光纤光缆基础知识

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光纤的种类
多模光纤 A1a:50±3/125±3µm; : ± ± ; A1b:62.5±3/125±3µm; : ± ± ; A1c:85±3/125±3µm ; : ± ± A1d:100±5/140±4µm。 : ± ± 。
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光纤参数
光纤几何参数: 光纤几何参数:
中天宽带技术有限公司
光纤光缆基础知识
孙建华
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光通信发展史
2000多年前 多年前 烽火台——灯光、旗语 灯光、 烽火台 灯光 1880年 年 光电话——无线光通信 光电话 无线光通信 1970年 年 光纤通信 1966年——高锟博士首次提出光纤通信的想法 年 高锟博士首次提出光纤通信的想法 1970年——贝尔研究所林严雄研究出在室温下可 年 贝尔研究所林严雄研究出在室温下可 连续工作的半导体激光器; 连续工作的半导体激光器; 1970年——康宁公司首先开发出损耗为 年 康宁公司首先开发出损耗为2.0dB/公 公 康宁公司首先开发出损耗为 里的光纤
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光缆分类
分类:按光纤在光缆中的松紧自由状态不同, 分类:按光纤在光缆中的松紧自由状态不同, 分为紧结构、松结构、半紧半松结构。 分为紧结构、松结构、半紧半松结构。 按缆芯结构分:中心管式、层绞式、骨架式。 按缆芯结构分:中心管式、层绞式、骨架式。 按光缆敷设条件分:架空、管道、直埋、 按光缆敷设条件分:架空、管道、直埋、水底 等。 按使用环境: 按使用环境: 室外光缆:适用于架空、管道、直埋, 室外光缆:适用于架空、管道、直埋, 室内光缆:适用于建筑物内使用的光缆, 室内光缆:适用于建筑物内使用的光缆,不填 充油膏
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光纤传输特性参数
衰减 截止波长 色散 偏振模色散 衰减——光在光纤中传输时的能量损耗。 衰减——光在光纤中传输时的能量损耗。 ——光在光纤中传输时的能量损耗 截止波长——保证单模传输的最低工作波长, ——保证单模传输的最低工作波长 截止波长——保证单模传输的最低工作波长,是 单模光纤的本征参数。 单模光纤的本征参数 色散—— ——光脉冲沿着光纤进行一段距离后造成的 色散——光脉冲沿着光纤进行一段距离后造成的 频宽变粗,它是限制传输速率的主要因素。 频宽变粗,它是限制传输速率的主要因素。
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光纤损耗
散射损耗
由于下列原因,光信号会损耗: 光缆中的分子不均匀 光缆的光学纯度不高
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光纤损耗
吸收损耗
光缆中的杂质会吸收光的能量
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光纤损耗
弯曲损耗
光缆内核与覆层之间的不均匀会引起如图所示的损耗
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光纤损耗
弯曲损耗
光纤的弯曲会造成损耗 光穿越叠层
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光缆
定义:用适当的材料和缆结构, 定义:用适当的材料和缆结构,对通信用光纤 进行保护, 进行保护 ,使光纤免受机械和环境的影响和损 适应不同场合。 坏,适应不同场合。 光缆的主要特性:光缆中光纤的传输特性, 光缆的主要特性: 光缆中光纤的传输特性,光 缆的机械特性, 缆的机械特性,光缆的环境特性和光缆的电气 特性。 特性。 机械特性:光缆的拉伸、压扁、冲击、 机械特性 :光缆的拉伸、压扁、冲击、反复弯 扭转、卷绕等。 曲、扭转、卷绕等。 环境特性:温度特性、滴流性能,热老化性能、 环境特性:温度特性、滴流性能,热老化性能、 渗水性能、阻燃、低温下弯曲性能和冲击性能, 渗水性能、阻燃、低温下弯曲性能和冲击性能, 耐电痕性能。 耐电痕性能。
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光缆型号的命名方法
