光纖及光纖接口知識(shí)ppt課件

1、光纖及光纖接口知識(shí),一、光纖基本知識(shí) 二、光纖連接器概述 三、光纖的接口 四、光纖連接器的性能 五、連接器的使用 六、光模塊知識(shí)簡(jiǎn)介 七、光接入網(wǎng)的應(yīng)用類(lèi)型,1,一.光纖基本知識(shí),1、光纖的粗細(xì)只有頭發(fā)的1/10，即125m，其中光通過(guò)的地方（纖芯）僅為10m，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）.,2,2、光纖的種類(lèi) 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62.5m)，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(hào)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

2、璃芯很細(xì)(芯徑一般為9或10m)，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,3,3、光纖耦合器,4、光纖尾纖和光纖跳線(xiàn) 簡(jiǎn)單的說(shuō)尾纖指一端為接口，另一端為光纖的器件，光纖跳線(xiàn)是兩端有接口，中間為光纖的器件。將一根光纖跳線(xiàn)從中間剪斷就成為兩根尾纖了。連接器插頭是跳線(xiàn)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(hào)、規(guī)格的跳線(xiàn)，跳線(xiàn)中光纖兩頭的插頭可以是同一型號(hào)，也可以是不同的型號(hào)。跳線(xiàn)可以是單芯的，也可以是多芯的。跳線(xiàn)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）

3、又稱(chēng)分歧器（Splitter），簡(jiǎn)單的說(shuō)就是將光訊號(hào)從一條光纖中分至多條光纖中的組件。,4,二、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：,5,1、光纖的結(jié)構(gòu) 被固定在光纖連接器中用來(lái)傳輸光纖信號(hào)的是光纖，光纖分單模光纖和多模光纖，兩者的外徑都是125m； 單模光纖：光穿過(guò)的被稱(chēng)作光纖芯的部分的粗細(xì)為8-10m； 多模光纖：光穿過(guò)的被稱(chēng)作光纖芯的部分的粗細(xì)為50m、62.5m；,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；,

4、6,2、通過(guò)將光纖連接起來(lái)，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(wú)限長(zhǎng)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(xiàn)錯(cuò)位，則光波不能傳送，角度錯(cuò)位光波也不能傳輸； 3、光纖連接器的結(jié)構(gòu)將1/1000mm錯(cuò)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(jiǎn)稱(chēng)插頭）內(nèi)部（SC/MU）有被稱(chēng)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125m的光纖，端面是經(jīng)過(guò)研磨的鏡面，

5、光纖信號(hào)在光纖的更中心部（光纖芯，直徑約為0.01mm）的地方通過(guò)，光纖連接器是由帶耦合縫的被稱(chēng)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(lái)，于是光波就通過(guò)了。 4、光纖通過(guò)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。,7,5、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(gè)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(duì)接；插頭的機(jī)械結(jié)構(gòu)用于對(duì)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

6、套管,8,插針是一個(gè)帶有微孔的精密圓柱體，其主要尺寸如下： 外徑 2.4990.0005mm 外徑不圓度 0.0005mm 微孔直徑 1260.5m 微孔偏心量 1m 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(chǎng)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。,9,三、光纖的接口,光纖接口是用來(lái)連接光纖線(xiàn)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(lèi)型，它們由日本NTT公司開(kāi)發(fā)。 F

7、C接口類(lèi)型：FC接頭又叫圓型帶螺紋接頭(配線(xiàn)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(lèi)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(lèi)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(duì)于10Base-F連接來(lái)說(shuō)，連接器通常是ST類(lèi)型的。,10,光纖的各種接頭如下圖所示：,FC connector,SC connector,LC connector,ST connector,在表示尾纖接頭的

