第一章光纖光纜

1、中國聯(lián)通河南省分公司中國聯(lián)通河南省分公司二零一零年九月二零一零年九月- 1 -第一章第一章光纖光纜光纖光纜n本章的重點：n介紹光纖及其主要特性、光纖通信基本原理、光纖通信優(yōu)越性n光纜的類型、結(jié)構(gòu)、種類和規(guī)格、物理性能等知識，使維護人員對光纖光纜能有深刻的認識。第一章第一章 光纖光纜光纖光纜n第一節(jié) 光纖n第二節(jié) 光纖傳輸?shù)幕驹韓第三節(jié) 光纖的主要特性n第四節(jié) 幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹n第五節(jié) 光纜的種類和結(jié)構(gòu)n第六節(jié) 光纜的機械物理性能目錄目錄n 一、光纖的結(jié)構(gòu) n光纖實際是由透明材料做成的纖芯和在它周圍采用比纖芯折射率稍低 的材料做成的包層所被覆，并將射入纖芯的光信號，經(jīng)包層界面反射，使光信

2、號保持在纖芯中傳播前進的媒體。 第一節(jié)第一節(jié) 光纖光纖 光纖的分類方法有光纖的分類方法有： 工作波長（長、短波）工作波長（長、短波） 折射率分布（階躍、漸變）折射率分布（階躍、漸變） 傳輸模式（傳輸模式（SM、MM） 材料性質(zhì)（石英、塑料）材料性質(zhì)（石英、塑料） 套塑方法等（緊套、松套）套塑方法等（緊套、松套）二、光纖的分類二、光纖的分類第一節(jié)第一節(jié) 光纖光纖1幾何參數(shù)幾何參數(shù) 纖芯直徑：在光纖的橫截面上能夠確定纖芯中心的圓的直徑纖芯直徑：在光纖的橫截面上能夠確定纖芯中心的圓的直徑 包層直徑：在光纖的橫截面上能夠確定包層中心的圓的直徑包層直徑：在光纖的橫截面上能夠確定包層中心的圓的直徑 不不

3、圓圓 度：纖芯、包層斷面最大直徑與最小直徑的差與標(biāo)稱直徑的比值度：纖芯、包層斷面最大直徑與最小直徑的差與標(biāo)稱直徑的比值 同同 心心 度：纖芯在光纖芯內(nèi)所處的中心程度度：纖芯在光纖芯內(nèi)所處的中心程度2光學(xué)參數(shù)光學(xué)參數(shù) 數(shù)值孔徑：表征光纖接收光的能力大小（入射角度的可用范圍）數(shù)值孔徑：表征光纖接收光的能力大?。ㄈ肷浣嵌鹊目捎梅秶?模場直徑：模場直徑：基模場強在光纖橫截面內(nèi)分布的范圍（有效光斑）基模場強在光纖橫截面內(nèi)分布的范圍（有效光斑） 截止波長：保證單模傳輸?shù)淖钚」ぷ鞑ㄩL截止波長：保證單模傳輸?shù)淖钚」ぷ鞑ㄩL三、光纖的參數(shù)三、光纖的參數(shù)第一節(jié)第一節(jié) 光纖光纖帶狀光纖常用是由帶狀光纖常用是由4、6

4、、8、12、24 芯芯UV固化涂覆光纖和固化涂覆光纖和UV固固化粘結(jié)材料組成，通過粘結(jié)材料把光纖集中在一個組合的線性陣列中?；辰Y(jié)材料組成，通過粘結(jié)材料把光纖集中在一個組合的線性陣列中。接續(xù)時一般也是同時一次性接續(xù)完成。接續(xù)時一般也是同時一次性接續(xù)完成。四、帶狀光纖簡介四、帶狀光纖簡介第一節(jié)第一節(jié) 光纖光纖1新型多模光纖：新型多模光纖：100 Gb/s速率下為數(shù)據(jù)中心、高速速率下為數(shù)據(jù)中心、高速計算、超級計算中心、局域網(wǎng)和中央辦公室等應(yīng)用實計算、超級計算中心、局域網(wǎng)和中央辦公室等應(yīng)用實現(xiàn)低成本數(shù)據(jù)傳輸?，F(xiàn)低成本數(shù)據(jù)傳輸。2新型單模光纖新型單模光纖 塑料光纖（室內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸）塑料光纖（室內(nèi)數(shù)據(jù)傳輸

