光纖及光纖接口知識

關(guān)于光纖及光纖接口知識第1頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月一.光纖基本知識1、光纖的粗細(xì)只有頭發(fā)的1/10，即125μm，其中光通過的地方（纖芯）僅為10μm，只有1mm的1/100，所謂的光纖是非常細(xì)的“玻璃”（主要成分是SiO2）.第2頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2、光纖的種類按照光在光纖中的傳輸模式，可以分為多模光纖（MMF）和單模光纖。多模光纖的中心玻璃芯較粗(50或62.5μm)，可傳多種模式的光。但其模間色散較大，這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率，因此，多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近，一般只有幾公里。單模光纖中心玻璃芯很細(xì)(芯徑一般為9或10μm)，只能傳一種模式的光。因此，其模間色散很小，適用于遠(yuǎn)程通訊。一般情況下外皮為橙色的為多模，黃色的為單模。單模多模第3頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月3、光纖耦合器4、光纖尾纖和光纖跳線簡單的說尾纖指一端為接口，另一端為光纖的器件，光纖跳線是兩端有接口，中間為光纖的器件。將一根光纖跳線從中間剪斷就成為兩根尾纖了。連接器插頭是跳線的特殊情況，即只在光纖的一頭裝有插頭。在工程及儀表應(yīng)用中，大量使用著各種型號、規(guī)格的跳線，跳線中光纖兩頭的插頭可以是同一型號，也可以是不同的型號。跳線可以是單芯的，也可以是多芯的。跳線的價(jià)格主要由接頭的質(zhì)量決定。因而價(jià)格也相差較大。光纖耦合器（Coupler）又稱分歧器（Splitter），簡單的說就是將光訊號從一條光纖中分至多條光纖中的組件。第4頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月二、光纖連接器概述纖細(xì)的光纖本身不能連接在一起，因此需要光纖連接器，要架設(shè)光纖，必須用到光纖連接器，因?yàn)楣饫w連接器是連接非常細(xì)的光纖的部件，因此必須是標(biāo)準(zhǔn)化的光纖連接器。如下圖所示：

第5頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月1、光纖的結(jié)構(gòu)被固定在光纖連接器中用來傳輸光纖信號的是光纖，光纖分單模光纖和多模光纖，兩者的外徑都是125μm；單模光纖：光穿過的被稱作光纖芯的部分的粗細(xì)為8-10μm；多模光纖：光穿過的被稱作光纖芯的部分的粗細(xì)為50μm、62.5μm；光纖芯貫穿光纖的中心，并且非常細(xì)，不管哪種光纖，其光纖芯的周邊都被包裹層包著；第6頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2、通過將光纖連接起來，使得光波從一根光纖傳輸?shù)搅硗庖桓饫w由于光纖并不是無限長的，為了傳輸光波，需要在光纖的連接處讓光纖之間緊密相連，光纖與光纖緊密相連后，才能傳輸光纖；可是，1mm的1/10這樣細(xì)小的光纖怎么連接呢？如果軸線錯位，則光波不能傳送，角度錯位光波也不能傳輸；3、光纖連接器的結(jié)構(gòu)將1/1000mm錯位都不存在的穩(wěn)定的連接在一起在光纖連接器插頭（以下簡稱插頭）內(nèi)部（SC/MU）有被稱作陶瓷插芯的，直徑為2.5mm的（SC/FC/ST）或1.25mm（MU/LC）的圓筒形氧化鋯陶瓷零件，陶瓷插芯是緊密加工的零件，在中心部固定連接著直徑為125μm的光纖，端面是經(jīng)過研磨的鏡面，光纖信號在光纖的更中心部（光纖芯，直徑約為0.01mm）的地方通過，光纖連接器是由帶耦合縫的被稱為耦合套筒的零件調(diào)整插頭的陶瓷插芯的位置，使之不扭曲的連接起來，于是光波就通過了。4、光纖通過按壓接觸而被連接到一起實(shí)際上，光纖連接器的陶瓷插芯被用于適配器連接時(shí)，被放置在內(nèi)部的彈簧互相擠壓在一起，陶瓷插芯的斷面被稍微壓扁了一些，才使得光纖之間被物理的接觸在一起。第7頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月5、光纖連接器剖視圖連接器插頭由插針體和若干外部機(jī)械結(jié)構(gòu)零件組成。兩個插頭在插入轉(zhuǎn)換器或變換器后可以實(shí)現(xiàn)光纖（纜）之間的對接；插頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)用于對光纖進(jìn)行有效的保護(hù)。