缆芯和光缆的派生结构特征的代号。 5、缆芯和光缆的派生结构特征的代号。光缆结构特征应表示 出缆芯的主要类型和光缆的派生结构。 出缆芯的主要类型和光缆的派生结构 。 当光缆型式有几个结 构特征需要注明时,可用组合代号表示, 构特征需要注明时 , 可用组合代号表示 , 其组合代号按下列 相应的各代号自上而下的顺序排列。 相应的各代号自上而下的顺序排列。 光纤带结构。 D——光纤带结构。 光纤带结构 S——光纤松套结构 光纤松套结构 J——光纤紧套结构 光纤紧套结构 (无符合)——层绞结构。 无符合) 层绞结构。 层绞结构 X——中心管结构 中心管结构 填充式结构。 T——填充式结构。 填充式结构 自承式结构。 C——自承式结构。 自承式结构 B——扁平形状 扁平形状 E——椭圆形状 椭圆形状 阻燃结构。 Z——阻燃结构。 阻燃结构
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光缆型号的命名方法
执行标准: 908执行标准:YD/T 908-2000 型号的组成:由型式和规格两部分组成。 1、型号的组成:由型式和规格两部分组成。 型式由5个部分构成,各部分均用代号表示。 2、型式由5个部分构成,各部分均用代号表示。 其中结构特征指缆芯结构和光缆派生结构特征。 其中结构特征指缆芯结构和光缆派生结构特征。 1、分类 2、加强构件 3、结构特征 4、护套 5、外护层
20Leabharlann Baidu2-4-2
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光缆型号的命名方法
3、分类的代号
GY——通信用室(野)外光缆。 通信用室( GY 通信用室 外光缆。 GM——通信用移动式光缆。 通信用移动式光缆。 GM 通信用移动式光缆 GJ——通信用室(局)内光缆。 通信用室( 内光缆。 GJ 通信用室 GH——通信用海底光缆。 通信用海底光缆。 GH 通信用海底光缆 GT——通信用特殊光缆。 通信用特殊光缆。 GT 通信用特殊光缆
定义——传输光能的介质波导,由纤芯和包层组成。 传输光能的介质波导,由纤芯和包层组成。 定义 传输光能的介质波导
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光纤的种类
单模光纤种类: 单模光纤种类: (G.652)非色散位移光纤, 1550nm nm窗 1 、 B1.1(G.652)非色散位移光纤, 在 1550nm窗 口衰减小,但色散较大, 口衰减小 ,但色散较大,不利于高速系统的长 距离传输; 距离传输; (G.653)零色散位移光纤, 1550nm nm窗口 2 、 B2(G.653)零色散位移光纤, 在 1550nm窗口 色散为零, 色散为零,但在波分复用时会出现四波混频效 应; (G.654)截止波长位移光纤; 3、B1.2(G.654)截止波长位移光纤; (G.655)非零色散位移光纤, 1550nm nm窗 4 、 B4(G.655)非零色散位移光纤, 在 1550nm 窗 口衰减低,色散小,大大减小四波混频效应。 口衰减低 ,色散小,大大减小四波混频效应。 故其可用于远距离、波分复用、高速系统; 故其可用于远距离、波分复用、高速系统; 色散平坦光纤; 5、色散平坦光纤; 色散补偿光纤。 6、色散补偿光纤。
涂层直径 包层直径 模场直径 纤芯包层同心度 涂层包层同心度 包层不圆度
模场直径——单模光纤所特有的一个重要参数, 模场直径——单模光纤所特有的一个重要参数,通俗 ——单模光纤所特有的一个重要参数 地讲就是单模光纤中光斑的大小。 地讲就是单模光纤中光斑的大小。模场就是光纤中基 模场的电场强度在空间的分布。因此, 模场的电场强度在空间的分布。因此,单模光纤中的 场并不是完全集中在纤芯中, 场并不是完全集中在纤芯中,而是相当部分能量在包 层中, 层中,所以不宜用纤芯的几何尺寸作为单模光纤的特 征参数, 征参数,而是用模场直径作为描述单模光纤中光能集 中的范围。是单模光纤所特有的参数, 中的范围。是单模光纤所特有的参数,给出了保证单 模传输的光波长的范围。 模传输的光波长的范围。
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光通信的优缺点
优 点 : a 、 传 输衰 减 低 , 中继距离长; 中继距离长; b、传输带宽宽,通信 容量大; 容量大; c、光缆尺寸小,重量 轻; d、不受电磁感应,不 受强电、雷电干扰; 受强电、雷电干扰; e、节省有色金属; 节省有色金属; f、适用于需防暴、高 适用于需防暴、 压和雷电的场合。 压和雷电的场合。
模间色散、材料色散、波导色散 模间色散、材料色散、
偏振模色散——由于光纤的椭圆度和残余内应力 偏振模色散——由于光纤的椭圆度和残余内应力 —— 的原因,改变了光纤的折射率分布, 的原因,改变了光纤的折射率分布,从而引起基 LP01的两个垂直方向的模已不同的速度传输 的两个垂直方向的模已不同的速度传输, 模LP01的两个垂直方向的模已不同的速度传输, 从而使其到达的时间不同,其差称为偏振模色散。 从而使其到达的时间不同,其差称为偏振模色散。
