第八章傳輸媒質(zhì)與結(jié)構(gòu)化布線

第八章傳輸媒質(zhì)與結(jié)構(gòu)化布線第一頁，共五十五頁，2022年，8月28日雙絞線（TP：TwistedPairwire）是最靠近用戶設(shè)備的常用介質(zhì)，由兩根具有絕緣保護層的銅導線組成市話電纜線徑規(guī)格：0.4、0.5、0.6、0.7mm長話電纜線徑規(guī)格：0.9、1.2mm扭絞作用;輻射波抵消,克服線間串擾扭絞節(jié)距:14——38.1cm（逆時針扭絞）若干線對集合，加以絕緣材料與外護套組成雙絞線電纜可加屏蔽層（金屬網(wǎng)層）克服信號輻射，其價格較高，安裝較困難。第二頁，共五十五頁，2022年，8月28日雙絞線電纜類型非屏蔽型（UTP）、屏蔽型（STP）按傳輸頻率與用途分為五類：1類纜：主要用于語音傳送2類纜：傳輸頻率1MHz，用于語音與低速數(shù)據(jù)傳送3類纜：傳輸頻率16MHz，主要用于10BASE-T4類纜：傳輸頻率20MHz，用于語音和16Mb/s數(shù)據(jù)傳送5類纜：傳輸頻率100MHz，用于語音和100Mb/s數(shù)據(jù)傳送，是最常用的以太網(wǎng)電纜超5類布線系統(tǒng)：是一個非屏蔽雙絞線(UTP)布線系統(tǒng),其串擾、衰減與性噪比均優(yōu)于5類纜第三頁，共五十五頁，2022年，8月28日同軸電纜非對稱、傳輸帶寬大，衰減低、信號屏蔽，主要用于模擬電視圖像、高速數(shù)據(jù)。數(shù)字傳輸：基帶同軸纜（50歐母）模擬傳輸：寬帶同軸纜（75歐母）傳輸帶寬取決與電纜長度（1KM——2Gb/s）傳輸衰減在10MHz頻率下約為17dB/km，在5MHz頻率下約為12dB/km第四頁，共五十五頁，2022年，8月28日同軸電纜的規(guī)格RG—8或RG—11：50歐RG—58：50歐RG—59：75歐RG—62：93歐選用：計算機網(wǎng)絡(luò)：選RG—8以太網(wǎng)粗纜或RG—58以太網(wǎng)細纜電視圖像系統(tǒng)：選RG—59ARCnet網(wǎng)絡(luò)和IBM3280網(wǎng)絡(luò)：選RG-62第五頁，共五十五頁，2022年，8月28日

光纖與光纜包層n纖芯n12涂復層n1≈1.468n2≈1.462光纖以其獨特的優(yōu)越性成為信息傳輸?shù)闹饕侄?，具有傳輸帶寬極大、衰耗低、抗干擾等特點。目前，80%以上的信息通過光纖傳輸,我國已建成光纜線路200多萬km，并從骨干核心網(wǎng)進入用戶接入網(wǎng)。光纖到戶（FTTH）將是最終目標。第六頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖的類別可有不同分類方式按傳導模數(shù)分：單模（SM）、多模（MM）按折射率分布：漸變型（GI）階躍型（SI）按特殊用途分：EDF、DCF、LEAF…….第七頁，共五十五頁，2022年，8月28日多模光纖多模光纖對應于ITU-T

G.651、或IECA1。其芯徑較粗，衰耗較大，因多模傳輸帶寬受限。多模光纖在數(shù)據(jù)網(wǎng)或用戶接入網(wǎng)中普遍應用，其連接損耗低、且因數(shù)字孔徑大而耦合效率高，活動連接器件簡單，工程成本低。大芯徑可允許較大光功率傳輸利于用戶網(wǎng)光功率分配。為減小模間色散，多模光纖一般為漸變型折射率分布。由于制棒中折射率控制較復雜，目前多模光纖的市場價格高于G652光纖。第八頁，共五十五頁，2022年，8月28日多模光纖

