光纖光纜基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)PPT課件.ppt

光纖光纜基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃設(shè)計(jì)部傳輸專業(yè)組 李莉2010年12月 1 2 光纖的基本理論 3 主要內(nèi)容 光纖的結(jié)構(gòu)和幾何光學(xué)理論光纖的制造和光纜的構(gòu)造光纖的傳輸性能光纜的種類光纜線路設(shè)計(jì)規(guī)范 4 光纖應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)層次 4 5 光纖是一種高度透明的玻璃絲 由純石英經(jīng)復(fù)雜的工藝?yán)贫?光纖 中心部分 芯Core 同心圓狀包裹層 包層Clad 涂覆層特點(diǎn) ncore nclad 光在芯和包層之間的界面上反復(fù)進(jìn)行全反射 并在光纖中傳遞下去 光纖的結(jié)構(gòu)和分類 6 光纖的結(jié)構(gòu)和分類 光纖的結(jié)構(gòu) 纖芯 折射率較高 用來傳送光 包層 折射率較低 形成波導(dǎo)效應(yīng) 與纖芯形成全反射 涂覆層 保護(hù)套 強(qiáng)度大 能承受較大沖擊 保護(hù)光纖 7 纖芯 高透明材料 包層 高透明材料 涂敷層 保護(hù)層 包層折射率略小于纖芯 材料 高純度SiO2摻雜纖芯 GeO2 SiO2 P2O5 SiO2包層 B2O3 SiO2 8 按光纖橫截面的折射率分布分類按光纖中的傳導(dǎo)模式數(shù)量分類按光纖構(gòu)成的原材料分類按光纖的套塑層分類 光纖的分類 9 按光纖橫截面的折射率分布 兩種基本類型 階躍光纖漸變光纖 纖芯折射率分布均勻 邊界突變纖芯折射率連續(xù)變化 不同的折射率分布 傳輸特性完全不同 光纖的分類 10 實(shí)際上 按照光纖截面折射率分布詳細(xì)分 階躍型光纖漸變光纖梯度型光纖 多模光纖 雙包層 W型 三角分布 色散位移光纖 DSFG 653 非零色散位移光纖 NZ DSFG 655 光纖的分類 11 按光纖中的傳導(dǎo)模式數(shù)量分類 單模光纖傳輸單一模式 基模2a 4 10 m2b 125 m適用于 長距離 大容量的光纖通信系統(tǒng) 多模光纖傳輸多個(gè)傳導(dǎo)模式2a 50 62 5 m2b 125 m適用于 中距離 中容量的光纖通信系統(tǒng) 光纖的分類 12 按光纖中的傳導(dǎo)模式數(shù)量分類 續(xù) 單模光纖 多模光纖 相對(duì)概念 取決于工作波長 光纖截面折射率分布 結(jié)構(gòu)參數(shù) 光纖的分類 光纖確定后 工作波長大于截止波長時(shí) 為單模光纖 13 1 階躍多模光纖 芯徑 2a 50 m 62 5 m包層直徑 2b 125 m 常用光纖 14 常用光纖 2 漸變折射率多模光纖 芯徑 2a 50 m 62 5 m包層直徑 2b 125 m 15 常用光纖 3 單模光纖 普通 芯徑 2a 10 m包層直徑 2b 125 m 16 纖芯和包層都用石英作為基本材料 折射率差通過在纖芯和包層進(jìn)行不同的摻雜來實(shí)現(xiàn) 纖芯摻入Ge和P 折射率 包層摻入B 折射率 光纜的構(gòu)造和制作過程 石英系光纖 17 主要內(nèi)容 光纖的結(jié)構(gòu)和幾何光學(xué)理論光纖的制造和光纜的構(gòu)造光纖的傳輸性能光纜的種類光纜線路設(shè)計(jì)規(guī)范 18 光纖光纜的制作 用氣相沉積法制作具有所需折射率分布的預(yù)制棒 典型預(yù)制棒長1m 直徑2cm 