5、） 晶體光纖（穩(wěn)定的光弧子傳輸）晶體光纖（穩(wěn)定的光弧子傳輸）五、新型光纖五、新型光纖第一節(jié)第一節(jié) 光纖光纖目錄目錄n第一節(jié) 光纖n第二節(jié) 光纖傳輸?shù)幕驹韓第三節(jié) 光纖的主要特性n第四節(jié) 幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹n第五節(jié) 光纜的種類和結(jié)構(gòu)n第六節(jié) 光纜的機械物理性能本節(jié)主要從光的全反射和階躍型多模光纖的傳光條件來論述光本節(jié)主要從光的全反射和階躍型多模光纖的傳光條件來論述光纖傳輸?shù)幕驹砝w傳輸?shù)幕驹?第二節(jié) 光纖傳輸?shù)幕驹砉獾娜瓷涔獾娜瓷浞ň€界面n1n21=c2臨界角sin c = n2 / n1 c =NA（數(shù)值孔徑） 第二節(jié) 光纖傳輸?shù)幕驹矸ň€界面n1n21c 第二節(jié) 光纖傳

6、輸?shù)幕驹韓為簡便起見，以階躍型多模光纖的交軸(子午)光線為例，進一步討論光纖的傳輸條件。設(shè)纖芯和包層折射率分別為n1和n2，空氣的折射率n0=1， 纖芯中心軸線與z軸一致 。第二節(jié) 光纖傳輸?shù)幕驹頇M截面2a2brn折射率分布纖芯包層AitAot(a)輸入脈沖光線傳播路徑輸出脈沖50 m125mrnAitAot(b)10 m125mrnAitAot(c)(a) 階躍型多模光纖（階躍型多模光纖（SIF） (b) 漸變型多模光纖（漸變型多模光纖（GIF） （c） 單模光纖（單模光纖（SMF） n第一節(jié) 光纖n第二節(jié) 光纖的傳輸?shù)幕驹韓第三節(jié) 光纖主要特性n第四節(jié) 幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹n第

7、五節(jié) 光纜的種類和結(jié)構(gòu)n第六節(jié) 光纜的機械物理性能目錄目錄n一、傳輸特性n二、機械特性n三、溫度特性第三節(jié)第三節(jié) 光纖的主要特性光纖的主要特性一、傳輸特性n1、損耗n2、色散n3、色度色散n4、偏振模色散第三節(jié)第三節(jié) 光纖的主要特性光纖的主要特性一、傳輸特性n1、損耗l光纖的損耗又稱衰減。很大程度上決定光纖通信的中繼距離。損耗用損耗常數(shù)來a() (dB/km)來表達，表示單位長度的某一波長光功率信號的衰減值。主要有固有損耗、外部損耗和應(yīng)用損耗等 一、傳輸特性n2、色散當(dāng)一個光脈沖從光纖輸入，經(jīng)過一段長度的光纖傳輸之后，其輸出端的光脈沖會變寬，甚至有了明顯的失真。光纖的色散會限制光纖的傳輸距離和

