光纖光纜的基本知識(shí)

關(guān)于光纖光纜的基本知識(shí)光纖的組成光纖由兩個(gè)基本部分組成：由透明的光學(xué)材料制成的芯和包層、涂敷層。

第2頁,共47頁，2024年2月25日，星期天描述光纖線路傳輸特性的基本參數(shù)有哪些？

包括損耗、色散、帶寬、截止波長(zhǎng)、模場(chǎng)直徑等。

第3頁,共47頁，2024年2月25日，星期天產(chǎn)生光纖衰減的原因有什么？光纖的衰減是指在一根光纖的兩個(gè)橫截面間的光功率的減少，與波長(zhǎng)有關(guān)。造成衰減的主要原因是散射、吸收以及由于連接器、接頭造成的光損耗。

第4頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光纖衰減系數(shù)是如何定義的？用穩(wěn)態(tài)中一根均勻光纖單位長(zhǎng)度上的衰減（dB/km）來定義。

第5頁,共47頁，2024年2月25日，星期天插入損耗是什么？是指光傳輸線路中插入光學(xué)部件（如插入連接器或耦合器）所引起的衰減。

第6頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光纖的帶寬與什么有關(guān)？光纖的帶寬指的是：在光纖的傳遞函數(shù)中，光功率的幅值比零頻率的幅值降低50%或3dB時(shí)的調(diào)制頻率。光纖的帶寬近似與其長(zhǎng)度成反比，帶寬長(zhǎng)度的乘積是一常量。

第7頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光纖的色散有幾種？與什么有關(guān)？光纖的色散是指一根光纖內(nèi)群時(shí)延的展寬，包括模色散、材料色散及結(jié)構(gòu)色散。取決于光源、光纖兩者的特性。

第8頁,共47頁，2024年2月25日，星期天信號(hào)在光纖中傳播的色散特性怎樣描述？可以用脈沖展寬、光纖的帶寬、光纖的色散系數(shù)三個(gè)物理量來描述。

第9頁,共47頁，2024年2月25日，星期天什么是截止波長(zhǎng)？是指光纖中只能傳導(dǎo)基模的最短波長(zhǎng)。對(duì)于單模光纖，其截止波長(zhǎng)必須短于傳導(dǎo)光的波長(zhǎng)。

第10頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光纖的色散對(duì)光纖通信系統(tǒng)的性能會(huì)產(chǎn)生什么影響？光纖的色散將使光脈沖在光纖中傳輸過程中發(fā)生展寬。影響誤碼率的大小，和傳輸距離的長(zhǎng)短，以及系統(tǒng)速率的大小。

第11頁,共47頁，2024年2月25日，星期天什么是背向散射法？背向散射法是一種沿光纖長(zhǎng)度上測(cè)量衰減的方法。光纖中的光功率絕大部分為前向傳播，但有很少部分朝發(fā)光器背向散射。在發(fā)光器處利用分光器觀察背向散射的時(shí)間曲線，從一端不僅能測(cè)量接入的均勻光纖的長(zhǎng)度和衰減，而且能測(cè)出局部的不規(guī)則性、斷點(diǎn)及在接頭和連接器引起的光功率損耗。

第12頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）的測(cè)試原理是什么？有何功能？OTDR基于光的背向散射與菲涅耳反射原理制作，利用光在光纖中傳播時(shí)產(chǎn)生的后向散射光來獲取衰減的信息，可用于測(cè)量光纖衰減、接頭損耗、光纖故障點(diǎn)定位以及了解光纖沿長(zhǎng)度的損耗分布情況等，是光纜施工、維護(hù)及監(jiān)測(cè)中必不可少的工具。其主要指標(biāo)參數(shù)包括：動(dòng)態(tài)范圍、靈敏度、分辨率、測(cè)量時(shí)間和盲區(qū)等。

第13頁,共47頁，2024年2月25日，星期天.OTDR的盲區(qū)是指什么？對(duì)測(cè)試會(huì)有何影響？在實(shí)際測(cè)試中對(duì)盲區(qū)如何處理？通常將諸如活動(dòng)連接器、機(jī)械接頭等特征點(diǎn)產(chǎn)生反射引起的OTDR接收端飽和而帶來的一系列“盲點(diǎn)”稱為盲區(qū)。