使用精密饋送機(jī)構(gòu)將預(yù)制棒以合適的速度送入爐中加熱成纜 光纜 19 光纖拉絲裝置示意圖 20 拉絲與涂覆 光纖的制造和光纜的構(gòu)造 光纖的選擇 松套管的制造 纜芯的制造 護(hù)套的制造 充油 絞合 扎紗 收線 油膏填充 鋼 鋁縱包 擠塑 冷卻 牽引 收線 擠塑 冷卻 冷卻 外徑檢測 收線 著色 光纜生產(chǎn)工藝 21 22 實(shí)際中 需要成纜保護(hù)實(shí)用 要求 承受力穩(wěn)定可靠 光纖的制造和光纜的構(gòu)造 光纜的構(gòu)造 23 結(jié)構(gòu) 纜芯外護(hù)層加強(qiáng)件 類型 室外室內(nèi)特種 光纖的制造和光纜的構(gòu)造 中心管式層絞式骨架式 多用途分支互連 海底電力野戰(zhàn)軍用 24 光纖的制造和光纜的構(gòu)造 光纜中各種材料的作用 25 優(yōu)質(zhì)光纖和材料是確保 光纜具有良好傳輸和機(jī)械性能的基礎(chǔ) 25 26 光纖與松套管的色譜標(biāo)識(shí) 識(shí)別用全色譜 26 光纜基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 27 根據(jù)纜芯形狀和纖芯數(shù)不同 光纜可以分為三種基本結(jié)構(gòu) 光纜基本結(jié)構(gòu) 層絞式 中心管式 骨架式 光纖位于中心管的中心 若干根松套管繞中心加強(qiáng)件形成纜芯 光纖帶放置在骨架槽內(nèi) 容納光纖芯數(shù) 12芯 144芯 144芯 720芯 幾十上百至數(shù)千芯 27 28 中心管式光纜 特點(diǎn) 1 光纜橫截面小 重量輕 2 松套管位于光纜物理中心 有利于光纜彎曲 3 松套管中充有防潮油膏 確保防潮和縱向不滲水 4 光纜中光纖芯數(shù)少 最大為12芯 5 光纜中光纖余長不易控制 28 29 層絞式光纜 特點(diǎn) 1 光纜結(jié)構(gòu)復(fù)雜2 纖芯數(shù)選擇范圍大 2 288芯3 光纜制造工藝步驟多 29 30 光纖帶光纜 特點(diǎn) 1 光纜纖芯密度高 解決管道擁擠問題 2 縮短光纖的接續(xù)時(shí)間 3 光纖易于識(shí)別 連接錯(cuò)誤少 30 31 主要內(nèi)容 光纖的結(jié)構(gòu)和幾何光學(xué)理論光纖的制造和光纜的構(gòu)造光纖的傳輸性能光纜的種類光纜線路設(shè)計(jì)規(guī)范 32 光纖傳輸性能之一 巨大的帶寬 容量 32 33 光纖的工作帶寬與衰減譜 第1窗口 第2窗口 第5窗口 第3窗口 第4窗口 33 34 光纖傳輸性能 衰減 距離 34 35 光纖衰減 衰減系數(shù) 單位長度光纖引起的光功率衰減 10log P出 P入 是和波長有關(guān)的系數(shù) 對(duì)光纖質(zhì)量的評(píng)定和光纖通信系統(tǒng)的中繼距離的確定起著十分重要的作用 35 36 吸收衰減 散射衰減 光纖彎曲衰減和接頭衰減 材料固有吸收 雜質(zhì)吸收 瑞利散射 光纖結(jié)構(gòu)不完善散射 紫外吸收 紅外吸收 氫氧根吸收 過渡金屬離子吸收 光纖衰減 衰減的來源 36 37 光纖傳輸性能之三 色散 速率與距離 37 38 色散分為 色度色散和偏振模色散色度色散 模式色散 材料色散 波導(dǎo)色散 38 39 光纖色散 高速系統(tǒng)色散受限的中繼跨距 LC r c B2D其中 r 色散指數(shù) B 信道速率 D色散 色度色散系數(shù)D 指光源譜寬和單位長度光纖的色度色散 其單位是ps nm km 零色散波長 0 當(dāng)波導(dǎo)色散與材料色散在某個(gè)波長互相抵消 使總的色度色散趨近于零時(shí) 