光纖通信及操作概述

1、許赟霄光纖通信（光纖簡(jiǎn)述及操作）一一. .光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)光學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)1 1、光纖通信是通過(guò)光的反射定律構(gòu)成的。光纖通信是通過(guò)光的反射定律構(gòu)成的。光纖通信2光纖通信3光纖通信4二二.光纖和光纜光纖和光纜1.光纖光纖光纖的結(jié)構(gòu)：光纖的結(jié)構(gòu)：光纖是雙層或多層同心圓柱體光纖是雙層或多層同心圓柱體通信用單模光纖材料是石英玻璃纖維通信用單模光纖材料是石英玻璃纖維光纖通信5光纖的分類：光纖的分類：A：按傳輸模數(shù)分：?jiǎn)文：投嗄０磦鬏斈?shù)分：?jiǎn)文：投嗄：按套塑結(jié)構(gòu)分：緊套和松套按套塑結(jié)構(gòu)分：緊套和松套光纖通信單模光纖的特點(diǎn)：?jiǎn)文９饫w的特點(diǎn)： 最初單模光纖由于材料特性原因，適用于長(zhǎng)距離小容量的傳輸，最初單模光纖由

2、于材料特性原因，適用于長(zhǎng)距離小容量的傳輸，如長(zhǎng)途干線的傳輸以及軍用傳輸，但隨著材料的改進(jìn)，設(shè)備的提如長(zhǎng)途干線的傳輸以及軍用傳輸，但隨著材料的改進(jìn)，設(shè)備的提升，單模光纖的容量已經(jīng)飛躍提升，可以進(jìn)行大容量的傳輸，大升，單模光纖的容量已經(jīng)飛躍提升，可以進(jìn)行大容量的傳輸，大大提升了適用范圍（窗口的概念）大提升了適用范圍（窗口的概念）多模光纖的特點(diǎn)：多模光纖的特點(diǎn)： 容量大，但傳輸距離短，多適用在特定局域內(nèi)的設(shè)備間傳輸。如容量大，但傳輸距離短，多適用在特定局域內(nèi)的設(shè)備間傳輸。如核電的設(shè)備間常用多模纖。核電的設(shè)備間常用多模纖。6光纖通信7光纖型號(hào)的分類光纖型號(hào)的分類：光纖通信8光纜：光纜：從結(jié)構(gòu)上分：束狀

3、和帶狀從結(jié)構(gòu)上分：束狀和帶狀束狀光纜：色譜已束狀光纜：色譜已12芯為單位芯為單位藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白、紅、黑、黃、紫、粉色、粉藍(lán)藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白、紅、黑、黃、紫、粉色、粉藍(lán)常用舉例：常用舉例：4芯光纜：芯光纜： 1塑管：藍(lán)、橙、綠、棕塑管：藍(lán)、橙、綠、棕6芯光纜：芯光纜： 1塑管：藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白塑管：藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白8芯光纜：芯光纜： 2塑管：藍(lán)、橙、綠、棕塑管：藍(lán)、橙、綠、棕12芯光纜：芯光纜： 2塑管：藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白塑管：藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白24芯光纜：芯光纜： 4塑管：藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白塑管：藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白光纖通信9帶狀光纜：帶狀光纜：以片為單

4、位，每片含以片為單位，每片含12芯，色譜：芯，色譜：藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白、紅、黑、黃、紫、粉色、粉藍(lán)藍(lán)、橙、綠、棕、灰、白、紅、黑、黃、紫、粉色、粉藍(lán)10光纖通信光纖通信11光纖通信12光纖通信13GYTA24B光纖通信14三三.光纜敷設(shè)施工光纜敷設(shè)施工光纜線路施工流程：?jiǎn)伪P(pán)檢測(cè)、路由復(fù)測(cè)、光纜配盤(pán)、路由準(zhǔn)備、光纜線路施工流程：?jiǎn)伪P(pán)檢測(cè)、路由復(fù)測(cè)、光纜配盤(pán)、路由準(zhǔn)備、敷設(shè)布放、接續(xù)安裝、中繼測(cè)量、竣工驗(yàn)收敷設(shè)布放、接續(xù)安裝、中繼測(cè)量、竣工驗(yàn)收1、光纜的接續(xù)光纜的接續(xù)按連接方式分：機(jī)械連接、活動(dòng)連接、熔接按連接方式分：機(jī)械連接、活動(dòng)連接、熔接熔接：熔接：施工準(zhǔn)備：光纜開(kāi)剝工具、清潔用品（酒精、

