光纜光纖基本知識

光纜光纖基本知識第一頁，共二十六頁，2022年，8月28日為什么要使用光纜？

傳輸安全不會產(chǎn)生：※電磁脈沖※輻射※或任何可以探測到的能量2第二頁，共二十六頁，2022年，8月28日為什么要使用光纜？抑制噪聲

光纖是絕緣體，不受下列因素影響：※電磁波※閃電※輻射噪聲※相鄰電纜3第三頁，共二十六頁，2022年，8月28日為什么要使用光纜？體積小光纜與銅導線相比※光纜0.9CM（12芯光纜）※銅導線2.5CM（900芯雙絞線）重量輕※12芯光纜60KG/KM※900芯雙絞線銅纜726KG/KM高帶寬※光纖帶寬：無限※理論傳輸率：50，000，000，000bps(500億位/位)4第四頁，共二十六頁，2022年，8月28日為什么要使用光纜？長距離傳輸※很少或不需求中繼器※傳輸性能好※長距離傳輸不會報廢※擴充能力※無需更換光纜

-系統(tǒng)可升級光學性能或電性能5第五頁，共二十六頁，2022年，8月28日為什么要使用光纜？拓撲結(jié)構(gòu)※波分多路技術(shù)（WDM）※插接技術(shù)※星型或令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)※容錯能力故障檢測容易※光纜很容易檢測※光纜很容易隔離故障源---光時域反射儀OTDROpticalTimeDomainReflectometer主要用來測量光纖長度，光纖故障點，光纖衰耗及光纖接頭損耗等---光功率計主要用來測量光纖衰耗值及判斷光纖通路的好壞程度6第六頁，共二十六頁，2022年，8月28日為什么要使用光纜？參考—光纜線路故障的判斷和處理光纜線路故障的判斷和處理.docx7第七頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖通信簡介1、光纖通信特點以光波傳送信號，以光纖為傳送介質(zhì)的通信方式稱為光纖通信。光纖通信的優(yōu)點：★信息容量大★傳輸損耗低，傳輸距離遠★抗電磁干擾能力強，保密性好★材料豐富、體積小、質(zhì)量輕★抗腐蝕性強，可適用于特殊場合8第八頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖通信簡介2、光纖通信原理光通信系統(tǒng)的原理是通過一條光纖將一個信號傳送至遠端的接收機上。在發(fā)送端，電信號被轉(zhuǎn)成光域，在接收端執(zhí)行相反操作，把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。9第九頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖通信簡介3、光通信的影響因素①衰減：當光通過光纖傳輸時，由于吸收、散射以及其他輻射損耗，能量將損失。在某一點，功率電平可能會變得太弱，以致于接收端不能分辨出光信號和背景噪聲。②帶寬：由于光信號是由不同頻率組成，光纖會限制最高和最低頻率，并且會限制信息承載容量。③色散：當光信號通過光纖傳輸時，光脈沖將會擴散或展寬，會限制超高比特率或者通過超長距離傳輸?shù)男畔⒊休d容量。10第十頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖通信簡介4、波段劃分波段簡稱說明范圍（nm）O-band原始波段1260to1360E-band擴展波段1360to1460S-band短波長波段1460to1530C-band常規(guī)波段1530to1565L-band長波長波段1565to1625U-band超長波長波段1625to167511第十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹1、光纖基本知識1、1光纖基本結(jié)構(gòu)光纖結(jié)構(gòu)示意圖光纖結(jié)構(gòu)一般是雙層或多層的同心圓柱體。中心部分是纖芯，纖芯以外的部分稱為包層。纖芯的作用是傳導光波，包層的作用是將光波封閉在光纖中傳播。芯層包層緩沖層保護層(core)(cladding)(coating)12第十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹1、2光纖傳輸原理光波在光纖中是以全反射的形式傳播的。光波在光纖中實現(xiàn)全反射的條件是：光纖纖芯的折射率一定要大于光纖包層的折射率。進入光纖的光線向纖芯-包層界面入射時，入射角應(yīng)大于臨界角。n1n213第十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹2、光纖分類標準GB15972IEC793ITU光纖名稱A1aA1aG.65150μm多模光纖A1bA1b62.5μm多模光纖B1.1B1.1G.652A,B非色散位移單模光纖B1.2B1.2G.654截止波長位移單模光纖B1.3B1.3G.652C,D波長擴展單模光纖B2B2G.653色散位移單模光纖B3B3色散平坦單模光纖B4B4G.655A,B非零色散位移單模光纖14第十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹多模光纖定義：具有大的芯徑(50或62.5μm)，能夠采用不同的傳輸路徑（多個模式）來傳輸?shù)墓饫w。