該波長即為零色散波長 零色散斜率S0 在零色散波長 0處色散系數(shù)隨波長變化的斜率即為S0 39 傳輸媒質(zhì)分類 色散系數(shù) ps nm km 正色散系數(shù)G 655光纖 波長 nm 負(fù)色散系數(shù)G 655光纖 1550 1310 17 1 1550nm波長區(qū)具有最小色散和衰減 2 應(yīng)用 TrueWave真波光纖 正色散區(qū)的SPM效應(yīng)有利于傳輸 LEAF 大有效面積光纖 克服非線性效應(yīng) G 652光纖 大量鋪設(shè) 傳高速信號(hào)需色散補(bǔ)償 G 653光纖 1550nm波長區(qū)混頻嚴(yán)重 不適合DWDM 654 截止波長移位的單模光纖 654 截止波長移位的單模光纖 654 截止波長移位的單模光纖 40 2020 2 6 41 多模光纖 工作波長為850nm的LAN用的多模光纖 G652光纖 最佳工作波長為1310nm的單模光纖 G652A G652B 標(biāo)準(zhǔn)光纖 G652C G652D 低水峰 全波 光纖 G653光纖 零色散波長在1 55 m窗口的單模光纖 G654光纖 截止波長在1500nm的海底應(yīng)用單模光纖 又稱為最低衰減單模光纖 G655光纖 在1550nm窗口給定波長區(qū)間內(nèi)色散不為零的色散位移單模光纖 稱為非零色散位移光纖 G655A 單信道光纖 1995 G655B G655C DWDM光纖 2000 10 2003 1 G656光纖 使用于DWDM系統(tǒng)S C L波帶的非零色散位移光纖 2003 10提出 2004 5通過 光纖種類 42 43 色散補(bǔ)償光纖通過調(diào)整光纖芯折射率分布制造出高負(fù)色散光纖 300ps nm km 即色散補(bǔ)償光纖來補(bǔ)償光纖線路中的正色散的方法 具體補(bǔ)償原理 DS LS DC LC 01 特點(diǎn) 小芯徑 大負(fù)色散 品質(zhì)因素衡量補(bǔ)償能力 色散 損耗 2 應(yīng)用形式 線性無源器件 理論上可以光纖線路如何位置 但是實(shí)際上主要用在接收機(jī)側(cè) 在10Gbit s以上的DWDM系統(tǒng)廣泛應(yīng)用 色散的補(bǔ)償方法 距離 色散 43 44 光纖傳輸性能之四 PMD 速率與距離 44 45 45 46 PMD的成因 內(nèi)在因素 幾何尺寸 應(yīng)力 46 47 解決PMD的方法 內(nèi)因提高光纖的幾何尺寸的制造精度外因1 減少光纜布放的各種機(jī)械應(yīng)力作用 2 注意光纜工作環(huán)境溫度的變化 47 48 光纖傳輸性能之五 非線性效應(yīng) 容量與距離 48 49 光纖性能和效應(yīng)分類1 線性效應(yīng) 效應(yīng)的增加與光纖長度的增加成正比 如色散 衰減 2 非線性效應(yīng) 效應(yīng)的增加與光纖的信號(hào)強(qiáng)度增加成正比 光纖的單位面積上的光功率 如四波混頻 散射 光纖非線性效應(yīng) 49 50 主要內(nèi)容 光纖的結(jié)構(gòu)和幾何光學(xué)理論光纖的制造和光纜的構(gòu)造光纖的傳輸性能光纜的種類光纜線路設(shè)計(jì)規(guī)范 51 傳輸距離 傳輸容量 光纖性能和品種的演進(jìn) G 651 G 652 G 653 G 655 G 656 G 654 G 657 減小模間色散 零色散位移 截止零色散位移 產(chǎn)生非零色散 降低色散斜率 減小彎曲半徑 51 52 光纖種類 52 53 光纖選用技術(shù)建議 53 54 1 蝶形入戶光纖光纜 俗稱皮線光纜 8字纜 FTTH用戶引入線蝶形光纜中含1 