光纖中的盲區(qū)分為事件盲區(qū)和衰減盲區(qū)兩種：由于介入活動(dòng)連接器而引起反射峰，從反射峰的起始點(diǎn)到接收器飽和峰值之間的長(zhǎng)度距離，被稱為事件盲區(qū)；光纖中由于介入活動(dòng)連接器引起反射峰，從反射峰的起始點(diǎn)到可識(shí)別其他事件點(diǎn)之間的距離，被稱為衰減盲區(qū)。

對(duì)于OTDR來說，盲區(qū)越小越好。盲區(qū)會(huì)隨著脈沖展寬的寬度的增加而增大，增加脈沖寬度雖然增加了測(cè)量長(zhǎng)度，但也增大了測(cè)量盲區(qū)，所以，在測(cè)試光纖時(shí)，對(duì)OTDR附件的光纖和相鄰事件點(diǎn)的測(cè)量要使用窄脈沖，而對(duì)光纖遠(yuǎn)端進(jìn)行測(cè)量時(shí)要使用寬脈沖。第14頁,共47頁，2024年2月25日，星期天OTDR能否測(cè)量不同類型的光纖？如果使用單模OTDR模塊對(duì)多模光纖進(jìn)行測(cè)量，或使用一個(gè)多模OTDR模塊對(duì)諸如芯徑為62.5mm的單模光纖進(jìn)行測(cè)量，光纖長(zhǎng)度的測(cè)量結(jié)果不會(huì)受到影響，但諸如光纖損耗、光接頭損耗、回波損耗的結(jié)果是不正確的。所以，在測(cè)量光纖時(shí)，一定要選擇與被測(cè)光纖相匹配的OTDR進(jìn)行測(cè)量，這樣才能得到各項(xiàng)性能指標(biāo)均正確的結(jié)果。

第15頁,共47頁，2024年2月25日，星期天常見光測(cè)試儀表中的“1310nm”或“1550nm”指的是什么？指的是光信號(hào)的波長(zhǎng)。光纖通信使用的波長(zhǎng)范圍處于近紅外區(qū)，波長(zhǎng)在800nm～1700nm之間。常將其分為短波長(zhǎng)波段和長(zhǎng)波長(zhǎng)波段，前者指850nm波長(zhǎng)，后者指1310nm和1550nm。

第16頁,共47頁，2024年2月25日，星期天在目前商用光纖中，什么波長(zhǎng)的光具有最小色散？什么波長(zhǎng)的光具有具有最小損耗？1310nm波長(zhǎng)的光具有最小色散，1550nm波長(zhǎng)的光具有最小損耗。

第17頁,共47頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)光纖纖芯折射率的變化情況，光纖如何分類？可分為單模光纖和多模光纖。單模光纖芯徑約在1～10μm之間，在給定的工作波長(zhǎng)上，只傳輸單一基模，適于大容量長(zhǎng)距離通信系統(tǒng)。多模光纖能傳輸多個(gè)模式的光波，芯徑約在50～60μm之間，傳輸性能比單模光纖差。

在傳送復(fù)用保護(hù)的電流差動(dòng)保護(hù)時(shí)，安裝在變電站通信機(jī)房的光電轉(zhuǎn)換裝置與安裝在主控室的保護(hù)裝置之間多用多模光纖。

第18頁,共47頁，2024年2月25日，星期天階躍折射率光纖的數(shù)值孔經(jīng)(NA)有何意義？數(shù)值孔經(jīng)(NA)表示光纖的收光能力,NA越大，光纖收集光線能力越強(qiáng)。

第19頁,共47頁，2024年2月25日，星期天.什么是單模光纖的雙折射？單模光纖中存在兩個(gè)正交偏振模式,當(dāng)光纖不完全園柱對(duì)稱時(shí),兩個(gè)正交偏振模式并不是簡(jiǎn)并的,兩個(gè)正交偏振的模折射率的差的絕對(duì)值即為雙折射。