5、紙巾等）、熔接機(jī)、施工準(zhǔn)備：光纜開(kāi)剝工具、清潔用品（酒精、紙巾等）、熔接機(jī)、光纖切割工具光纖切割工具接續(xù)用途：接頭、成端接續(xù)用途：接頭、成端A：開(kāi)剝光纜開(kāi)剝光纜.即去除光纜外護(hù)套，距離開(kāi)剝點(diǎn)即去除光纜外護(hù)套，距離開(kāi)剝點(diǎn)120CM為佳為佳光纖通信15B：端前制備1 光纖涂面層的剝除掌握平、穩(wěn)、快三字剝纖法?！捌健?，即持纖要平。左手拇指和食指捏緊光纖，使之成水平狀，所露長(zhǎng)度以5cm為宜，余纖在無(wú)名指、小拇指之間自然打彎，以增加力度，防止打滑?！胺€(wěn)”，即剝纖鉗要握得穩(wěn)?！翱臁?，即剝纖要快，剝纖鉗應(yīng)與光纖垂直，上方向內(nèi)傾斜一定角度，然后用鉗口輕輕卡住光纖，右手隨之用力，順光纖軸向平推出去，整個(gè)過(guò)程要自

6、然流暢，一氣呵成。C：裸纖清潔裸纖的清潔應(yīng)按下面的兩步操作。1）觀察光纖剝除部分的涂覆層是否全部剝除，若有殘留應(yīng)重剝。如有極少量不易剝除的涂覆層，可用棉球沾適量酒精，邊浸漬，邊逐步擦除。2）將棉花撕成層面平整的扇形小塊，沾少許酒精（以兩指相捏無(wú)溢出為宜），折成V”形，夾住已剝覆的光纖，順光纖軸向擦拭，力爭(zhēng)一次成功，一塊棉花使用23次后要及時(shí)更換，每次要使用棉花的不同部位和層面，這樣既可提高棉花利用率，又防止了探纖的兩次污染。3）裸纖的切割切割是光纖端面制備中最為關(guān)鍵的部分，精密、優(yōu)良的切刀是基礎(chǔ)，嚴(yán)格、科學(xué)的操作規(guī)范是保證。才能完成有效切割光纖通信16D:切割刀的選擇切割刀的選擇切割刀有手動(dòng)和

7、電動(dòng)兩種。前者操作簡(jiǎn)單，性能可靠，隨操作者水平的提高，切割效率和質(zhì)量可大幅度提高，且要求裸纖較短，但對(duì)環(huán)境溫差要求較高。后者切割質(zhì)量較高，適宜在野外寒冷條件下作業(yè)，但操作較復(fù)雜，工作速度恒定，要求裸纖較長(zhǎng)。熟練的操作者在常溫下進(jìn)行快速光纜接續(xù)或搶險(xiǎn)，采用手動(dòng)切刀為宜；反之，初學(xué)者或在野外較寒冷條件下作業(yè)時(shí)，宜用電動(dòng)切刀。光纖通信17E：設(shè)備的選擇設(shè)備的選擇應(yīng)根據(jù)工程類型選擇不同的熔接機(jī)，光纖熔接機(jī)按照對(duì)準(zhǔn)方式分為兩大類：包層對(duì)準(zhǔn)式和纖芯對(duì)準(zhǔn)式，兩者價(jià)格差距比較大。包層對(duì)準(zhǔn)式光纖熔接機(jī)主要應(yīng)用于光纖入戶等對(duì)質(zhì)量指標(biāo)要求不太高的場(chǎng)合，因此價(jià)格相對(duì)便宜。纖芯對(duì)準(zhǔn)式光纖熔接機(jī)配備了包括聚焦馬達(dá)在內(nèi)的精

8、密六馬達(dá)對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)，和特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)鏡頭及軟件算法，能準(zhǔn)確識(shí)別光纖類型并自動(dòng)選用與之相匹配的熔接模式來(lái)保證熔接質(zhì)量，技術(shù)含量比較高，主要應(yīng)用于干線的光纖熔接，因此價(jià)格相對(duì)也較光纖通信18F：盤(pán)纖盤(pán)纖盤(pán)纖是一門(mén)技術(shù)，也是一門(mén)藝術(shù)?？茖W(xué)的盤(pán)纖方法，可使光纖布局合理、附加損耗小、經(jīng)得住時(shí)間和惡劣環(huán)境的考驗(yàn)，可避免擠壓造成的斷纖現(xiàn)象。盤(pán)纖規(guī)則1）沿松套管或光纜分枝方向?yàn)閱挝贿M(jìn)行盤(pán)纖，前者適用于所有的接續(xù)工程；后者僅適用于主干光纜末端，且為一進(jìn)多出。分支多為小對(duì)數(shù)光纜。該規(guī)則是每熔接和熱縮完一個(gè)或幾個(gè)松套管內(nèi)的光纖、或一個(gè)分技方向光纜內(nèi)的光纖后，盤(pán)纖一次。優(yōu)點(diǎn)：避免了光纖松套管間或不同分枝光纜間光纖的混亂