多模光纖按折射率分布情況可分為漸變折射率：A1按纖芯直徑分為：A1a（50/125）、A1b（62.5/125）、A1c（80/125）、A1d（100/125）階躍折射率：A2工程應用中多用A1類光纖。第九頁，共五十五頁，2022年，8月28日G.652光纖G.652光纖亦稱常規(guī)單模光纖,其價格低廉、技術(shù)成熟，是目前長途、本地線路應用最為廣泛的光纖。其在1550nm窗口色散大（達17ps/nmkm）嚴重限制傳輸速率，須采用DCF進行色散補償，DCF引起的衰減則由光放大器補償，成本較高。2000年，ITU-T將G652細分為G.652A、G.652B、G.652C其中，G.652B規(guī)定了偏振模餓散，仍屬常規(guī)單模而G.652C則為低水峰全波光纖。第十頁，共五十五頁，2022年，8月28日G.653光纖在G.652光纖基礎(chǔ)上通過增大波導色散將零色散點從1310nm轉(zhuǎn)移到1550nm處，故稱零色散位移光纖。G.653光纖可在1550nm窗口大幅提高傳輸速率，但在多波長系統(tǒng)中，則因零色散會引起嚴重四波混頻因而不能支持DWDM系統(tǒng)，而DWDM技術(shù)已成為擴大光纖傳輸系統(tǒng)容量的主要方式，故在未來的應用中，G.653光纖將漸遭淘汰。第十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日G.654光纖G.654光纖為截止波長位移光纖其在1550nm波長處衰耗低達0.14dB/kmG.654光纖制造工藝難度大,價格高,只用于長途海底光纜傳輸G.654的色散分布與G652相同,仍歸于非色散位移光纖類.第十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日G.655光纖

為適應DWDM傳輸要求，在G.653光纖基礎(chǔ)上改進。在1550nm窗口保持一定色散，以利于克服非線性，故謂之“非零色散位移”。朗訊公司研制的G.655光纖謂之“真波光纖”，其零色散點在1550nm波長以下，故其在1550nm處色散為正值，康寧公司的G655光纖（LEAF）則為負值且其有效通光面積較大可降低傳光功率密度，更有效減輕非線性效應影響。此外，負色散對傳輸速率的限制可采用低成本的G.652光纖進行補償，在大容量、高傳輸速率系統(tǒng)中，大有效面積的.G655光纖將有廣闊的應用前景。第十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日G.655光纖ITU-T將G.655光纖又分為兩類：G.655A—用于帶放大器的單信道SDH傳輸。（符合ITU-TG.691建議）G.655B—用于帶放大器的多信道DWDM傳輸。

（符合ITU-TG.692建議）真波光纖、大有效面積光纖（LEAF）光纖均屬于G.655建議文號。第十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖標準對照光纖名稱ITU-T標準IEC標準非色散位移光纖G.652A、B、CB1.1、B1.3色散位移光纖G.653B2截止波長位移光纖G.654B1.2非零色散位移光纖G.655A、G.655BB4注:G.652C(B1.3)為全波光纖,G.652B有偏振色散要求,仍歸于B1.1G.654(B1.2)為截止波長位移光纖(最低衰耗光纖)第十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日階躍光纖中光的傳導第十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖的基本參數(shù)幾何尺寸類別SMMMEDF數(shù)據(jù)纖芯直徑9504.562.5包層外徑125涂復層約250（μm）

相對折射率差

=n1-n2/n1DCF6第十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖的基本參數(shù)數(shù)值孔徑：NA=n1 =Sin數(shù)值孔徑表示光纖接收（耦合）光信號的能力常規(guī)單模光纖的NA值約為0.108多模光纖的NA值大于單模光纖，故光耦合效率高。NA值與折射率差有關(guān)，太大會形成多模傳輸。第十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖的基本參數(shù)模場直徑：d=模場直徑表示光纖中傳導的光信號能量的集中程度。信號波長越長，則d值越大。模場直徑大的光纖對彎曲越敏感，但接續(xù)損耗小。<第十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖的基本參數(shù)歸一化頻率V與截止波長V=cNA單模傳輸條件：或：c=NAVc>c

光纖截面形狀誤差1、包層不圓度：<2%

2、同心度誤差：<1μmV<2.405=Vc第二十頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖的傳輸特性傳輸衰減傳輸色散非線性效應第二十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖傳輸衰減光纖傳輸中各種因素引起的信號衰減傳輸衰耗是系統(tǒng)設(shè)計、光功率分配、中繼距離確定的重要參數(shù)定義：

PinPoutL=10LgPin/Pout×L（dB）第二十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖衰耗機理光纖材料固有損耗：1、瑞利散射—光纖工藝中材料結(jié)晶產(chǎn)生的不均勻組織引起。其效率與光波長的四次方成反比。2、材料吸收—光纖材料（含雜質(zhì)）對光信號的吸收?？煞譃樽贤馕张c紅外吸收。

