光纜傳輸通信入門知識(shí)

1、 光纜傳輸通信入門知識(shí)鐵通廣西分公司主講:羅小兵2012.2 培訓(xùn)對(duì)象、教學(xué)目標(biāo)培訓(xùn)對(duì)象、教學(xué)目標(biāo) 一、培訓(xùn)對(duì)象：地市公司線路維護(hù)人員（具有一定的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)驗(yàn)豐富，但理論知識(shí)較缺乏 二、教學(xué)目標(biāo)： 1.讓學(xué)員知道常用光纜的結(jié)構(gòu)情況； 2.掌握光纖傳輸?shù)幕驹?目前我們的網(wǎng)絡(luò)狀況目前我們的網(wǎng)絡(luò)狀況 光纖通信代表了未來(lái)通信技術(shù)的發(fā)展方向，它已經(jīng)深入我們的生活中，無(wú)所不在，擔(dān)負(fù)著極其重要的作用。我們廣西鐵通管轄范圍內(nèi)所有的傳輸骨干網(wǎng)、省干網(wǎng)、縣級(jí)鏈網(wǎng)都是由光纜連接起來(lái)的，此外，還有城域網(wǎng)、XPON、數(shù)據(jù)專線等等，也都是光纜連接起來(lái)的。甚至已經(jīng)實(shí)現(xiàn)光纖到戶了。 培訓(xùn)提綱培訓(xùn)提綱1.光纜的結(jié)構(gòu)2.光

2、纜型號(hào)分類3.光纖的組成4.光纖分類5.光信號(hào)傳輸基本原理6.安全注意事項(xiàng)7.光纜的敷設(shè)n 第一章n 光纜的定義 1.1 什么是光纜?n光纜是由光纖、高分子材料、金屬塑料復(fù)合帶及金屬加強(qiáng)件等共同構(gòu)成的光信息傳輸介質(zhì)。1.2 常用光纜的組成常用光纜組成一般由:n1.光纖n2.纖膏(防水膏)n3.松套管n4.加強(qiáng)鋼芯n5.鋁塑復(fù)合帶n6.聚乙烯護(hù)套1.3光纜結(jié)構(gòu)縱剖示意圖1.4 光纜型號(hào)n光纜型號(hào)由光纜型式代號(hào)和規(guī)格代號(hào)構(gòu)成,中間用一短杠分開(kāi)。1.4.1 光纜規(guī)格代號(hào)n1.分類代號(hào)n2.加強(qiáng)構(gòu)件代號(hào)n3.派生特稱代號(hào)n4.護(hù)套代號(hào)n5.外護(hù)套代號(hào)。 1.4.2 分類代號(hào)nGY: 通信用室外光纜nG

3、J: 通信用室內(nèi)光纜nGH: 通信用海底光纜nGS: 通信用設(shè)備內(nèi)光纜nGR: 通信用 軟 光纜nGT: 通信用特殊光纜1.4.3 加強(qiáng)構(gòu)件代號(hào)nS: 金屬型nC: 金屬重型nF: 非金屬nH: 非金屬重型1.4.4派生特稱代號(hào)nB: 扁平形狀nZ: 自承式結(jié)構(gòu)nT: 填充式結(jié)構(gòu)1.4.5 護(hù)套代號(hào)nY: 聚乙烯護(hù)套nV: 聚氯乙烯護(hù)套nQ: 鉛護(hù)套nL: 鋁護(hù)套nG: 鋼護(hù)套1.4.6 外護(hù)套代號(hào)n01: 纖維層n02： 聚氯乙烯n03: 聚乙烯1.4.7例: GYSTL 03nGY-通信用室外光纜；nS-金屬加強(qiáng)構(gòu)件；nT-填充式結(jié)構(gòu)；nL-鋁護(hù)套；n03-聚乙烯外護(hù)套1.5 光纜纖序排列

4、的一般原則n色譜：n松套管色譜排序：藍(lán)橙綠棕灰n纖序：藍(lán)橙綠棕灰黑白紅n一管可以2芯至12芯 n 第二章n 光纖的定義 2.1什么是光纖?n光纖(Optical Fiber)是由中心的纖芯和外圍的包層同軸組成的圓柱形細(xì)絲。纖芯的折射率比包層稍高，損耗比包層更低，光能量主要在纖芯內(nèi)傳輸。包層為光的傳輸提供反射面和光隔離，并起一定的機(jī)械保護(hù)作用。 n光纖由纖芯、包層和涂覆層3部分組成，如圖所示。1光纖結(jié)構(gòu)光纖的典型結(jié)構(gòu)是多層同軸圓柱體由圖3-1-1所示，自內(nèi)向外為纖芯、包層及涂覆層。纖芯和包層合起來(lái)構(gòu)成裸光纖，光纖的光學(xué)及傳輸特性主要由它決定。涂覆層的作用是增強(qiáng)光纖的機(jī)械強(qiáng)度。（1）纖芯：纖芯位于