防塵蓋塑料殼光纖陶瓷套管塑料組件壓銅扣緩壓套管短套管第8頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月插針是一個帶有微孔的精密圓柱體，其主要尺寸如下：外徑Ф2.499±0.0005mm外徑不圓度＜0.0005mm微孔直徑Ф126±0.5μm微孔偏心量＜1μm微孔深度4mm或10mm插針外圓柱體光潔度▽14端面曲率半徑20-60mm插針的材料有不銹鋼、全陶瓷、玻璃和塑料幾種?，F(xiàn)在市場上用得最多的是陶瓷，陶瓷材料具有極好的溫度穩(wěn)定性，耐磨性和抗腐蝕能力，但價(jià)格也較貴。塑料插頭價(jià)格便宜，但不耐用。

第9頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月三、光纖的接口光纖接口是用來連接光纖線纜的物理接口。其原理是利用了光從光密介質(zhì)進(jìn)入光疏介質(zhì)從而發(fā)生了全反射。通常有SC、ST、FC等幾種類型，它們由日本NTT公司開發(fā)。FC接口類型：FC接頭又叫圓型帶螺紋接頭(配線架上用的最多)，是金屬接頭，一般在ODF側(cè)采用，金屬接頭的可插拔次數(shù)比塑料要多。

SC接口類型：SC接頭又叫卡接式方型接頭(路由器交換機(jī)上用的最多)，是標(biāo)準(zhǔn)方型接頭，采用工程塑料，具有耐高溫，不容易氧化優(yōu)點(diǎn)。傳輸設(shè)備側(cè)光接口一般用SC接頭。

LC接口類型：LC接頭與SC接頭形狀相似，較SC接頭小一些。

ST接頭：ST接頭又叫卡接式圓型接頭，對于10Base-F連接來說，連接器通常是ST類型的。第10頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖的各種接頭如下圖所示：FCconnectorSCconnectorLCconnectorSTconnector在表示尾纖接頭的標(biāo)注中，我們常能見到“FC/PC”，“SC/PC”等，其含義如下：“/”前面部分表示尾纖的連接器型號,“/”后面表明光纖接頭截面工藝，即研磨方式。第11頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖連接器的研磨類型光纖連接器是通過插芯端面相互對接來實(shí)現(xiàn)光信號傳輸?shù)?，所以對于光纖連接器不論何種型號，我們都可以將其插芯研磨平面歸納為下面兩種類型，即：PC（PhysicalContact）研磨平面，UPC（UltraPC）、APC(AngelPC)研磨平面。

PC研磨平面：將端面研磨成球面的方法對光纖直接進(jìn)行連接。其插入損耗小、信號定，由于研磨減少了端面的反射光線，從而提高了回波損耗。UPC研磨平面：研磨的回波損耗大于50dB，特別是用于SDH高速系統(tǒng)。APC研磨平面：將端面研磨成8°球面，使反射光向光纖的外面反射，從而得到60dB以上的回波損耗，這種方法插入損耗小，多用于模擬映像傳輸，特別適用與高速系統(tǒng)、光纖CATV、EDFA等。第12頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月這幾種連接器雖然外觀不一樣，但核心組件——套筒是一樣的。套筒是一個加工精密的套管（有開口和不開口兩種），兩個插針在套筒中對接并保證兩根光纖的對準(zhǔn)。其原理是：以插針的外圓柱面為基準(zhǔn)面，插針與套筒之間為緊配合；當(dāng)光纖纖芯外圓柱面的同軸度、插針的外圓柱面和端面、以及套筒的內(nèi)孔加工的非常精密時(shí)，兩根插針在套筒中對接，就實(shí)現(xiàn)了兩根光纖的對準(zhǔn)。