4根有涂覆層的二氧化硅系光纖 其類別可以為ITU TG 657 B6 光纖涂覆層可著色 著色層顏色符合GB6995 2規(guī)定的藍(lán) 橙 綠 棕 灰 白 紅 黑 黃 紫 粉紅或青綠色 單纖可為本色 2 光纜中的加強(qiáng)構(gòu)件可為高強(qiáng)度不銹鋼鋼絲或磷化鋼絲的金屬加強(qiáng)構(gòu)件 也可為聚酯芳綸絲或其它合適的纖維束的非金屬加強(qiáng)構(gòu)件 光纜的加強(qiáng)構(gòu)件為2根 平行對(duì)稱于光纜中 蝶形入戶光纜 54 55 3 室內(nèi)外兩用蝶形光纜有良好的抗?jié)B水能力 光纜護(hù)套以內(nèi)的所有間隙具有有效的阻水措施 在鋁帶和普通蝶形光纜之間設(shè)有阻水層 阻水層材料可以是吸水膨脹帶或阻水紗 也可以是熱熔膠 或間隔設(shè)置阻水環(huán) 4 光纜護(hù)套表面會(huì)印有運(yùn)營商字樣 供應(yīng)商名稱 產(chǎn)品型號(hào) 光纖型號(hào) 制造年份 計(jì)米長度 蝶形入戶光纜 55 56 蝶形光纜結(jié)構(gòu) 56 57 蝶形光纜產(chǎn)品型號(hào) 57 58 蝶形光纜機(jī)械特性指標(biāo) 58 59 蝶形入戶光纜在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn) 1 蝶形光纜主要用于用戶室內(nèi)多媒體信息箱至樓道光分配箱 內(nèi)置分光器 過渡盒 光纜接頭盒和電信光交之間的布放和連接 2 蝶形光纜分室內(nèi) 室 內(nèi) 外兩種 在做具體設(shè)計(jì)方案時(shí)應(yīng)考慮不同應(yīng)用場景 一般情況下 室外仍采用普通光纜 GYTA G 652D 室內(nèi)用室內(nèi)型蝶形光纜 兩者通過分纖盒或接頭盒過渡 只有在一些特殊情況下 如在別墅建設(shè)時(shí)期未預(yù)埋接頭盒 方可考慮采用室外型蝶形光纜 59 60 蝶形入戶光纜在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn) 3 蝶形入戶光纜有非金屬加強(qiáng)構(gòu)件 金屬加強(qiáng)構(gòu)件兩種形式 考慮到防雷 強(qiáng)電因素 室內(nèi)應(yīng)采用非金屬加強(qiáng)構(gòu)件蝶形光纜 4 因用戶多媒體信息箱箱內(nèi)空間較小 普通光纜相對(duì)較硬 彎曲 固定 盤纖難度大 成端后極易發(fā)生根部折斷 給后續(xù)維護(hù)放裝工作帶來困難 故設(shè)計(jì)中 不得將普通光纜直接布放至箱內(nèi)且端接 而蝶形入戶光纜有著重量輕 相對(duì)較柔軟易固定 在86終端盒內(nèi)易端接等特點(diǎn) 故戶內(nèi)應(yīng)選用室內(nèi)蝶形光纜 60 61 蝶形入戶光纜在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn) 5 目前室內(nèi)型蝶形光纜有1芯 2芯 3芯 4芯等規(guī)格 住宅用戶接入蝶形入戶光纜宜選用雙芯纜 商務(wù)用戶接入蝶形光纜可按2 4芯纜設(shè)計(jì) 6 多層住宅蝶形入戶光纜應(yīng)匯聚在各自單元口側(cè)墻光分纖箱內(nèi) 出單元引入管應(yīng)至少具備1根 50鋼管 61 62 蝶形入戶光纜在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn) 62 63 蝶形入戶光纜在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn) 5 