第二十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖衰耗曲線dB/Km瑞利散射紫外吸收紅外吸收13101550（nm）OH吸收峰第二十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖衰耗機理結(jié)構(gòu)缺陷損耗

制棒工藝中產(chǎn)生的纖芯不均勻、界面不平整、氣泡、雜質(zhì)、微彎等。輻射模傳導模第二十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日附加損耗附加損耗——主要指光纖使用中引起的損耗。接續(xù)損耗

包括：1、光纖固定熔接損耗（一般小于0.05dB)2、活動連接損耗(一般小于0.4dB)彎曲損耗第二十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖的傳輸色散

在單模光纖中，由于光源譜寬的影響，光脈沖含有不同的波長成分，引起光纖不同的折射率和傳輸速度的差異，所以到達接收端的時間不一致，導致光脈沖展寬，嚴重時會造成碼間干擾。色散的產(chǎn)生與光源和光纖的特性有關(guān),第二十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖色散機理模式色散

不同傳導模之間產(chǎn)生的傳輸時延差.（單模傳輸不存在模間色散.）材料色散

不同波長成分的光在光纖中引起不同折射率,形成傳輸時延差.第二十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖色散機理波導色散分別在纖芯與包層中傳導的光由于折射率不同、傳導速度的差異造成的傳輸時延差。（材料色散與波導色散均與光信號的波長差異有關(guān)，故統(tǒng)稱為波長色散或色度色散。）第二十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖工作波段工作窗口波段標稱波長波長范圍（μm）第一窗口850第二窗口O波段13101280-1360第三窗口S波段15501460-1530C波段15501530-1565第四窗口L波段15501565-1625第五窗口E波段波長擴展1360-1460第三十頁，共五十五頁，2022年，8月28日G.652大多數(shù)已安裝的光纖，已經(jīng)成功地應用于120公里的光纖跨距段在1550nm處，衰耗低而色散較大，對速率提高有限制：

傳輸速率提高4倍，則色散受限距離縮短為1/16。如：2.5Gb/s——928Km10Gb/s——58KmG.652+DCF方案升級擴容成本高，適于2.5Gb/s及以下速率的DWDM系統(tǒng)G.655：在1550nm處保持較小色散，以克服四波混頻。適于10Gb/s及以上DWDM系統(tǒng)。(郎訊G655:真菠,康寧G655:LEAF)光纖的選用第三十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖的選用長途骨干光網(wǎng)絡(luò)與本地網(wǎng)：依據(jù)每一信道所傳輸?shù)幕舅俾剩?.5Gb/s及以下速率的系統(tǒng),可用原敷設(shè)的G.652光纖DWDM系統(tǒng)：10Gb/s及以上速率的系統(tǒng)，新建大容量骨干網(wǎng)系統(tǒng)，則應采用G.655光纖。第三十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖的選用城域網(wǎng)光傳輸線路：除常規(guī)單模（G.652）外，為適應多種業(yè)務與多種速率信號傳送，采用波分復用傳輸，需擴展可用光波長范圍：λ=1280——1625nm大容量城域網(wǎng)可選全波光纖（低水峰光纖，B1-3），全波光纖與G652光纖的色散并無區(qū)別。第三十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖的選用

對于光纖數(shù)據(jù)網(wǎng)與用戶接入網(wǎng)，速率低、距離短，一般采用多模光纖（A1.a）。其芯徑粗、便于接續(xù)，活動連接器件簡單，可降低系統(tǒng)成本（接頭多、分支復雜）。通光面積大允許大功率光信號傳輸，不會產(chǎn)生非線性。以前多模光纖系統(tǒng)采用發(fā)光管，帶寬窄，目前，新型垂直腔面發(fā)射激光器（VCSEL）已進入實用，帶寬達數(shù)GHZ第三十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日

光纜類別

纜芯結(jié)構(gòu)不同分為:中心管式層絞式骨架式光纜敷設(shè)條件不同分為:架空光纜、管道光纜、直埋光纜和水底光纜光纜中光纖的松緊狀態(tài)不同分為:

緊結(jié)構(gòu)松結(jié)構(gòu)半松半緊結(jié)構(gòu)光纜使用環(huán)境與纜中材料不同可分為:金屬加強構(gòu)件非金屬加強構(gòu)件阻燃、防蟻光纜、電力光纜按照：第三十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纜纜芯結(jié)構(gòu)