第13頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月四、光纖連接器的性能光纖連接器的性能，首先是光學(xué)性能，此外還要考慮光纖連接器的互換性、重復(fù)性、抗拉強(qiáng)度、溫度和插拔次數(shù)等。

（1）光學(xué)性能：對于光纖連接器的旋光性能方面的要求，主要是插入損耗和回波損耗這兩個最基本的參數(shù)。

插入損耗（Insertion

Loss）即連接損耗，是指因連接器的導(dǎo)入而引起的鏈路有效光功率的損耗。插入損耗越小越好，一般要求應(yīng)不大于0.5dB。

回波損耗（Return

Loss,

Reflection

Loss）是指連接器對鏈路光功率反射的抑制能力，其典型值應(yīng)不小于25dB。實(shí)際應(yīng)用的連接器，插針表面經(jīng)過了專門的拋光處理，可以使回波損耗更大，一般不低于45dB。

（2）互換性、重復(fù)性

光纖連接器是通用的無源器件，對于同一類型的光纖連接器，一般都可以任意組合使用、并可以重復(fù)多次使用，由此而導(dǎo)入的附加損耗一般都在小于0.2dB的范圍內(nèi)。

第14頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）抗拉強(qiáng)度

對于做好的光纖連接器，一般要求其抗拉強(qiáng)度應(yīng)不低于90N。

（4）溫度

一般要求，光纖連接器必須在-40℃

~

+70℃的溫度下能夠正常使用。

（5）插拔次數(shù)

目前使用的光纖連接器一般都可以插拔l000次以上。

第15頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月五、連接器的使用連接器一般用于下述位置：①光端機(jī)到光配接箱之間采用光纖跳線；②在光配線箱內(nèi)采用光纖適配器（法蘭盤）將光端機(jī)來的跳線與引出光纜相連的尾纖連通；③各種光測試儀一般將光跳線一端頭固定在測試口上另一端與測試點(diǎn)連接；④光端機(jī)內(nèi)部采用尾纖與法蘭盤相連以引出引入光信號；⑤光發(fā)射機(jī)內(nèi)部，激光器輸出尾纖通過法蘭盤與系統(tǒng)主干尾纖相連；⑥光分路器的輸入、輸出尾纖與法蘭盤的活動連接。第16頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月連接器使用的位置：第17頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月六、光模塊知識簡介1.光纖模塊的構(gòu)成：有發(fā)射激（TOSA),接受（ROSSA)線路板IC

外部配件等。簡單的說，光模塊的作用就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖傳送后，接收端再把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。SFPTOSAROSSA第18頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月2.光模塊的分類按照封裝分：1×9、SFF、SFP、GBIC、SFP+、XFP、X2、XENPAK1×9封裝--焊接型光模塊，一般速率有52M/155M/622M/1.25G，多采用SC接口；SFF封裝--焊接小封裝光模塊，一般速率155M/622M/1.25G/2.25G/4.25G，多采用LC接口；GBIC封裝--熱插拔千兆接口光模塊，采用SC接口；SFP封裝--熱插拔小封裝模塊，目前最高數(shù)率可達(dá)155M/622M/1.25G/2.125G/4.25G/8G/10G,多采用LC接口；

XENPAK封裝--應(yīng)用在萬兆以太網(wǎng)，采用SC接口；XFP封裝--10G光模塊，可用在萬兆以太網(wǎng)，SONET等多種系統(tǒng)，多采用LC接口。