別墅應(yīng)在進(jìn)戶門內(nèi)側(cè)安裝一過渡盒 過渡盒至室外應(yīng)至少具備1根 50鋼管 以利普通光纜引入 并與戶內(nèi)多媒體信息箱布放至過渡盒內(nèi)的蝶形入戶光纜進(jìn)行冷接子連接 見下圖 6 設(shè)計(jì)中需明確所有用戶光纜的編序編號(hào) 以便為后期業(yè)務(wù)開通及維護(hù)管理提供有效資料 63 64 蝶形入戶光纜在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用要點(diǎn) 7 6芯光纜進(jìn)入樓道光分纖箱用冷接子與一根SC PC尾纖對(duì)接 在接續(xù)完成后 尾纖應(yīng)該嚴(yán)格按照樓道光分纖箱規(guī)定的走向布放 要求排列整齊 冷接子固定在熔纖盤內(nèi) 然后尾纖SC插頭通過法蘭跟分光器入光尾纖對(duì)接 8 入戶皮線光纜 蝶形纜 現(xiàn)場制作SC插頭插到法蘭上與分光器對(duì)接 入戶皮線另一端直接布放在用戶家里的綜合信息箱或者光纜終端箱中 光纖快速連接器 SC或FC插頭 的安裝應(yīng)在現(xiàn)場完成 無需注膠 加熱 現(xiàn)場研磨等工藝 可安裝在對(duì)該連接器具有良好保護(hù)的光纖信息面板內(nèi)或者用戶智能終端盒內(nèi) 在鋪設(shè)入戶皮線纜時(shí) 樓道光分配箱端應(yīng)該預(yù)留1米冗余長度 入戶端也應(yīng)該預(yù)留1米的冗余長度 并且盤留在入戶智能終端盒 即戶內(nèi)弱電箱 內(nèi)或者86光信息插座上 64 ODF架適配器型號(hào) 65 ODF架適配器型號(hào) 66 67 主要內(nèi)容 光纖的結(jié)構(gòu)和幾何光學(xué)理論光纖的制造和光纜的構(gòu)造光纖的傳輸性能光纜的種類光纜線路設(shè)計(jì)規(guī)范及勘察流程 68 光纜線路設(shè)計(jì) 1 光纜網(wǎng)宜采用光纜型號(hào) 光纜宜采用G 652光纖 主干光纜芯數(shù)的取定應(yīng)按中遠(yuǎn)期發(fā)展的需要 配線光纜則應(yīng)按規(guī)劃期末的需求配置 2 光纜線路路由的選擇 應(yīng)符合通信網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃的要求和城市建設(shè)主管部門的規(guī)定 考慮管道路由和道路狀況等因素 并應(yīng)滿足下述要求 光纜路由短的區(qū)域 擴(kuò)建光纜時(shí) 捷安全 施工維護(hù)方便 接入分布集中應(yīng)優(yōu)先考慮在不同道路上擴(kuò)增新路由 本地網(wǎng)中在城區(qū)內(nèi)的光纜路由 應(yīng)采用管道路由敷設(shè)方式 光纜線路設(shè)計(jì)規(guī)范 68 69 3 光纜線路建設(shè)方式的選擇應(yīng)符合下列要求 采用管道建筑方式的光纜線路 當(dāng)管孔直徑遠(yuǎn)大于光纜外徑時(shí) 應(yīng)在原管孔中采用多根子管道 子管道的總外徑不應(yīng)超過原管孔內(nèi)徑的85 子管道內(nèi)徑不宜小于光纜外徑的1 5倍 光纜結(jié)構(gòu)宜優(yōu)先選用松套填充式結(jié)構(gòu) 光纜宜采用無金屬線對(duì)光纜 光纜護(hù)層結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)敷設(shè)地段環(huán)境 敷設(shè)方式以及保護(hù)措施確定 光纜護(hù)層結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定 