第二章幾種光纖與光纜ppt課件

1、第二章第二章 光纖與光纜光纖與光纜(3)本節(jié)內(nèi)容本節(jié)內(nèi)容光纖的材料光纖的材料v要求：可拉長、拉細、卷繞；對特定光波長透明；物理上合適，使纖芯折射率與包層折射率僅有稍許差異成為可能。v種類：玻璃纖維、鹵化物玻璃纖維、有源玻璃纖維、硫?qū)倩衔锊ＡЮw維、塑料纖維。塑料光纖（塑料光纖（POF）塑料光纖的纖芯，既可以是有機玻璃，也可以是加氟的聚合物。盡管塑料光纖與玻璃光纖相比有更大的光信號衰減，但是它們有更好的韌性，更為耐用。與石英光纖相比，塑料光纖的纖芯直徑要大1020倍，這就使得在連接時允許有一定的差錯，而不犧牲光耦合效率。另外，廉價的塑料注入成形技術(shù)，可用于制造光連接器、光分路器和收發(fā)設(shè)備。Fib

2、er Optic Manufacturing新型新型MCVD預(yù)制棒車床預(yù)制棒車床改進的電爐改進的電爐光纖拉絲塔主體光纖拉絲塔主體制造光纖的注意事項制造光纖的注意事項光纖原材料的純度必須很高。必須防止雜質(zhì)污染，以及氣泡混入光纖。要正確控制折射率的分布；正確控制光纖的結(jié)構(gòu)尺寸；盡量減小光纖表面的傷痕損害，提高光纖機械強度。單模光纖的種類單模光纖的種類G.652(NDSF) 1310nm波長性能最佳光纖，又稱色散未移位光纖?？晒╇p窗口(1310nm和1550 nm)應(yīng)用，典型的衰減常數(shù)分別為0.30.4dB/km和0.150.25dB/km。 缺點：1310nm處衰減偏大。 不適用于不適用于 10G

3、b/s 以上速率傳輸，但可以上速率傳輸，但可應(yīng)用于應(yīng)用于 2.5Gb/s 或以下速率的或以下速率的DWDM。（G.652是是大多數(shù)已安裝的光纖）大多數(shù)已安裝的光纖）n低損耗低損耗 n大色散分布大色散分布n大有效面積大有效面積n色散受限距離短色散受限距離短n2.5Gb/s系統(tǒng)色度色散受限距離約系統(tǒng)色度色散受限距離約600kmn10Gb/s系統(tǒng)色度色散受限距離約系統(tǒng)色度色散受限距離約34km652光纖的特點與應(yīng)用光纖的特點與應(yīng)用G.653: 色散位移光纖(DSF)。通過設(shè)計光纖折射率剖面，將 零色散點移到1550nm窗口，使該窗口同時具有最小色散、和最小衰減。1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

4、 1.6 1.7波長波長(m)色散色散(ps/nm.km)20 100-10-201550nm處的零色散點處的零色散點G.653的色散的色散n低損耗低損耗 n零色散零色散 n小有效面積小有效面積n長距離、單信道超高速長距離、單信道超高速EDFA系統(tǒng)系統(tǒng)n四波混頻（四波混頻（FWM）是主要的問題，不利于）是主要的問題，不利于DWDM技術(shù)技術(shù)結(jié)論結(jié)論: 適用于適用于10Gb/s以上速率單信道傳輸，但不以上速率單信道傳輸，但不適用于適用于 DWDM 應(yīng)用，已經(jīng)被市場淘汰應(yīng)用，已經(jīng)被市場淘汰。G.653單模光纖（單模光纖（DSF）降低了1550nm處的衰減(0.18dB/km)，而零色散點仍在1310

5、nm處。由于制造困難，最低衰減光纖十分昂貴。主要應(yīng)用在傳輸距離很長，且不能 插入有源器件的無中繼海底光纖通信系統(tǒng)，且傳輸容量不能太大。現(xiàn)在很少應(yīng)用。G.654截止波長位移光纖截止波長位移光纖(CSFG) 對G.653的零色散點進行了移動，使15401565nm內(nèi)色散系數(shù)的上限能抑制FWM的產(chǎn)生。在1550nm窗口有最小衰減系數(shù)和色散系數(shù)。G.655:非零色散光纖非零色散光纖(NZDSF)1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.55 1.6 1.7波長波長(m)色散色散(ps/nm.km)20 100-10-20 EDFA帶寬帶寬(15301565)nmG.655光纖的色散光纖的色散v 有幾