第19頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月3、SFP&GBIC識別（1）何為GBIC？

GBIC是GigaBitrateInterfaceConverter的縮寫，是將千兆位電信號轉(zhuǎn)換為光信號的接口器件。GBIC設(shè)計(jì)上可以為熱插拔使用。GBIC是一種符合國際標(biāo)準(zhǔn)的可互換產(chǎn)品。采用GBIC接口設(shè)計(jì)的千兆位交換機(jī)由于互換靈活，在市場上占有較大的市場分額。速率主要為155M，100M，GE連接器是SC

（2）何為SFP？

SFP是SMALLFORMPLUGGABLE的縮寫，可以簡單的理解為GBIC的升級版本。SFP模塊體積比GBIC模塊減少一半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口數(shù)量。SFP模塊的其他功能基本和GBIC一致。有些交換機(jī)廠商稱SFP模塊為小型化GBIC（MINI-GBIC）。目前已經(jīng)成為主流的光纖模塊，速率主要為155M，100M，GE，2.5G連接器是LCGBICSFP第20頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月GBIC和SFP都有SX（MM），LX（SM），LH/ZX（SM）之分GBIC的各種型號在設(shè)備上無法識別，只能通過IOS讀取其型號或者從設(shè)備上將模塊取出。SFP的型號識別方法注意SFP上有一個有顏色的小把手把手的顏色與模塊的型號對應(yīng)關(guān)系如下對于GE的SFP來說黑色：多模MMSX模塊藍(lán)色：單模SMLX模塊淺黃色：單模SMLHorZX模塊（不同的廠家的叫法不一，有叫LH的，也有叫ZX的）對于2.5G的SFP來說灰色：單模SMSR模塊綠色：單模SMLR模塊第21頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月4.光電轉(zhuǎn)換器光電轉(zhuǎn)換器即光model，俗稱光貓。是目前中小公司包括大型公司經(jīng)常使用到的一種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。如果說得更加專業(yè)的話，光貓是一種類似于基帶MODEM（數(shù)字調(diào)制解調(diào)器）的設(shè)備，和基帶MODEM不同的是接入的是光纖專線，是光信號。用光電信號的轉(zhuǎn)換和接口協(xié)議的轉(zhuǎn)換后接入路由器，他屬于是廣域網(wǎng)接入的一種，也就是常常說到的光纖接入，只要存在光纖的地方都需要光貓對光信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

既然我們知道了凡是公司使用光纖都需要使用光貓對輸入來的光纖中光信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過光貓轉(zhuǎn)換后的信號已經(jīng)是電信號了。我們通過光貓后頭的RJ45以太網(wǎng)接口連接路由交換設(shè)備即可，當(dāng)然直接連接計(jì)算機(jī)也是沒有任何問題的。在接入光纖連到光貓的同時(shí)，還需要ISP也使用一個光貓連接到同一條光纖上，這也是為什么光貓都是成對賣的原因。一個用于發(fā)送信號，另一個用于接收信號。第22頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月七、光接入網(wǎng)的應(yīng)用類型根據(jù)ONU（光節(jié)點(diǎn)）的位置，OAN可劃分為4種基本類型，即光纖到路邊（FTTC）、光纖到樓（FTTB）、光纖到辦公室(FTTO)及光纖到家（FTTH）。交換機(jī)OLT光分路器ONU銅線引入光纜ONUONUFTTHFTTCFTTB光接入網(wǎng)的應(yīng)用類型第23頁，課件共26頁，創(chuàng)作于2023年2月1.FTTB簡介FTTB+LAN(簡稱FTTB)：即FibertoTheBuilding（光纖到樓），是一種基于優(yōu)化光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的寬帶接入方式，我們稱為FTTB+LAN的寬帶接入網(wǎng)（簡稱FTTB）。它是利用數(shù)字寬帶技術(shù)，光纖直接到小區(qū)里，再通過雙絞線（超五類雙絞線或4對非屏蔽雙絞線）到各個用戶。FTTB采用的是專線接入，無需撥號，安裝簡便，客戶端只需在計(jì)算機(jī)上安裝一塊網(wǎng)卡即可進(jìn)行24小時(shí)高速上網(wǎng)。FTTB提供最高上下行速率是10Mb