8、標(biāo)注中，我們常能見(jiàn)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(hào) , “/”后面表明光纖接頭截面工藝，即研磨方式。,11,光纖連接器的研磨類(lèi)型,光纖連接器是通過(guò)插芯端面相互對(duì)接來(lái)實(shí)現(xiàn)光信號(hào)傳輸?shù)?，所以?duì)于光纖連接器不論何種型號(hào)，我們都可以將其插芯研磨平面歸納為下面兩種類(lèi)型，即：PC（Physical Contact）研磨平面，UPC（Ultra PC）、APC(Angel PC)研磨平面。 PC研磨平面：將端面研磨成球面的方法對(duì)光纖直接進(jìn)行連接。其插入損耗小、信號(hào)定，由于研磨減少了端面的反射光線(xiàn)，從而提高了回波損耗。 UPC研磨平面：研磨的回波損耗大于50

9、dB，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。,12,這幾種連接器雖然外觀(guān)不一樣，但核心組件套筒是一樣的。套筒是一個(gè)加工精密的套管（有開(kāi)口和不開(kāi)口兩種），兩個(gè)插針在套筒中對(duì)接并保證兩根光纖的對(duì)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(duì)接，就實(shí)現(xiàn)了兩根光纖的對(duì)準(zhǔn)。,13,四、光纖連接器的性能,光纖連接器的性能，

10、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(duì)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(gè)最基本的參數(shù)。 插入損耗（InsertionLoss）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（ReturnLoss,ReflectionLoss）是指連接器對(duì)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(guò)了專(zhuān)門(mén)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(wú)源器件，對(duì)于同

11、一類(lèi)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)。,14,（3）抗拉強(qiáng)度 對(duì)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。,15,五、連接器的使用,連接器一般用于下述位置： 光端機(jī)到光配接箱之間采用光纖跳線(xiàn)； 在光配線(xiàn)箱內(nèi)采用光纖適配器（法蘭盤(pán)）將光端機(jī)來(lái)的跳線(xiàn)與引出光纜相連的尾纖連通； 各種光測(cè)試儀一般將光跳線(xiàn)一端頭固定在測(cè)試口上另一端與測(cè)試點(diǎn)連接； 光端機(jī)內(nèi)部采用尾纖與法蘭盤(pán)相

12、連以引出引入光信號(hào)； 光發(fā)射機(jī)內(nèi)部，激光器輸出尾纖通過(guò)法蘭盤(pán)與系統(tǒng)主干尾纖相連； 光分路器的輸入、輸出尾纖與法蘭盤(pán)的活動(dòng)連接。,16,連接器使用的位置：,17,六、光模塊知識(shí)簡(jiǎn)介,1.光纖模塊的構(gòu)成：有發(fā)射激（TOSA),接受（ROSSA) 線(xiàn)路板 IC 外部配件等。,簡(jiǎn)單的說(shuō)，光模塊的作用就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)，通過(guò)光纖傳送后，接收端再把光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào) 。,SFP,TOSA,ROSSA,18,2.光模塊的分類(lèi),按照封裝分：19、SFF、SFP、GBIC 、SFP+ 、XFP 、X2 、XENPAK 19封裝-焊接型光模塊，一般速率有52M/155M/622M/1.25G

13、，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/4.25 G/8G/10G,多采用LC接口； XENPAK封裝-應(yīng)用在萬(wàn)兆以太網(wǎng)，采用SC接口； XFP封裝-10G光模塊，可用在萬(wàn)兆以太網(wǎng)，SONET等多種系統(tǒng)，多采用LC接 口。,19,3、SFP&GBIC識(shí)別,（1）何為GBIC？ GBIC是Giga Bitrate Interface Converter的縮寫(xiě)，是

14、將千兆位電信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)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(guó)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(chǎng)上占有較大的市場(chǎng)分額。速率主要為155M，100M，GE 連接器是SC （2）何為SFP？ SFP是SMALL FORM PLUGGABLE的縮寫(xiě)，可以簡(jiǎn)單的理解為GBIC的升級(jí)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(chǎng)商稱(chēng)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，G

