第二章光纖光纜

第二章光纖光纜第1頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第一章

光纖光纜第2頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月本章的重點：介紹光纖及其主要特性、光纖通信基本原理、光纖通信優(yōu)越性光纜的類型、結構、種類和規(guī)格、物理性能等知識，使維護人員對光纖光纜能有深刻的認識。第一章光纖光纜第3頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)光纖第二節(jié)光纖傳輸?shù)幕驹淼谌?jié)光纖的主要特性第四節(jié)幾種單模光纖標準介紹第五節(jié)光纜的種類和結構第六節(jié)光纜的機械物理性能目錄第4頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

一、光纖的結構

光纖實際是由透明材料做成的纖芯和在它周圍采用比纖芯折射率稍低的材料做成的包層所被覆，并將射入纖芯的光信號，經(jīng)包層界面反射，使光信號保持在纖芯中傳播前進的媒體。

第一節(jié)光纖第5頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

光纖的分類方法有：

工作波長（長、短波）

折射率分布（階躍、漸變）

傳輸模式（SM、MM）

材料性質（石英、塑料）

套塑方法等（緊套、松套）二、光纖的分類第一節(jié)光纖第6頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月1．幾何參數(shù)

纖芯直徑：在光纖的橫截面上能夠確定纖芯中心的圓的直徑包層直徑：在光纖的橫截面上能夠確定包層中心的圓的直徑不圓度：纖芯、包層斷面最大直徑與最小直徑的差與標稱直徑的比值同心度：纖芯在光纖芯內所處的中心程度2．光學參數(shù)

數(shù)值孔徑：表征光纖接收光的能力大?。ㄈ肷浣嵌鹊目捎梅秶?/p>

模場直徑：基模場強在光纖橫截面內分布的范圍（有效光斑）

截止波長：保證單模傳輸?shù)淖钚」ぷ鞑ㄩL三、光纖的參數(shù)第一節(jié)光纖第7頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月帶狀光纖常用是由4、6、8、12、24……芯UV固化涂覆光纖和UV固化粘結材料組成，通過粘結材料把光纖集中在一個組合的線性陣列中。接續(xù)時一般也是同時一次性接續(xù)完成。

四、帶狀光纖簡介第一節(jié)光纖第8頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月1．新型多模光纖：100Gb/s速率下為數(shù)據(jù)中心、高速計算、超級計算中心、局域網(wǎng)和中央辦公室等應用實現(xiàn)低成本數(shù)據(jù)傳輸。

2．新型單模光纖塑料光纖（室內數(shù)據(jù)傳輸）晶體光纖（穩(wěn)定的光弧子傳輸）五、新型光纖第一節(jié)光纖第9頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月目錄第一節(jié)光纖第二節(jié)光纖傳輸?shù)幕驹淼谌?jié)光纖的主要特性第四節(jié)幾種單模光纖標準介紹第五節(jié)光纜的種類和結構第六節(jié)光纜的機械物理性能第10頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月本節(jié)主要從光的全反射和階躍型多模光纖的傳光條件來論述光纖傳輸?shù)幕驹淼诙?jié)光纖傳輸?shù)幕驹淼?1頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月光的全反射法線界面n1n2

1=c

2臨界角sin

c=n2/n1c=NA（數(shù)值孔徑）第二節(jié)光纖傳輸?shù)幕驹矸ň€界面n1n2

1>c第12頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)光纖傳輸?shù)幕驹頌楹啽闫鹨姡噪A躍型多模光纖的交軸(子午)光線為例，進一步討論光纖的傳輸條件。設纖芯和包層折射率分別為n1和n2，空氣的折射率n0=1，纖芯中心軸線與z軸一致。第13頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)光纖傳輸?shù)幕驹?a)階躍型多模光纖（SIF）

(b)漸變型多模光纖（GIF）

（c）

單模光纖（SMF）

第14頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)光纖第二節(jié)光纖的傳輸?shù)幕驹淼谌?jié)光纖主要特性第四節(jié)幾種單模光纖標準介紹第五節(jié)光纜的種類和結構第六節(jié)光纜的機械物理性能目錄第15頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、傳輸特性二、機械特性三、溫度特性第三節(jié)光纖的主要特性第16頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、傳輸特性1、損耗2、色散3、色度色散4、偏振模色散第三節(jié)光纖的主要特性第17頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、傳輸特性1、損耗