6、種類型的光纖可以使用（有幾種類型的光纖可以使用（TruewaveTruewaveTMTM、LSLSTMTM、LEAFLEAFTMTM、大保實光纖等）、大保實光纖等）v 在在153015301565nm1565nm窗口有較低的色散窗口有較低的色散v 可以有正的或負的色散，正色散可以有正的或負的色散，正色散SPMSPM效應(yīng)壓縮效應(yīng)壓縮脈沖，負色散脈沖，負色散SPMSPM效應(yīng)展寬脈沖。效應(yīng)展寬脈沖。v 為為DWDMDWDM系統(tǒng)的應(yīng)用而設(shè)計系統(tǒng)的應(yīng)用而設(shè)計 適用于適用于 10Gb/s 10Gb/s 以上速率以上速率DWDMDWDM傳輸，是傳輸，是未來大容量傳輸光纖的理想選擇。未來大容量傳輸光纖的理想選

7、擇。G.655單模光纖單模光纖光纜光纜v光纜的概念；光纜的概念；v光纜的優(yōu)點；光纜的優(yōu)點；v如何安裝；如何安裝；v常用光纜；常用光纜；v敷設(shè)方式。敷設(shè)方式。定義：把定義：把光纖光纖和其他和其他元器件元器件組合起來構(gòu)成一組合起來構(gòu)成一體體, , 這種這種組合體組合體就是光纜。就是光纜。作用：為光纖提供可靠的作用：為光纖提供可靠的機械保護機械保護，使之適，使之適應(yīng)外部使用環(huán)境，并確保在敷設(shè)和使用過程應(yīng)外部使用環(huán)境，并確保在敷設(shè)和使用過程中光纜中的光纖具有中光纜中的光纖具有穩(wěn)定可靠的穩(wěn)定可靠的傳輸性傳輸性能能。制造過程：制造過程：光纜的概念光纜的概念光纜光纜纜芯纜芯光纖素線光纖素線光纖光纖光纜的基本

8、要求光纜的基本要求v纜內(nèi)光纖不斷裂；纜內(nèi)光纖不斷裂；v傳輸特性不劣化；傳輸特性不劣化；v纜徑細、重量輕；纜徑細、重量輕；v制造工藝簡單；制造工藝簡單；v施工簡便、維護方便。施工簡便、維護方便。光纜組成光纜組成 光纜是由光纖、導(dǎo)電線芯、加強芯和護光纜是由光纖、導(dǎo)電線芯、加強芯和護套等部分組成。一根完整、實用的光纜，套等部分組成。一根完整、實用的光纜，從一次涂敷到最后成纜，要經(jīng)過很多道工從一次涂敷到最后成纜，要經(jīng)過很多道工序，結(jié)構(gòu)上有很多層次，包括光纖緩沖層、序，結(jié)構(gòu)上有很多層次，包括光纖緩沖層、結(jié)構(gòu)件和加強芯、防潮層、光纜護套、油結(jié)構(gòu)件和加強芯、防潮層、光纜護套、油膏、吸氧劑和愷裝等，以滿足上述

9、各項要膏、吸氧劑和愷裝等，以滿足上述各項要求。求。光纜的基本結(jié)構(gòu)及作用光纜的基本結(jié)構(gòu)及作用v光纖：光纖：1144根，每根光纖位置根，每根光纖位置不同，顏色不同，便于識別。不同，顏色不同，便于識別。v導(dǎo)電線芯：進行遙遠供電、遙測、導(dǎo)電線芯：進行遙遠供電、遙測、遙控和通信聯(lián)絡(luò)。遙控和通信聯(lián)絡(luò)。v加強芯：加大光纜抗拉、耐沖擊加強芯：加大光纜抗拉、耐沖擊的能力，以承受光纜在施工和使的能力，以承受光纜在施工和使用過程中產(chǎn)生的拉伸負荷。用過程中產(chǎn)生的拉伸負荷。光纜護套光纜護套作用：保護纖芯不受外界傷害。作用：保護纖芯不受外界傷害。材料：內(nèi)護套的材料要能經(jīng)受日曬雨淋，不致因紫外材料：內(nèi)護套的材料要能經(jīng)受日曬

10、雨淋，不致因紫外線的照射而龜裂，要有一定的抗拉、抗彎能力，能線的照射而龜裂，要有一定的抗拉、抗彎能力，能經(jīng)受施工時的磨損和使用過程中的化學(xué)腐蝕。室內(nèi)經(jīng)受施工時的磨損和使用過程中的化學(xué)腐蝕。室內(nèi)光纜可以用聚氯乙烯護套，室外光纜可用聚乙烯護光纜可以用聚氯乙烯護套，室外光纜可用聚乙烯護套。要求阻燃時，可用阻燃聚乙烯、阻燃聚氯乙烯套。要求阻燃時，可用阻燃聚乙烯、阻燃聚氯乙烯等。在濕熱地區(qū)、鼠害嚴重地區(qū)和海底，應(yīng)用鎧裝等。在濕熱地區(qū)、鼠害嚴重地區(qū)和海底，應(yīng)用鎧裝光纜。聚氯乙烯護套適合于架空或管道敷設(shè)，雙鋼光纜。聚氯乙烯護套適合于架空或管道敷設(shè)，雙鋼帶繞包愷裝和縱包搭接皺紋復(fù)合鋼帶適用于直埋式帶繞包愷裝和

