可用于通 信。 • 1970年美国康宁公司生产出衰减为20dB/km的光纤,之后光纤通 信飞速发展。 • 现在普通单模光纤在1550nm处衰减已降到0.2dB/km以下。
●几个主要的有关名词与术语
• 信 号:一种物理现象,它的一个或多个特征可能变化而代表信息。 • 时分复用:为了在一条公共信道上传输若干个信号,而在时间上使它们相
互错开的一种复用。 • 传 导 模:同时满足全反射和相位一致等两个条件的光线束称之为传导模。 • 多模光纤:是指一种能够承载多个模式的光纤。光纤中存在多个传导模。 • 单模光纤:是指一种只能传输一种模式的光纤。光纤只能传输基模(最低
• 光缆寿命计算:
• 在静态负载应力δs下,经筛选试验的光纤在运行时间t s内的累计断裂概率F
为:
F
1
exp
1
N
P
L[ 1
c
(1
snts pnt p
m
)n-2
1]}
• 式中:
• ts • tp • Np •L
综合性能测试
张力试验 复绕机
张力筛选
拉
21.5 m
丝
塔
拉丝
包层
125μm
一次 涂覆
一次涂覆层
200μm
二次 涂覆
二次涂覆层
245μm
收线
●光纤的生产制造工艺
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6百度文库
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• 2、夹棒、送棒装置 • 3、光纤的位置控制(X-Y水平装置) • 4、高温拉丝炉 • 5、丝径监控仪 • 6、一次冷却管 • 7、裸光纤牵引装置 • 8、一次涂覆 • 9、一次涂覆同心度监控仪 • 10、一次固化 • 11、内涂层直径监控 • 12、二次冷却管 • 13、二次涂层 • 14、外涂层同心度监控仪 • 15、二次固化 • 16、光纤直径监测 • 17、PMD装置 • 18、张力测试议 • 19、摆轮(舞踏轮) • 20、双盘收线装置
光纤光缆的基本知识与制造
基础知识
●课程纲要
• 光纤通信简史 • 光纤通信的优点 • 光纤的基本结构和传输原理 • 光纤的导光基本原理 • 几个主要的有关名词与术语 • 母棒的生产制造工艺 • 光纤的生产制造工艺 • 光缆预期使用寿命及保证措施 • 光缆的特性和材料
• 光缆的主要结构和特性 • 光缆的命名方法 • 光纤带色谱识别 • 光纤带光缆主要型式 • 光缆结构图解 • 光缆主要生产与测试设备 • 光缆主要原材料清单 • 质量保证体系
• 色 散:是指不同颜色的束光通过透光物质后被散开的现象。 • 色散系数:是指单位波长间隔所生产的群时延差。是单模光纤的一个重要
特征参数。 • 带 宽:在多模光纤中由于各个模式的传播路径和传播速度不同而产生各
个模之间的时延差。一窄光脉冲从光纤一端入射,经过光纤之后,在光纤 出射端形成被展宽的光脉冲,这种现象称之为带宽。 • 数值孔径:是指光纤的集光能力,可以表示为临界角的正弦。是多模光纤 的一个重要参数。
●光纤通信的优点
• 传输衰减低,中继距离长(同轴、市话电缆一般在20db/km左右) • 传输带宽宽通信容量大。 • 尺寸小,重量轻。(光纤直径小,6~36芯光缆12mm左右,玻璃
比重2.2g/cm3,铜的比重8.9 g/cm3,同径下的重量比是1/15,运输 敷设方便,带状光缆密集度更高) • 不受电磁感应、强电、雷电干扰,不会产生放电、火花等。(传 送光信号,非金属不导电媒质。在电力线路、矿井、军火库、电 气化铁路、多雷电地区、易燃易爆场所可以使用) • 光纤间无电磁干扰无串光,不会串音,保密性好 • 节省自然资源—有色金属。(1km光纤只有27g SiO2价廉) • 不会腐蚀。
●母棒的生产制造工艺
• 主要采用四种气相沉积工艺: • 1、气相轴向沉积法,VAD法 • 2、管外气相沉积法,OVD法 • 3、改进的化学气相沉积法,MCVD法 • 4、等离子体化学气相沉积法,PCVD法
OVD VAD MCVD
1500mm
预制棒准备
60mm
水平玻 璃车床
接棒、抛光
综合性能 测试仪