8、傳輸速率。單位Ps/nm.km光纖的色散主要有三部分即模式色散、材料色散與波導(dǎo)色散（結(jié)構(gòu)色散） 色散光纖模式色散材料色散 結(jié)構(gòu)色散（波導(dǎo)色散）多模主要影響主要影響可以忽略單模不存在主要影響隨波長增大一、傳輸特性n3、單模光纖的色度色散材料色散與波導(dǎo)色散（結(jié)構(gòu)色散）合稱色度色散（下圖為單模光纖傳輸特性的分析圖，包含了幾種標(biāo)準(zhǔn)的光纖色散特性斜率）.一、傳輸特性n4、偏振模色散單模光纖傳輸光波的基模含有兩個相互垂直的偏振模。實際光纖中存在著隨機雙折射,使兩個正交偏振模的傳播速度不等，經(jīng)過一段光纖所需的時間就不一樣，造成了兩個偏振模的群時延差，即PMD引起原因:纖芯不圓、內(nèi)部殘余應(yīng)力 、彎曲、扭絞、振

9、動 影響: 高速傳輸容量和傳輸距離單位為kmpsn二、二、機械特性機械特性第三節(jié)第三節(jié) 光纖的主要特性光纖的主要特性n光纖的機械特性直接關(guān)系著它的抗張強度和使用壽命。光纖的抗張強度，很大程度上反映了光纖的制造水平。n 1、影響光纖強度的主要因素n 預(yù)制棒質(zhì)量、環(huán)境污染、涂敷技術(shù)、機械損傷n 2、光纖斷裂分析n 氣泡、雜質(zhì)、損傷n 3、光纖的壽命n 使用環(huán)境、應(yīng)力(濕度、潮氣以及靜態(tài)、動態(tài)疲勞 )n三、溫度特性三、溫度特性第三節(jié)第三節(jié) 光纖的主要特性光纖的主要特性n 1、光纖的溫度特性是指在高、低溫條件下對光纖損耗的影響，一般是損耗增大。n n 2、注意施工時的低溫特性和環(huán)境改善(光纜施工的接續(xù)

10、，一般不應(yīng)在低于-5條件下進行)n第一節(jié) 光纖n第二節(jié) 光纖的傳輸?shù)幕驹韓第三節(jié) 光纖主要特性n第四節(jié) 幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹n第五節(jié) 光纜的種類和結(jié)構(gòu)n第六節(jié) 光纜的機械物理性能目錄目錄1、G.652光纖：也稱標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（光纖：也稱標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SMF），是指色散零點（即色散為零的），是指色散零點（即色散為零的波長）在波長）在1310nm附近的光纖，目前附近的光纖，目前G.652光纖已開發(fā)使用到光纖已開發(fā)使用到G.652C和和G.652D，即無水峰、全波段光纖。即無水峰、全波段光纖。2、G.653光纖：也稱色散位移光纖（光纖：也稱色散位移光纖（DSF），是指色散零點在），是指色散零點在1

11、550nm附近的附近的光纖，它相對于光纖，它相對于G.652光纖，色散零點發(fā)生了移動，所以叫色散位移光纖。光纖，色散零點發(fā)生了移動，所以叫色散位移光纖。3、G.655光纖：也稱非零色散位移單模光纖，將色散零點的位置從光纖：也稱非零色散位移單模光纖，將色散零點的位置從1550nm附附近移開一定波長數(shù)，使色散零點不在近移開一定波長數(shù)，使色散零點不在1550nm附近的附近的DWDM工作波長范圍內(nèi)，工作波長范圍內(nèi)，這種光纖就是非零色散位移光纖（這種光纖就是非零色散位移光纖（NDSF）。目前此類光纖已發(fā)展至）。目前此類光纖已發(fā)展至G.655B和和G.655C光纖，與光纖，與G.655A型相比增大了型相比