光纖的損耗又稱衰減。很大程度上決定光纖通信的中繼距離。損耗用損耗常數(shù)來a(λ)(dB/km)來表達，表示單位長度的某一波長光功率信號的衰減值。主要有固有損耗、外部損耗和應用損耗等第18頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、傳輸特性2、色散當一個光脈沖從光纖輸入，經(jīng)過一段長度的光纖傳輸之后，其輸出端的光脈沖會變寬，甚至有了明顯的失真。光纖的色散會限制光纖的傳輸距離和傳輸速率。單位Ps/nm.km

光纖的色散主要有三部分即模式色散、材料色散與波導色散（結構色散）

色散光纖

模式色散材料色散

結構色散（波導色散）多模主要影響主要影響可以忽略單模不存在主要影響隨波長增大第19頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、傳輸特性3、單模光纖的色度色散材料色散與波導色散（結構色散）合稱色度色散（下圖為單模光纖傳輸特性的分析圖，包含了幾種標準的光纖色散特性斜率）.

第20頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、傳輸特性4、偏振模色散單模光纖傳輸光波的基模含有兩個相互垂直的偏振模。實際光纖中存在著隨機雙折射,使兩個正交偏振模的傳播速度不等，經(jīng)過一段光纖所需的時間就不一樣，造成了兩個偏振模的群時延差，即PMD

引起原因:纖芯不圓、內部殘余應力、彎曲、扭絞、振動

影響:高速傳輸容量和傳輸距離

單位為第21頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月二、機械特性第三節(jié)光纖的主要特性光纖的機械特性直接關系著它的抗張強度和使用壽命。光纖的抗張強度，很大程度上反映了光纖的制造水平。

1、影響光纖強度的主要因素預制棒質量、環(huán)境污染、涂敷技術、機械損傷2、光纖斷裂分析氣泡、雜質、損傷3、光纖的壽命使用環(huán)境、應力(濕度、潮氣以及靜態(tài)、動態(tài)疲勞)第22頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、溫度特性第三節(jié)光纖的主要特性1、光纖的溫度特性是指在高、低溫條件下對光纖損耗的影響，一般是損耗增大。

2、注意施工時的低溫特性和環(huán)境改善(光纜施工的接續(xù)，一般不應在低于-5?條件下進行)第23頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)光纖第二節(jié)光纖的傳輸?shù)幕驹淼谌?jié)光纖主要特性第四節(jié)幾種單模光纖標準介紹第五節(jié)光纜的種類和結構第六節(jié)光纜的機械物理性能目錄第24頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月1、G.652光纖：也稱標準單模光纖（SMF），是指色散零點（即色散為零的波長）在1310nm附近的光纖，目前G.652光纖已開發(fā)使用到G.652C和G.652D，即無水峰、全波段光纖。2、G.653光纖：也稱色散位移光纖（DSF），是指色散零點在1550nm附近的光纖，它相對于G.652光纖，色散零點發(fā)生了移動，所以叫色散位移光纖。3、G.655光纖：也稱非零色散位移單模光纖，將色散零點的位置從1550nm附近移開一定波長數(shù)，使色散零點不在1550nm附近的DWDM工作波長范圍內，這種光纖就是非零色散位移光纖（NDSF）。目前此類光纖已發(fā)展至G.655B和G.655C光纖，與G.655A型相比增大了C波段的色散值范圍，增加了在1625nm最大值衰減值的要求，PMD值降低，更適合DWDM系統(tǒng)。4、G.656光纖：即新型寬帶光傳輸非零色散位移單模光纖。5、G.657光纖：彎曲不敏感單模光纖，最小彎曲半徑可達5MM，良好的抗疲勞能力。

一、分類第四節(jié)幾種單模光纖標準介紹第25頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖波段劃分OCSULE00.20.40.612501350145015501650Wavelength

(nm)Fiberloss(dB/km)C波段（1530-1565nm）；L波段（1565-1625nm）；

E波段（1360-1460nm）；S波段（1460-1530nm）；U波段（1625-1675nm）第四節(jié)幾種單模光纖標準介紹第26頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

二、演進過程第四節(jié)幾種單模光纖標準介紹色散影響,高速需補償G.652零色散點平移,非線性效應大G.653有一定色散,斜率不優(yōu)化G.655色散小,全波段,間隔小G.656G.657彎曲損耗不敏感第27頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)光纖第二節(jié)光纖的傳輸?shù)幕驹淼谌?jié)光纖主要特性第四節(jié)幾種單模光纖標準介紹第五節(jié)光纜的種類和結構第六節(jié)光纜的機械物理性能目錄第28頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)光纜的種類與結構一、光纜的種類二、光纜的型號三、幾種典型的光纜結構第29頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、光纜的種類