9、，使之布局合理，易盤(pán)、易拆，更便于日后維護(hù)。2）以預(yù)留盤(pán)中熱縮管安放單元為單位盤(pán)纖，此規(guī)則是根據(jù)接續(xù)盒內(nèi)預(yù)留盤(pán)中某一小安放區(qū)域內(nèi)能夠安放的熱縮管數(shù)目進(jìn)行盤(pán)纖。例如GLE型桶式接頭盒，在實(shí)際操作中每6芯為一盤(pán)，極為方便。優(yōu)點(diǎn)：避免了由于安放位置不同而造成的同一束光纖參差不齊、難以盤(pán)纖和固定，甚至出現(xiàn)急彎、小圈等現(xiàn)象。3）特殊情況，如在接續(xù)中出現(xiàn)光分路器、上/下路尾纖、尾纜等特殊器件時(shí)，要先熔接、熱縮、盤(pán)繞普通光纖，再依次處理上述情況，為安全常另盤(pán)操作，以防止擠壓引起附加損耗的增加。盤(pán)纖方法1）先中間后兩邊，即先將熱縮后的套管逐個(gè)放置于固定槽中，然后再處理兩側(cè)余纖。優(yōu)點(diǎn)：有利于保護(hù)光纖接點(diǎn)，避免盤(pán)

10、纖可能造成的損害。在光纖預(yù)留盤(pán)空間小，光纖不易盤(pán)繞和固定時(shí)，常用此種方法。2）以一端開(kāi)始盤(pán)纖，即從一側(cè)的光纖盤(pán)起，固定熱縮管，然后再處理另一側(cè)余纖。優(yōu)點(diǎn)：可根據(jù)一側(cè)余纖長(zhǎng)度靈活選擇效銅管安放位置，方便、快捷，可避免出現(xiàn)急彎、小圈現(xiàn)象。3）特殊情況的處理，如個(gè)別光纖過(guò)長(zhǎng)或過(guò)短時(shí)，可將其放在最后單獨(dú)盤(pán)繞；帶有特殊光器件時(shí)，可將其另盤(pán)處理，若與普通光纖共盤(pán)時(shí)，應(yīng)將其輕置于普通光纖之上，兩者之間加緩沖襯墊，以防擠壓造成斷纖，且特殊光器件尾纖不可太長(zhǎng)。4）根據(jù)實(shí)際情況，采用多種圖形盤(pán)纖。按余纖的長(zhǎng)度和預(yù)留盤(pán)空間大小，順勢(shì)自然盤(pán)繞，切勿生拉硬拽，應(yīng)靈活地采用圓、橢圓、“CC”、“”多種圖形盤(pán)纖（注意R4c

11、m），盡可能最大限度利用預(yù)留盤(pán)空間和有效降低因盤(pán)纖帶來(lái)的附加損耗。光纜接續(xù)質(zhì)量的確保光纜接續(xù)質(zhì)量的確保加強(qiáng)OTDR的監(jiān)測(cè)，對(duì)確保光纖的熔接質(zhì)量，減少因盤(pán)纖帶來(lái)的附加損耗和封盒可能對(duì)光纖造成的損害，具有十分重要的意義。在整個(gè)接續(xù)工作中，必須嚴(yán)格執(zhí)行OTDR四道監(jiān)測(cè)程序：1）熔接過(guò)程中對(duì)每一芯光纖進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)測(cè)，檢查每一個(gè)熔接點(diǎn)的質(zhì)量；2）每次盤(pán)纖后，對(duì)所盤(pán)光纖進(jìn)行例檢以確定盤(pán)纖帶來(lái)的附加損耗；3）封接續(xù)盒前，對(duì)所有光纖進(jìn)行統(tǒng)測(cè)，以查明有無(wú)漏測(cè)和光纖預(yù)留盤(pán)間對(duì)光纖及接頭有無(wú)擠壓；4）封盒后，對(duì)所有光纖進(jìn)行最后檢測(cè)，以檢查封盒是否對(duì)光纖有損害。光纖通信19光纖通信20四四.光纖的測(cè)試光纖的測(cè)試窗口