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二次余长
定义:当光缆被拉伸或收缩时, 定义:当光缆被拉伸或收缩时,光纤从松套管 中心位置向内侧或外侧移动所能发生的变化。 中心位置向内侧或外侧移动所能发生的变化。
作用:增强光缆的机械性能抗拉强度, 作用:增强光缆的机械性能抗拉强度,提高温 度稳定性。 度稳定性。
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光缆生产工艺流程图
光纤进厂 检测 着 色 检测 二次套塑 检测 填充绳挤制 充油、扎纱 成 缆 加强件 检测 内 护 层 检测 外 护 层 检测 成 品 包 装
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光缆余长
光缆余长形成的两种方法:张力法和温差法。 光缆余长形成的两种方法:张力法和温差法。 影响余长主要因素: 影响余长主要因素: 1、放纤张力; 、放纤张力; 2、牵引轮直径; 、牵引轮直径; 3、前后两段冷却水温差 、 4、生产线速度; 、生产线速度; 5、触变型填充油膏的温度和压力、粘度; 、触变型填充油膏的温度和压力、粘度; 6、在双牵引生产线中,履带牵引和盘式牵引 、在双牵引生产线中, 的速度差。 的速度差。
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光缆型号的命名方法
6、护套的代号: 护套的代号: Y——聚乙烯护套 聚乙烯护套 V——聚氯乙烯护套 聚氯乙烯护套 U——聚氨脂护套 聚氨脂护套 A——铝-聚乙烯粘接护套(简称为A护套) 铝 聚乙烯粘接护套(简称为A护套) S——钢-聚乙烯粘接护套(简称为S护套) 钢 聚乙烯粘接护套(简称为S护套) W——夹带钢丝的钢-聚乙烯粘接护套(简称为W护 夹带钢丝的钢-聚乙烯粘接护套(简称为W 夹带钢丝的钢 套)
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光缆型号的命名方法
4、加强构件的代号 加强构件的代号 加强构件指护套以内或嵌入护套中用于 增强光缆抗拉力的构件。 增强光缆抗拉力的构件 。 如同时有金属 和非金属的加强构件, 和非金属的加强构件 , 只表示为金属构 件结构特征。 件结构特征。 (无符号)——金属加强构件。 无符号) 金属加强构件。 金属加强构件 非金属加强构件。 F——非金属加强构件。 非金属加强构件
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护套
分类:内护套、中护套、 分类:内护套、中护套、外护层 内护套:PE护套,侧重于防潮。 内护套:PE护套,侧重于防潮。 护套 外护套:各种铠装挤制高、中密度 外护套:各种铠装挤制高、 聚乙烯或阻燃料、防蚁层等外护层, 聚乙烯或阻燃料、防蚁层等外护层, 侧重于抗侧压和耐磨。 侧重于抗侧压和耐磨。
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护套
挤塑方式可分为: 挤塑方式可分为:挤压式与挤管式 其区别为: 其区别为: 挤压式:出胶速度慢,偏芯调节困难, 挤压式: 出胶速度慢,偏芯调节困难 ,绝缘厚 薄不易控制,挤出的塑胶层结构紧密。 薄不易控制,挤出的塑胶层结构紧密。 挤管式:塑料不是直接压在缆芯上, 挤管式: 塑料不是直接压在缆芯上, 而是沿着 管状尾径部分向前移动,易调偏芯, 管状尾径部分向前移动,易调偏芯, 减小内应 降低护套的后收缩,先形成管状, 力,降低护套的后收缩,先形成管状 ,然后经 拉伸再包覆在缆芯上。 拉伸再包覆在缆芯上。
纤芯: 纤芯:光纤的 中心部分, 中心部分,折 射率高于包层, 射率高于包层, 光波主要在纤 芯中传输。 芯中传输。 包层:环绕纤芯的区域, 包层:环绕纤芯的区域,折 射率低于纤芯, 射率低于纤芯,以提供反射 面或光隔离。 面或光隔离。 一次被覆层作用: 一次被覆层作用: ①保护光纤的机械 强度; 强度;②隔绝能够 引起微变损耗的外 应力。 应力。
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缺点:a、需要光端机 和光中继器进行光—电 和光中继器进行光 电 转换和电—光转换 光转换; 转换和电 光转换; b、光纤材料较脆,应 对光纤小心保护且光缆 弯曲半径不宜过小; 弯曲半径不宜过小; c、光纤接续较难; 光纤接续较难; d、连接和测试需要专 门的工具和高精度仪器
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光纤的结构
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