第20頁,共47頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)光纖纖芯折射率的變化情況，光纖如何分類？可分為階躍光纖和漸變光纖。階躍光纖帶寬較窄，適用于小容量短距離通信；漸變光纖帶寬較寬，適用于中、大容量通信。

第21頁,共47頁，2024年2月25日，星期天.最常見的光纜結(jié)構(gòu)有幾種？有層絞式和骨架式兩種。

第22頁,共47頁，2024年2月25日，星期天.光纜主要由什么組成？主要由：纖芯、光纖油膏、護(hù)套材料、PBT（聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯）等材料組成。

第23頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光纜的鎧裝是指什么？是指在特殊用途的光纜中（如海底光纜等）所使用的保護(hù)元件（通常為鋼絲或鋼帶）。鎧裝都附在光纜的內(nèi)護(hù)套上。

第24頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光纜護(hù)套用什么材料？光纜護(hù)套或護(hù)層通常由聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）材料構(gòu)成，其作用是保護(hù)纜芯不受外界影響。

第25頁,共47頁，2024年2月25日，星期天列舉在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的特殊光纜。主要有三種特殊光纜：

地線復(fù)合光纜（OPGW），光纖置于鋼包鋁絞結(jié)構(gòu)的電力線內(nèi)。OPGW光纜的應(yīng)用，起到了地線和通信的雙功能，有效地提高了電力桿塔的利用率。

纏繞式光纜（GWWOP），在已有輸電線路的地方，將這種光纜纏繞或懸掛在地線上。

自承式光纜（ADSS），有很強(qiáng)的抗張能力，可直接掛在兩座電力桿塔之間，其最大跨距可達(dá)1000m。

第26頁,共47頁，2024年2月25日，星期天OPGW光纜的應(yīng)用結(jié)構(gòu)有幾種？主要有：1）塑管層絞+鋁管的結(jié)構(gòu)；2)

中心塑管+鋁管的結(jié)構(gòu)；3)

鋁骨架結(jié)構(gòu)；4)螺旋鋁管結(jié)構(gòu)；5)單層不銹鋼管結(jié)構(gòu)(中心不銹鋼管結(jié)構(gòu)、不銹鋼管層絞結(jié)構(gòu))；6)復(fù)合不銹鋼管結(jié)構(gòu)(中心不銹鋼管結(jié)構(gòu)、不銹鋼管層絞結(jié)構(gòu))。

第27頁,共47頁，2024年2月25日，星期天.OPGW光纜纜芯外的絞線線材主要由什么組成？以AA線(鋁合金線)和AS線材(鋁包鋼線)組成。

第28頁,共47頁，2024年2月25日，星期天要選擇OPGW光纜型號(hào)，應(yīng)具備的技術(shù)條件有哪些？：1)OPGW光纜的標(biāo)稱抗拉強(qiáng)度(RTS)(kN)；2)OPGW光纜的光纖芯數(shù)(SM)；3)短路電流(kA)；4)短路時(shí)間(s)；5)溫度范圍(℃)。

第29頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光纜的彎曲程度是如何限制的？光纜彎曲半徑應(yīng)不小于光纜外徑的20倍，施工過程中（非靜止?fàn)顟B(tài)）不小于光纜外徑的30倍。

第30頁,共47頁，2024年2月25日，星期天在ADSS光纜工程中，需注意什么？有三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)：光纜機(jī)械設(shè)計(jì)、懸掛點(diǎn)的確定和配套金具的選擇與安裝。

第31頁,共47頁，2024年2月25日，星期天.光纜金具主要有哪些？光纜金具是指安裝光纜使用的硬件，主要有：耐張線夾，懸垂線夾、防振器等。

第32頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光纖連接器有兩個(gè)最基本的性能參數(shù)，分別是什么？光纖連接器俗稱活接頭.對(duì)于單纖連接器光性能方面的要求，重點(diǎn)是在介入損耗和回波損耗這兩個(gè)最基本的性能參數(shù)上。