層絞式、骨架式與中心管式三種基本結(jié)構(gòu)又可按分離光纖、單元光纖或帶狀光纖配置。光纖芯數(shù)較少時一般采用中心管式，由于光纖處于光纜截面中心，故安全性較好。其結(jié)構(gòu)簡單,重輕且價格較低.光纖心數(shù)較多時一般采用層絞式結(jié)構(gòu)骨架式常用于要求對光纖側(cè)面保護較好的場合。高密度多芯帶狀光纖則可按使用情況做成層絞、骨架或中心管式。

第三十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日層絞式光纜經(jīng)過套塑的光纖單元（管）螺旋絞合在中心加強構(gòu)件上在纜芯周圍加裝各種護層并填充纜膏。光纜中光纖芯數(shù)最大可做到200芯以上適用于架空、管道、直埋、水下等各種方式第三十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日中心束管式光纜裝有多根光纖的松套管置于光纜截面的中心位置。單根高炭鋼絲作為加強構(gòu)件平行置于中心管的兩邊或周圍光纜中光纖芯數(shù)最大為36芯光纜結(jié)構(gòu)簡單、輕便且對光纖保護有利。適用于架空、管道或直埋方式第三十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日疊帶式光纜帶狀光纖纜結(jié)構(gòu)類同于非帶狀光纖纜，可分為中心管式、松套層絞式和骨架式三大類第三十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纜型號標識目前尚無ITU-T建議，采用GB/T（908-2000）完整代號分為兩大部分：型式代號（左邊字母或數(shù)字）1、光纜類型：GY、GJ、GH、GT……2、加強件:無符號、F、G3、特征代號：B、T、Z、X、G、D…...光纜型式代號——光纖規(guī)格代號第四十頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纜型號標識4、護層代號：PE、PVC、A、S、L、Q、W、33、43、535、外護套代號：Y（或03，可略）、V光纖規(guī)格代號（右邊數(shù)字或字母）依次為：光纖芯數(shù)、光纖類型（D、J、S模場直徑/包層外徑、工作波長（1、2、3）、衰耗系數(shù)、適用溫度（A、B、C、D）第四十一頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纜代號示例GYXTW——24D9/125（236）AGYTA33——36D9/125（325）BGYDTS——192D9/125（230）AGJFV——1D9/125（325）D第四十二頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纜芯數(shù)系列光纜機械性能光纖的保護性

光纜芯數(shù)系列為4、6、8、10、12、14、16、18、20、22、24、26、28、30、32、34、36芯等，按需要依偶數(shù)遞增。

能經(jīng)受拉伸、壓扁、沖擊、反復彎曲、扭轉(zhuǎn)、曲撓、鉤掛、彎折、卷繞等項實驗。

防潮、防水性能，還根據(jù)不同要求具備防白蟻、鼠、昆蟲咬，以及防腐蝕、防雷等防護性能。光纜參數(shù)與性能第四十三頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖活動連接器

光纖活動連接器，俗稱活接頭，是一種可拆卸使用的連接部件。它主要用于光端機、光測試儀表等器件與光纖之間的連接以及光纖之間的相互連接。光纖連接器應滿足如下條件：1.連接損耗小。連接損耗是評價光纖連接器件的主要指標。目前光纖連接器的連接損耗一般在0.5dB左右。2.穩(wěn)定可靠。對環(huán)境條件變化，如溫度、濕度、和連接部位振動等條件下，連接損耗變化很少。3.連接重復性好。4.互換性好。5.拆裝方便。6.體積小，成本低。第四十四頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖活動連接器類型

基本類型：FC——金屬螺紋絲扣型SC——塑料矩形插拔型ST——金屬圓柱卡口型

插針端面：FC：工藝簡單，接觸性能較差。PC：可降低對灰塵、污染敏感改善通光效果。SPC、APC：減小光反射的影響。第四十五頁，共五十五頁，2022年，8月28日不同結(jié)構(gòu)的

光連接器第四十六頁，共五十五頁，2022年，8月28日光纖連接器的基本結(jié)構(gòu)套筒套管插針光纜跳線光纜跳線第四十七頁，共五十五頁，2022年，8月28日球面光連接示意圖第四十八頁，共五十五頁，2022年，8月28日連接器型號

常用型號為：FC/PC、FC/APC，插針直徑：2、5mmL=20mm（D型：2mmLC型：1.25mm）基本參數(shù)：插入損耗<0、4dB插拔次數(shù)>1000次回波損耗>50dB第四十九頁，共五十五頁，2022年，8月28日綜合布線系統(tǒng)簡介綜合布線系統(tǒng)是指建筑物內(nèi)或室內(nèi)的傳輸線纜布放