12、增大了C波段的色散值范圍，增加了在波段的色散值范圍，增加了在1625nm最大值衰減值的要求，最大值衰減值的要求，PMD值降低，更適合值降低，更適合DWDM系統(tǒng)。系統(tǒng)。4、G.656光纖：即新型寬帶光傳輸非零色散位移單模光纖。光纖：即新型寬帶光傳輸非零色散位移單模光纖。5、G.657光纖：彎曲不敏感單模光纖，最小彎曲半徑可達光纖：彎曲不敏感單模光纖，最小彎曲半徑可達5MM，良好的抗疲，良好的抗疲勞能力。勞能力。一、分類一、分類第四節(jié)第四節(jié) 幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹n光纖波段劃分OCSULE00.20.40.612501350145015501650Wavelength (nm)F

13、iber loss (dB/km)C波段（波段（1530-1565nm）；）； L波段（波段（1565-1625nm）；）； E波段（波段（1360-1460nm）；）； S 波段（波段（1460-1530nm）；）； U波段（波段（1625-1675nm）第四節(jié)第四節(jié) 幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹二、演進過程二、演進過程第四節(jié)第四節(jié) 幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹色散影響色散影響, ,高速需補償高速需補償G.652G.652零色散點平移零色散點平移, ,非線性效應(yīng)大非線性效應(yīng)大G.653G.653有一定色散有一定色散, ,斜率不優(yōu)化斜率不優(yōu)化G.655G.655色散小色

14、散小, ,全波全波段段, ,間隔小間隔小G.656G.656G.657G.657彎曲損耗不敏感彎曲損耗不敏感n第一節(jié) 光纖n第二節(jié) 光纖的傳輸?shù)幕驹韓第三節(jié) 光纖主要特性n第四節(jié) 幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹n第五節(jié) 光纜的種類和結(jié)構(gòu)n第六節(jié) 光纜的機械物理性能目錄目錄 第五節(jié) 光纜的種類與結(jié)構(gòu)n一、光纜的種類n二、光纜的型號n三、幾種典型的光纜結(jié)構(gòu) 一、光纜的種類 1、按傳輸性能、距離和用途分類 可分為市話光纜、長途光纜、海底光纜和用戶光纜 2按光纖的種類分類 可分為多模光纜、單模光纜 3按光纖套塑方法分類 可分為緊套光纜、松套光纜、束管式光纜和帶狀多芯單元光纜 4按光纖芯數(shù)多少分類 可分為單芯

15、光纜、雙芯光纜、四芯光纜、六芯光纜、八芯光纜、十二芯光纜和二十四芯光纜等 5按加強件配置方法分類 光纜可分為中心加強構(gòu)件光纜（如層絞式光纜、骨架式光纜等）、分散加強構(gòu)件光纜（如束管兩側(cè)加強光纜和扁平光纜）、護層加強構(gòu)件光纜（如束管鋼絲鎧裝 光纜）和PE外護層加一定數(shù)量的細鋼絲的PE細鋼絲綜合外護層光纜。第五節(jié)第五節(jié) 光纜的種類與結(jié)構(gòu)光纜的種類與結(jié)構(gòu)一、光纜的種類一、光纜的種類n 6按敷設(shè)方式分類n 光纜可分為管道光纜、直埋光纜、架空光纜和水底光纜n 7按護層材料性質(zhì)分類n 光纜可分為聚乙烯護層普通光纜、聚氯乙烯護層阻燃光纜和尼龍防蟻防鼠光纜n 8按傳輸導(dǎo)體、介質(zhì)狀況分類n 光纜可分為無金屬光纜

16、、普通光纜和綜合光纜n 9按結(jié)構(gòu)方式分類n 光纜可分為扁平結(jié)構(gòu)光纜、層絞式結(jié)構(gòu)光纜、骨架式結(jié)構(gòu)光纜、鎧裝結(jié)構(gòu)光纜n （包括單、雙層鎧裝）和高密度用戶光纜等n 10目前通信用光纜可分為n（1）室(野)外光纜用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷設(shè)n（2）軟光纜具有優(yōu)良的曲撓性能的可移動光纜。n（3）室（局）內(nèi)光纜適用于室內(nèi)布放的光纜。n（4）設(shè)備內(nèi)光纜用于設(shè)備內(nèi)布放的光纜。n（5）海底光纜用于跨海洋敷設(shè)的光纜。n（6）特種光纜除上述幾類之外，作特殊用途的光纜 第五節(jié) 光纜的種類與結(jié)構(gòu)n二、光纜型號由它的型式代號和規(guī)格代號構(gòu)成，中間用一短橫線分開。1、光纜型式由五個部分組成、光纜型式由五個部