1、按傳輸性能、距離和用途分類

可分為市話光纜、長途光纜、海底光纜和用戶光纜

2．按光纖的種類分類

可分為多模光纜、單模光纜

3．按光纖套塑方法分類

可分為緊套光纜、松套光纜、束管式光纜和帶狀多芯單元光纜

4．按光纖芯數(shù)多少分類

可分為單芯光纜、雙芯光纜、四芯光纜、六芯光纜、八芯光纜、十二芯光纜和二十四芯光纜等

5．按加強件配置方法分類

光纜可分為中心加強構件光纜（如層絞式光纜、骨架式光纜等）、分散加強構件光纜（如束管兩側加強光纜和扁平光纜）、護層加強構件光纜（如束管鋼絲鎧裝光纜）和PE外護層加一定數(shù)量的細鋼絲的PE細鋼絲綜合外護層光纜。

第五節(jié)光纜的種類與結構第30頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月一、光纜的種類6．按敷設方式分類光纜可分為管道光纜、直埋光纜、架空光纜和水底光纜7．按護層材料性質分類光纜可分為聚乙烯護層普通光纜、聚氯乙烯護層阻燃光纜和尼龍防蟻防鼠光纜8．按傳輸導體、介質狀況分類光纜可分為無金屬光纜、普通光纜和綜合光纜9．按結構方式分類光纜可分為扁平結構光纜、層絞式結構光纜、骨架式結構光纜、鎧裝結構光纜（包括單、雙層鎧裝）和高密度用戶光纜等10．目前通信用光纜可分為（1）室(野)外光纜——用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷設（2）軟光纜——具有優(yōu)良的曲撓性能的可移動光纜。（3）室（局）內光纜——適用于室內布放的光纜。（4）設備內光纜——用于設備內布放的光纜。（5）海底光纜——用于跨海洋敷設的光纜。（6）特種光纜——除上述幾類之外，作特殊用途的光纜第31頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)光纜的種類與結構

二、光纜型號由它的型式代號和規(guī)格代號構成，中間用一短橫線分開。1、光纜型式由五個部分組成2、光纜規(guī)格由五部分七項內容組成GYGZL03-12T50/125（21008）C+5×4×0.9。第32頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)光纜的種類與結構三、幾種典型的光纜結構1、層絞式結構光纜2、骨架式結構光纜3、中心束管式結構光纜4、帶狀結構光纜5、單芯結構光纜6、特殊結構光纜第33頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、幾種典型的光纜結構

1、層絞式結構光纜：把放置在松套管內的光纖繞在加強芯周圍絞合而構成?？估?，余長合理。第34頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、幾種典型的光纜結構

2、骨架式結構光纜：把光纖放入加強芯周圍的螺旋形塑料骨架凹槽內而構成。抗側壓

第35頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、幾種典型的光纜結構3、束管式光纜：把一次涂覆光纖或光纖束放入大套管中，加強芯配置在套管周圍而構成

。重量輕第36頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、幾種典型的光纜結構4、帶狀光纜：帶狀光纖單元放入形成中心束管、骨架式或層絞式結構。第37頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、幾種典型的光纜結構5、單芯光纜：簡稱單芯軟光纜，主要用于局內（或站內）或儀表測試軟線第38頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月三、幾種典型的光纜結構6、特殊結構光纜：光/電力組合纜、光/架空地線組合纜和海底光纜和無金屬光纜第39頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月

四、新型光纜主要是成纜結構的變化：向直徑小、重量輕、全干式、布放快方向發(fā)展。第40頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月四、新型光纜皮線光纜（軟光纜）：引入光纜、室內光纜。FTTX的大量需求。第41頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)光纖第二節(jié)光纖傳輸?shù)幕驹淼谌?jié)光纖的主要特性第四節(jié)幾種單模光纖標準介紹第五節(jié)光纜的種類和結構第六節(jié)光纜的機械物理性能目錄第42頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)光纜機械物理性能光纜的機械物理性能十分重要，是確保安全敷設、可靠運行和壽命要求的基本條件，是確保光纜在正常環(huán)境和惡劣條件下達到設計能力的必要條件。一、機械性能和試驗要求二、環(huán)境條件及試驗要求

第43頁，課件共47頁，創(chuàng)作于2023年2月第六節(jié)光纜機械物理性能序號項目方法

試驗條件驗收要求1拉伸GB/T7425.2卡盤直徑\受試長度\拉伸速率\拉伸負載\持續(xù)時間無開裂、衰減變化符合要求2壓扁GB/T7425.35采樣壓點數(shù)/受壓面積/允許壓扁力/持續(xù)時間個護層無開裂附加衰減符合要求3沖擊GB/T7425.45采樣點/沖錘重量/沖錘落高/沖