11、縱包搭接皺紋復(fù)合鋼帶適用于直埋式敷設(shè)，鋼絲鎧裝和鉛包適用于水下敷設(shè)。敷設(shè)，鋼絲鎧裝和鉛包適用于水下敷設(shè)。光纜的分類光纜的分類分類方法光纜種類按所使用光纖分類單模、多模（階躍、漸變）按纜芯結(jié)構(gòu)分類層絞式、骨架式、束管式、疊帶式、單元式按外護套結(jié)構(gòu)分類無鎧裝、鋼帶鎧裝、鋼絲鎧裝按光纜材料有無金屬分類金屬、非金屬按維護方式分類充油占69 、充氣占8 按敷設(shè)方式分類直埋、管道、架空、水底按適用范圍分類中繼、海底、用戶、局內(nèi)層絞式光纜層絞式光纜從電纜的結(jié)構(gòu)演示而從電纜的結(jié)構(gòu)演示而來，在一根松套管內(nèi)放置來，在一根松套管內(nèi)放置多根光纖（多根光纖（1212芯以下），芯以下），一個松套管就是一個單元。一個松套管

12、就是一個單元。多根松套管圍繞加強芯絞多根松套管圍繞加強芯絞合成一體，加上聚乙烯護合成一體，加上聚乙烯護層成為纜芯，松套管內(nèi)充層成為纜芯，松套管內(nèi)充稀油膏，松套管材料為尼稀油膏，松套管材料為尼龍、聚丙烯或其他聚合物龍、聚丙烯或其他聚合物材料。材料。綁帶綁帶外護套外護套光纖或光光纖或光纖單元纖單元加強芯加強芯松套管松套管優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、制造容易、光纖密度定、制造容易、光纖密度高、價格便宜。高、價格便宜。缺點：難以保證施工與使缺點：難以保證施工與使用中不受外部側(cè)壓力和內(nèi)用中不受外部側(cè)壓力和內(nèi)部應(yīng)力的影響部應(yīng)力的影響。骨架式光纜骨架式光纜在多股鋼絲繩外擠在多股鋼絲繩外擠

13、壓開槽硬塑料而成，中壓開槽硬塑料而成，中心鋼絲繩用于提高抗拉心鋼絲繩用于提高抗拉伸和低溫收縮能力，銅伸和低溫收縮能力，銅線用于公務(wù)聯(lián)絡(luò)。線用于公務(wù)聯(lián)絡(luò)。槽的數(shù)目依光纖數(shù)槽的數(shù)目依光纖數(shù)設(shè)計，設(shè)計，6 61818槽（可放槽（可放置上千根光纖）。放置置上千根光纖）。放置一次涂覆光纖，槽內(nèi)填一次涂覆光纖，槽內(nèi)填充油膏。充油膏。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、耐優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、耐壓、抗彎性能好。壓、抗彎性能好。缺點：制造工藝復(fù)雜。缺點：制造工藝復(fù)雜。外護套外護套聚乙烯構(gòu)件聚乙烯構(gòu)件綁帶綁帶加強芯加強芯光纖光纖銅線銅線束管式光纜束管式光纜中心管內(nèi)放置一中心管內(nèi)放置一次涂覆光纖，可達次涂覆光纖，可達近百根，加強件由近百根，加強件由纜芯中央移到纜芯纜芯中央移到纜芯外部的護層中。外部的護層中。優(yōu)點：體積小、優(yōu)點：體積小、質(zhì)量輕、成本低質(zhì)量輕、成本低. .高強度高強度塑料管塑料管648芯光纖芯光纖鋼絲鋼絲（分散增強）（分散增強）鋁縱包鋁縱包PE外護套外護套帶狀式光纜帶狀式光纜外護套外護套 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、優(yōu)點：結(jié)構(gòu)緊湊、光纖密度高，可多光纖密度高，可多根光纖一次接續(xù)。根光纖一次接續(xù)。帶狀光纖帶狀光纖先把若干根光纖排先把若干根光纖排成一排粘合在一起，制成成一排粘合在一起，制成帶狀芯線（光纖帶），每帶狀芯線（光纖帶），每根光纖帶內(nèi)可放置根光纖帶內(nèi)可放置416416根根光纖，多根光纖帶疊合起光纖，多根光纖帶疊