15、E，2.5G 連接器是LC,GBIC,SFP,20,GBIC和SFP都有SX（MM），LX（SM），LH/ZX（SM）之分 GBIC的各種型號(hào)在設(shè)備上無(wú)法識(shí)別，只能通過(guò)IOS讀取其型號(hào)或者從設(shè)備上將模塊取出。,SFP的型號(hào)識(shí)別方法,注意SFP上有一個(gè)有顏色的小把手 把手的顏色與模塊的型號(hào)對(duì)應(yīng)關(guān)系如下 對(duì)于GE的SFP來(lái)說(shuō) 黑色：多模MM SX模塊 藍(lán)色：?jiǎn)文M LX模塊 淺黃色：?jiǎn)文M LH or ZX模塊（不同的廠(chǎng)家的叫法不一，有叫LH的，也有叫ZX的） 對(duì)于2.5G 的SFP來(lái)說(shuō) 灰色：?jiǎn)文M SR模塊 綠色：?jiǎn)文M LR模塊,21,4.光電轉(zhuǎn)換器,光電轉(zhuǎn)換器即光model，俗稱(chēng)光

16、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(shuō)得更加專(zhuān)業(yè)的話(huà)，光貓是一種類(lèi)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(zhuān) 線(xiàn)，是光信號(hào)。用光電信號(hào)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(shuō)到的光纖接入，只 要存在光纖的地方都需要光貓對(duì)光信號(hào)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(duì)輸入來(lái)的光纖中光信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過(guò)光貓轉(zhuǎn)換后的信號(hào)已經(jīng)是電信號(hào)了。我們通過(guò)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(méi)有任何問(wèn)題的。在接入光纖連到光貓的同時(shí)，還需要ISP也使

17、用一個(gè)光貓連接到同一條光纖上，這也是為什么光貓都是成對(duì)賣(mài)的原因。一個(gè)用于發(fā)送信號(hào)，另一個(gè)用于接收信號(hào)。,22,七、光接入網(wǎng)的應(yīng)用類(lèi)型,根據(jù)ONU（光節(jié)點(diǎn)）的位置，OAN可劃分為4種基本類(lèi)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(xiàn)引入,光纜,ONU,ONU,FTTH,FTTC,FTTB,光接入網(wǎng)的應(yīng)用類(lèi)型,23,1.FTTB簡(jiǎn)介,FTTB+LAN(簡(jiǎn)稱(chēng)FTTB)：即Fiber to The Building（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(chēng)為FTTB+LAN的寬帶接入

18、網(wǎng)（簡(jiǎn)稱(chēng)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(guò)雙絞線(xiàn)（超五類(lèi)雙絞線(xiàn)或4對(duì)非屏蔽雙絞線(xiàn)）到各個(gè)用戶(hù)。FTTB采用的是專(zhuān)線(xiàn)接入，無(wú)需撥號(hào)，安裝簡(jiǎn)便，客戶(hù)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10Mbps（獨(dú)享）。這是一種最合理、最實(shí)用、最經(jīng)濟(jì)有效的寬帶接入方法。,FTTB特點(diǎn)： (1)速度快:光纖到樓，網(wǎng)線(xiàn)到戶(hù)，上、下行最高速率可達(dá)到10Mbps，是普通56K調(diào)制解調(diào)器的180倍。 (2)容量大:每戶(hù)最高可獨(dú)享雙向均衡10M帶寬，相當(dāng)于普通電話(huà)帶寬64K的156倍。 (3)應(yīng)用廣:高速上網(wǎng) VOD視頻點(diǎn)播 家庭辦公（SOHO） 遠(yuǎn)程教育 視頻會(huì)議 遠(yuǎn)程辦公（ROBO） 遠(yuǎn)程醫(yī)療 網(wǎng)間互聯(lián),24,2.FTTH簡(jiǎn)介,FTTH(Fiber To The Home )，顧名思義就是一根光纖直接到家庭。具體說(shuō)，F(xiàn)TTH是指將光網(wǎng)絡(luò)單元(ONU)安裝在住