優(yōu)點：容易與光源以及其他光纖進行耦合，光源（發(fā)射機）成本低，并且具有簡單的連接與熔接特性。缺點：具有相對較高的衰減、低帶寬，使得光在多模光纖內(nèi)的傳輸被限制于短距離。應(yīng)用：主要應(yīng)用在接入網(wǎng)和局域網(wǎng)等短距離場合。15第十五頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹單模光纖定義：芯徑較小（9um)，只能采用一種傳輸路徑（單個模式）來傳輸?shù)墓饫w。優(yōu)點：消除了模式色散，衰減小，傳輸距離遠,大帶寬，能在超長距離上承載10Gbit/s與40Gbit/s信號。缺點：不能與光源以及其他光纖進行耦合，光源（發(fā)射機）成本高。應(yīng)用：主要應(yīng)用在長途骨干網(wǎng)、城域網(wǎng)、接入網(wǎng)等場合。16第十六頁，共二十六頁，2022年，8月28日多模光纖VS單模光纖多模單模光纖成本昂貴不太昂貴傳輸設(shè)備基本的、成本低更昂貴（激光二級管）衰減高低傳輸波長850nm到1300nm1260nm到1640nm使用芯徑更大，易于處理連接更復雜距離本地網(wǎng)絡(luò)（<2km）接入網(wǎng)/中等距離/長距離網(wǎng)絡(luò)（>200KM）帶寬有限的帶寬（短距離內(nèi)為10Gb/s）幾乎無限的帶寬（對于DWDM為>1Tb/s）結(jié)論光纖更昂貴，但是網(wǎng)絡(luò)開通相對不昂貴提供更高的性能，但是建立網(wǎng)絡(luò)很昂貴17第十七頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖應(yīng)用ITU標準光纖類型適用場合G.651多模多模光纖，適合光波波長為850nm/1310nm短距離傳送（局域網(wǎng)）G.652單模適合光波波長為1310nm~1550nm(接入網(wǎng)）G.653單模適合光波波長為1550nm長距離傳送（主干網(wǎng)，海底光纜）G.654單模適合光波波長為1550nm長距離傳送（海底光纜,不支持DWDM）G.655單模適合光波波長為1550nm長距離傳送（主干網(wǎng)，海底光纜,支持DWDM）備注：各種光纖由于模場直徑不一樣，因而不能混用（影響光纖接續(xù)時的纖芯對中），同時由于長距離傳送光纜價格較高，在接入網(wǎng)一般不會采用，接入網(wǎng)用光纖一般均為G652.18第十八頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹3、光纖性能參數(shù)3、1幾何尺寸參數(shù)光纖幾何尺寸參數(shù)典型值纖芯直徑(多模光纖)62.5/50m纖芯直徑(單模光纖)8～10m纖芯/包層同心度1.0m包層外徑125m2m包層不圓度2%涂層外徑245m10m包層/涂層同心度15m光纖翹曲度2m19第十九頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹3、2光學及傳輸特性參數(shù)

衰減系數(shù)

色散系數(shù)

截止波長

彎曲損耗

偏振模色散

模場直徑20第二十頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹3、3光纖的主要限制因素衰減（Attenuation）色散（Dispersion）偏振模色散（PolarizationModeDispersion）21第二十一頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹衰減反映光信號損失的特性限制了傳輸?shù)木嚯x原因：—

吸收:紫外吸收、紅外吸收—散射：受激布里淵散射、受激拉曼散射、瑞利散射

22第二十二頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹目前的技術(shù)已經(jīng)基本上達到了光纖衰減的理論極限光纖放大器的出現(xiàn)解決了衰減對光纖系統(tǒng)的限制目前實用化的光纖放大器中主要有：摻鉺光纖放大器（EDFA）、半導體光放大器（SOA）、光纖拉曼放大器（FRA）單信道全光中繼數(shù)字通信光--電--光中繼的數(shù)字通信23第二十三頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹色散反映脈沖展寬的特性限制了傳輸容量的大小和傳輸距離的距離原因：不同的波長具有不同的速度24第二十四頁，共二十六頁，2022年，8月28日光纖知識介紹