A 管道或采用塑料管道保護(hù)的光纜 防潮層 PE外護(hù)層 宜選用GYTA GYTS GYTY53 GYFTY或其他更為優(yōu)良的結(jié)構(gòu) B 架空光纜 防潮層 PE外護(hù)層 宜選用GYTA GYTS GYTY53 GYFTY ADSS OPGW 或其他更為優(yōu)良的結(jié)構(gòu) 光纜線路設(shè)計(jì)規(guī)范 69 70 4 管道光纜 4 1 管道光纜占用管孔位置的選擇應(yīng)符合下列規(guī)定 a 光纜占用的管孔 應(yīng)靠近管孔群兩側(cè)優(yōu)先選用 b 同一光纜占用各段管道的管孔位置應(yīng)保時(shí)不變 當(dāng)管道空余管孔不具備上述條件時(shí) 亦應(yīng)占用管孔群中同一側(cè)的管孔 c 人 手 孔內(nèi)的光纜應(yīng)有醒目的識(shí)別標(biāo)志 4 2 采用子管道建筑方式時(shí) 子管道的敷設(shè)安裝應(yīng)符合下列規(guī)定 a 子管宜采用半硬質(zhì)塑料管材 b 子管數(shù)量應(yīng)按管孔直徑大小及工程需要確定 但數(shù)根子管的等效外徑應(yīng)不大于管道孔內(nèi)徑的90 光纜線路設(shè)計(jì)規(guī)范 70 71 c 一個(gè)管道管孔內(nèi)安裝的數(shù)根子管應(yīng)一次穿放且顏色不同 子管在兩人 手 孔間的管道段內(nèi)不應(yīng)有接頭 d 子管在人 手 孔內(nèi)伸出長度宜在200 400mm e 本期工程不用的子管 關(guān)口應(yīng)堵塞 f 光纜接頭盒在人 手 孔內(nèi)安裝在常年積水水位以上的位置 并采用保護(hù)托架或其他方法承托 光纜線路設(shè)計(jì)規(guī)范 71 72 4 架空光纜線路a 架空光纜線路不宜選擇在地質(zhì)松軟地區(qū)和以后可能引起線路搬遷的地方 b 架空光纜可用于輕 中負(fù)荷區(qū)地區(qū) 對(duì)于重負(fù)荷區(qū) 超重負(fù)荷區(qū) 氣溫低于 300C 經(jīng)常遭受臺(tái)風(fēng)襲擊的地區(qū)不宜采用架空光纜 c 利用現(xiàn)有桿路架掛光纜 應(yīng)對(duì)電桿強(qiáng)度進(jìn)行核算 新建桿路的電桿強(qiáng)度和桿高配置應(yīng)適當(dāng)兼顧加掛其他光纜或電纜的需要 d 架空光纜宜采用吊線架掛方式 光纜在吊掛上應(yīng)采用電纜掛鉤安裝 也可以采用螺旋線綁扎 f 架空光纜接頭盒視具體情況可安裝在吊線上或電桿上 但應(yīng)固定牢靠 g 架空光纜在交 跨 越其他纜線時(shí) 應(yīng)采用縱剖半硬 硬塑料管或竹管等保護(hù) 光纜線路設(shè)計(jì)規(guī)范 72 73 一 機(jī)房內(nèi)光纜勘察要求測量新建光纜在機(jī)房內(nèi)走線路由并做詳細(xì)記錄 了解機(jī)房內(nèi)ODF或分線設(shè)備現(xiàn)狀 確認(rèn)本次工程新建光纜占用端子位置 要求繪制機(jī)房平面圖 并在該圖基礎(chǔ)上反映光纜走線路由 要求明確指定光纜盤留位置 光纜線路勘察流程 73 74 二 管道光纜勘察要求 1 選擇路由選擇一條滿足要求的 安全 可靠 經(jīng)濟(jì)的路由 確認(rèn)本次工程占用管道是利舊還是新建 2 勘察工程量測量核實(shí)本次工程利舊或者新建管道的全部段長并做詳細(xì)記錄 對(duì)于利舊的管道 勘察有沒有可利用的管孔 了解管道的使用情況 有無不通需要修理的段落等 光纜線路勘察流程 74 75 勘察人孔管孔占用情況 并指定本次工程占用管孔 要求繪制人孔展開圖 如需新建引上光纜