5、光纖的中心部位。n 直徑d1=4m50m，單模光纖的纖 芯為4m10m，多模光纖的纖芯為 50m。n 纖芯的成分是高純度SiO2，摻有極少量的摻雜劑（如GeO2，P2O5），作用是提高纖芯對(duì)光的折射率（n1），以傳輸光信號(hào)。（2）包層：包層位于纖芯的周圍。 直徑d2=125m，其成分也是含有極少量摻雜劑的高純度SiO2。而摻雜劑（如B2O3）的作用則是適當(dāng)降低包層對(duì)光的折射率（n2），使之略低于纖芯的折射率，即n1n2，它使得光信號(hào)封閉在纖芯中傳輸。（3）涂覆層：光纖的最外層為涂覆層，包括一 次涂覆層，緩沖層和二次涂覆層。 一次涂覆層一般使用丙烯酸酯、有機(jī)硅 或 硅橡膠材料；2. 緩沖層一般為

6、性能良好的填充油膏；3. 二次涂覆層一般多用聚丙烯或尼龍等高 聚物。 涂覆的作用 涂覆的作用是保護(hù)光纖不受水汽侵蝕和機(jī)械擦傷，同時(shí)又增加了光纖的機(jī)械強(qiáng)度與可彎曲性，起著延長(zhǎng)光纖壽命的作用。涂覆后的光纖其外徑約1.5mm。通常所說(shuō)的光纖為此種光纖。2.3光纖的分類n若按傳輸模的數(shù)量分類可分為多模光纖和單模光纖n 若按傳輸波長(zhǎng)分類可分為短波長(zhǎng)光纖和長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖n 若按套塑結(jié)構(gòu)分類可分為緊套光纖和松套光纖n1按傳輸模數(shù)分類n 按傳輸模的數(shù)量不同，光纖分為多模光纖和單模光纖。n 傳播模式概念：當(dāng)光在光纖中傳播時(shí)，如果光纖纖芯的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)時(shí)，光在光纖中會(huì)以幾十種乃至幾百種傳播模式進(jìn)行傳播。如圖

7、2-4所示。這些不同的光束稱為模式。 圖 2-4n1.1 多模光纖n 當(dāng)光纖的幾何尺寸（主要是芯徑d1）遠(yuǎn)大于光波波長(zhǎng)時(shí)（約1m），光纖傳輸?shù)倪^(guò)程中會(huì)存在著幾十種乃至幾百種傳輸模式，這樣的光纖稱為多模光纖。n1.2 單模光纖n 當(dāng)光纖的幾何尺寸（主要是芯徑d1 ）較小，與光波長(zhǎng)在同一數(shù)量級(jí)，如芯徑d1 在4m10m范圍，這時(shí)，光纖只允許一種模式（基模）在其中傳播，其余的高次模全部截止，這樣的光纖稱為單模光纖。如圖所示。n1.2.1單模光纖的分類n ITU-T建議規(guī)范了G.652、G.653、G.654和G.655四種單模光纖。n單模光纖是在給定的工作波長(zhǎng)上，只傳輸單一基模的光纖。 n1）G.6

8、52光纖n G.652光纖，也稱標(biāo)準(zhǔn)單模光纖（SMF），是指色散零點(diǎn)（即色散為零的波長(zhǎng)）在1 310nm附近的光纖。 n2）G.653光纖n G.653光纖也稱色散位移光纖（DSF），是指色散零點(diǎn)在1 550nm附近的光纖，它相對(duì)于G.652光纖，色散零點(diǎn)發(fā)生了移動(dòng)，所以叫色散位移光纖。n3）G.654光纖n G.654光纖是截止波長(zhǎng)移位的單模光纖。其設(shè)計(jì)重點(diǎn)是降低1 550nm的衰減，其零色散點(diǎn)仍然在1 310nm附近，因而1 550nm窗口的色散較高。G.654光纖主要應(yīng)用于海底光纖通信。n4）G.655光纖n 由于G.653光纖的色散零點(diǎn)在1 550nm附近，DWDM系統(tǒng)在零色散波長(zhǎng)處工