第33頁,共47頁，2024年2月25日，星期天常用的光纖連接器有幾類？按照不同的分類方法，光纖連接器可以分為不同的種類，按傳輸媒介的不同可分為單模光纖連接器和多模光纖連接器；按結(jié)構(gòu)的不同可分為FC、SC、ST、D4、DIN、Biconic、MU、LC、MT等各種型式；按連接器的插針端面可分為FC、PC（UPC）和APC。常用的光纖連接器：FC／PC型光纖連接器、SC型光纖連接器，LC型光纖連接器。

第34頁,共47頁，2024年2月25日，星期天在光纖通信系統(tǒng)中，常見下列物品，請(qǐng)指出其名稱。AFC、FC型適配器

ST型適配器

SC型適配器

FC/APC、FC/PC型連接器SC型連接器

ST型連接器

LC型跳線

MU型跳線

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第35頁,共47頁，2024年2月25日，星期天.什么是光纖連接器的介入損耗（或稱插入損耗）？是指因連接器的介入而引起傳輸線路有效功率減小的量值，對(duì)于用戶來說，該值越小越好。ITU-T規(guī)定其值應(yīng)不大于0.5dB。

第36頁,共47頁，2024年2月25日，星期天什么是光纖連接器的回波損耗（或稱反射衰減、回?fù)p、回程損耗）？是衡量從連接器反射回來并沿輸入通道返回的輸入功率分量的一個(gè)量度，其典型值應(yīng)不小于25dB。

第37頁,共47頁，2024年2月25日，星期天發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器發(fā)出的光最突出的差別是什么？發(fā)光二極管產(chǎn)生的光是非相干光，頻譜寬；激光器產(chǎn)生的光是相干光，頻譜很窄。

第38頁,共47頁，2024年2月25日，星期天發(fā)光二極管（LED）和半導(dǎo)體激光器（LD）的工作特性最明顯的不同是什么？LED沒有閾值，LD則存在閾值，只有注入電流超過閾值后才會(huì)產(chǎn)生激光。

第39頁,共47頁，2024年2月25日，星期天單縱模半導(dǎo)體激光器常用的有哪兩種？：DFB激光器和DBR激光器，二者均為分布反饋激光器，其光反饋是由光腔內(nèi)的分布反饋布拉格光柵提供的。

第40頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光接收器件主要有哪兩種？主要有光電二極管（PIN管）和雪崩光電二極管（APD）

第41頁,共47頁，2024年2月25日，星期天光纖通信系統(tǒng)的噪聲產(chǎn)生的因素有哪些？有由于消光比不合格產(chǎn)生的噪聲，光強(qiáng)度隨機(jī)變化的噪聲，時(shí)間抖動(dòng)引起的噪聲，接收機(jī)的點(diǎn)噪聲和熱噪聲，光纖的模式噪聲，色散導(dǎo)致的脈沖展寬產(chǎn)生的噪聲，LD的模分配噪聲，LD的頻率啁啾產(chǎn)生的噪聲以及反射產(chǎn)生的噪聲。

第42頁,共47頁，2024年2月25日，星期天目前用于傳輸網(wǎng)建設(shè)的光纖主要有哪些？其主要特點(diǎn)是什么？主要有三種，即G.652常規(guī)單模光纖、G.653色散位移單模光纖和G.655非零色散位移光纖。

G.652單模光纖在C波段1530～1565nm和L波段1565～1625nm的色散較大，一般為17～22psnm?km，系統(tǒng)速率達(dá)到2.5Gbit/s以上時(shí)，需要進(jìn)行色散補(bǔ)償，在10Gbit/s時(shí)系統(tǒng)色散補(bǔ)償成本較大，它是目前傳輸網(wǎng)中敷設(shè)最為普遍的一種光纖。

G.653色散位移光纖在C波段和L波段的色散一般為-1～3.5psnm?km，在1550nm是零色散，系統(tǒng)速率可達(dá)到20Gbit/s和40Gbit/s，是單波長(zhǎng)超長(zhǎng)距離傳輸?shù)淖罴压饫w。但是，由于其零色散的特性，在采用DWDM擴(kuò)容時(shí)，會(huì)出現(xiàn)非線性效