17、分組成2、光纜規(guī)格由五部分七項內(nèi)容組成、光纜規(guī)格由五部分七項內(nèi)容組成GYGZL03-12T50/125（21008）C+540.9。第五節(jié) 光纜的種類與結(jié)構(gòu)n三、幾種典型的光纜結(jié)構(gòu)三、幾種典型的光纜結(jié)構(gòu)1、層絞式結(jié)構(gòu)光纜2、骨架式結(jié)構(gòu)光纜3、中心束管式結(jié)構(gòu)光纜4、帶狀結(jié)構(gòu)光纜5、單芯結(jié)構(gòu)光纜6、特殊結(jié)構(gòu)光纜三、幾種典型的光纜結(jié)構(gòu)n 1、層絞式結(jié)構(gòu)光纜：、層絞式結(jié)構(gòu)光纜：把放置在松套管內(nèi)的光纖繞在加強芯周圍絞合而構(gòu)成。抗拉好，余長合理。 三、幾種典型的光纜結(jié)構(gòu)n 2、骨架式結(jié)構(gòu)光纜：把光纖放入加強芯周圍的螺旋形塑料骨架凹槽內(nèi)而構(gòu)成?？箓?cè)壓 三、幾種典型的光纜結(jié)構(gòu)n3、束管式光纜：把一次涂覆光纖或

18、光纖束放入大套管中，加強芯配置在套管周圍而構(gòu)成 。重量輕三、幾種典型的光纜結(jié)構(gòu)n4、帶狀光纜：帶狀光纖單元放入形成中心束管、骨架式或?qū)咏g式結(jié)構(gòu)。 三、幾種典型的光纜結(jié)構(gòu)n5、單芯光纜：簡稱單芯軟光纜，主要用于局內(nèi)（或站內(nèi)）或儀表測試軟線三、幾種典型的光纜結(jié)構(gòu)n6、特殊結(jié)構(gòu)光纜：光/電力組合纜、光/架空地線組合纜和海底光纜和無金屬光纜 四、新型光纜n主要是成纜結(jié)構(gòu)的變化：向直徑小、重量輕、全干式、布放快方主要是成纜結(jié)構(gòu)的變化：向直徑小、重量輕、全干式、布放快方向發(fā)展。向發(fā)展。四、新型光纜n皮線光纜（軟光纜）：引入光纜、室內(nèi)光纜。皮線光纜（軟光纜）：引入光纜、室內(nèi)光纜。FTTX的大量需求的大量需求。n第一節(jié) 光纖n第二節(jié) 光纖傳輸?shù)幕驹韓第三節(jié) 光纖的主要特性n第四節(jié) 幾種單模光纖標(biāo)準(zhǔn)介紹n第五節(jié) 光纜的種類和結(jié)構(gòu)n第六節(jié) 光纜的機械物理性能目錄目錄第六節(jié) 光纜機械物理性能n光纜的機械物理性能十分重要，是確保安全敷設(shè)、可靠運行和壽命要求的基本條件，是確保光纜在正常環(huán)境和惡劣條件下達到設(shè)計能力的必要條件。一、機械性能和試驗要求一、機械性能和試驗要求二、環(huán)境條件及試驗要求二、環(huán)境條件及試驗要求 第六節(jié) 光纜機械物理性能序號項目方法 試驗條件驗收要求1拉伸GB/T7425.2卡盤直徑受試長度拉伸速率拉伸負載持續(xù)時間無開裂、衰減變化符合要求2壓