9、作易引起四波混頻效應(yīng)。為了避免該效應(yīng)，將色散零點(diǎn)的位置從1 550nm附近移開(kāi)一定波長(zhǎng)數(shù)，使色散零點(diǎn)不在1 550nm附近的DWDM工作波長(zhǎng)范圍內(nèi)。這種光纖就是非零色散位移光纖（NDSF）。n2按傳輸波長(zhǎng)分類n 光纖可分為短波長(zhǎng)光纖和長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖。n 短波長(zhǎng)光纖的波長(zhǎng)為0.85m（0.8m0.9m）n 長(zhǎng)波長(zhǎng)光纖的波長(zhǎng)為1.3m1.6m，主要有1.31m和1.55m兩個(gè)窗口。n1折射率n 光線在不同的介質(zhì)中以不同的速度傳播，描述介質(zhì)的這一特征的參數(shù)就是折射率，或稱折射指數(shù)。折射率可由下式確定：n n = c/vn 其中是光在某種介質(zhì)中的速度，是光在真空中的速度。 2.4 光在光纖中傳輸原理 光的

10、折射2折射、反射當(dāng)一條光線照射到兩種介質(zhì)相接的邊界時(shí)，入射光線分成兩束：反射光線和折射光線（如圖2-9所示）。圖2-9 光的折射圖2-9 光的反射n全反射是光信號(hào)在光纖中傳播的必 要條件 。2.5 光纖通信的低損耗窗口光纖的損耗譜特性如下圖所示2.5-1 光纖通信的低損耗窗口n由石英光纖的損耗譜曲線自然地顯示光纖通信系統(tǒng)的三個(gè)低損耗窗口：n 第一低損耗窗口短波長(zhǎng)0.85m附近；n 第二低損耗窗口長(zhǎng)波長(zhǎng)1.31m附近；n 第三低損耗窗口長(zhǎng)波長(zhǎng)1.55m附近；n實(shí)驗(yàn)上曲線的損耗值為：對(duì)于單模光纖，在0.85m時(shí)約為2.5dB/km；在1.31m時(shí)約為0.4dB/km；在1.55m時(shí)僅為0.2dB/

11、km，已接近理論值(理論極限為0.15dB/km)。n1光纖主要成分是SIO2（玻璃），很脆，容易折斷，在日常工作中一定要注意避免n2.光纖上發(fā)送的光信號(hào)就是激光，有一定的殺傷力，如果用肉眼去看，就會(huì)極大地傷害眼睛，一定要特別注意 2. 5安全注意事項(xiàng)n第三章n光纜敷設(shè)注意事項(xiàng)3.1.1光纜的敷設(shè)n為了保證光纜敷設(shè)的安全和成功，光纜敷設(shè)時(shí)，應(yīng)遵守下列規(guī)定。n（1）光纜的彎曲半徑應(yīng)不小于光纜外徑的15倍，施工過(guò)程中應(yīng)不小于20倍。3.1.2光纜的敷設(shè)n（2）布放光纜的牽引力不應(yīng)超過(guò)光纜最大允許張力的80，瞬間最大牽引力不得超過(guò)光纜的最大允許張力，而且主要牽引力應(yīng)作用在光纜的加強(qiáng)芯上。n（3）有A，B端要求的光纜要按設(shè)計(jì)要求的方向布放。n（4）為了防止在牽引過(guò)程中扭轉(zhuǎn)損傷光纜，光纜牽引端頭與牽引索之間應(yīng)加入轉(zhuǎn)環(huán)。n光纜的牽引端頭可以預(yù)制，也可以現(xiàn)場(chǎng)制作。3.1.3光纜的敷設(shè)n（5）布放光纜時(shí)，光纜必須由纜盤上方放出并保持松弛的弧形。n光纜布放過(guò)程中應(yīng)無(wú)扭轉(zhuǎn)，嚴(yán)禁打背扣、浪涌等現(xiàn)象發(fā)生。n（6）機(jī)械牽引敷設(shè)時(shí)，牽引機(jī)速度調(diào)節(jié)范圍應(yīng)為020m/min，且為無(wú)級(jí)調(diào)速；牽引張力也可以調(diào)節(jié)，且當(dāng)牽引力超過(guò)規(guī)