12、概念窗口概念光纖在理論上，其帶寬是無(wú)限高，傳輸量是無(wú)限大的，傳輸距離是無(wú)限遠(yuǎn)的。還有較輕的重量幾乎是完美的信號(hào)傳輸介質(zhì)，可以同時(shí)傳輸N路電話，N路電視信號(hào)但是目前的應(yīng)用中，光纜卻是與理論相差較遠(yuǎn)。拋開(kāi)脆弱的二氧化硅物理性能不談，其傳輸能力僅僅是打開(kāi)了幾個(gè)窗口而已。常用的常用的3個(gè)窗口（及光波長(zhǎng)）：個(gè)窗口（及光波長(zhǎng)）： 850nm用作短距離傳輸，多模光纜適用。1310nm的光波長(zhǎng)時(shí)色散最小。1550nm的光波長(zhǎng)時(shí)損耗最小，單模光纜適用。中國(guó)電信在業(yè)務(wù)實(shí)際需求上，又使用了1490nm，目前用于ITV業(yè)務(wù)光纖通信21窗口運(yùn)用舉例窗口運(yùn)用舉例光纖通信22常用測(cè)試設(shè)備儀表1、光時(shí)域反射儀（OTDR）光時(shí)

13、域反射儀（OTDR是表征光纖傳輸特性的測(cè)試儀器。主要用于測(cè)試整個(gè)光纖鏈路的衰減并提供與長(zhǎng)度相關(guān)聯(lián)的衰減量的描述。簡(jiǎn)單來(lái)講，常用與故障判斷中的光纜全長(zhǎng)、斷點(diǎn)距離、兩點(diǎn)間衰減光纖通信23用OTDR進(jìn)行光纖測(cè)量可分為三步：參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)獲取和曲線分析。人工設(shè)置測(cè)量參數(shù)包括： (1)波長(zhǎng)選擇波長(zhǎng)選擇()： 因不同的波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)不同的光線特性(包括衰減、微彎等)，測(cè)試波長(zhǎng)一般遵循與系統(tǒng)傳輸通信波長(zhǎng)相對(duì)應(yīng)的原則，即系統(tǒng)開(kāi)放1550波長(zhǎng)，則測(cè)試波長(zhǎng)為1550nm。 (2)脈寬脈寬(Pulse Width)： 脈寬越長(zhǎng)，動(dòng)態(tài)測(cè)量范圍越大，測(cè)量距離更長(zhǎng)，但在OTDR曲線波形中產(chǎn)生盲區(qū)更大；短脈沖注入光平低，但可減小

14、盲區(qū)。脈寬周期通常以ns來(lái)表示。 (3)測(cè)量范圍測(cè)量范圍(Range)： OTDR測(cè)量范圍是指OTDR獲取數(shù)據(jù)取樣的最大距離，此參數(shù)的選擇決定了取樣分辨率的大小。最佳測(cè)量范圍為待測(cè)光纖長(zhǎng)度1.52倍距離之間。 (4)平均時(shí)間：平均時(shí)間： 由于后向散射光信號(hào)極其微弱，一般采用統(tǒng)計(jì)平均的方法來(lái)提高信噪比，平均時(shí)間越長(zhǎng)，信噪比越高。例如，3min的獲得取將比1min的獲得取提高0.8dB的動(dòng)態(tài)。但超過(guò)10min的獲得取時(shí)間對(duì)信噪比的改善并不大。一般平均時(shí)間不超過(guò)3min。 (5)光纖參數(shù)：光纖參數(shù)： 光纖參數(shù)的設(shè)置包括折射率n和后向散射系數(shù)n和后向散射系數(shù)的設(shè)置。折射率參數(shù)與距離測(cè)量有關(guān)，后向散射系

15、數(shù)則影響反射與回波損耗的測(cè)量結(jié)果。這兩個(gè)參數(shù)通常由光纖生產(chǎn)廠家給出。 參數(shù)設(shè)置好后，OTDR即可發(fā)送光脈沖并接收由光纖鏈路散射和反射回來(lái)的光，對(duì)光電探測(cè)器的輸出取樣，得到OTDR曲線，對(duì)曲線進(jìn)行分析即可了解光纖質(zhì)量。光纖通信24光纖通信25光纖通信26光纖通信272、光功率計(jì)（光功率計(jì)（optical power meter ）是指用于測(cè)量絕對(duì)光功率或通過(guò)一段光纖的光功率相對(duì)損耗的儀器。在光纖系統(tǒng)中，測(cè)量光功率是最基本的，非常像電子學(xué)中的萬(wàn)用表；在光纖測(cè)量中，光功率計(jì)是重負(fù)荷常用表。通過(guò)測(cè)量發(fā)射端機(jī)或光網(wǎng)絡(luò)的絕對(duì)功率，一臺(tái)光功率計(jì)就能夠評(píng)價(jià)光端設(shè)備的性能。用光功率計(jì)與穩(wěn)定光源組合使用，則能夠測(cè)量連接損耗、檢驗(yàn)連續(xù)性，并幫助評(píng)估光纖