1--光纤光缆常识

1、中国移动通信集团河南有限公司网络部 1 1 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2 2 一、光 纤 光纤是光导纤维的简称，它是一根像头发 梢那么粗细的透明玻璃丝，是一种新的光波导。 它是由两种或多种不同折射率的玻璃材料控制 而成。 其基本结构:内层为纤芯，作用是传输光信 号，外层是包层，作用是使光信号封闭在纤芯 中传播。 通信用光纤的外径为125m，多模光纤的 纤芯为50m，单模光纤的纤芯为9-10m。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 3 3 1. 光纤结构 纤芯 包层 光纤，实际上是我们平时所说的裸纤。它的强度较差，尤 其是柔软性很差，为了达到实际使用的要求，在光纤制造过程 中，即裸纤从

2、高温炉拉出后2秒钟内要进行涂覆后的光纤才能 用来制造光缆，才能满足通信传输的要求。我们通常所说的光 纤，就是指这种涂覆光纤。 1.1 光纤结构示意图 中国移动通信集团河南有限公司网络部 4 4 1.2.1模数量及折射率分布分类：模数量及折射率分布分类： 按传输模的数量可分为多模光纤和单模光纤。按折射率分布状况 分类，多模光纤可为为阶跃型（突变型）光纤和梯度型（也称渐变型 或自聚焦型）光纤，单模光纤则为阶跃型光纤。 1.2.2按传输波长分类按传输波长分类 石英光纤按波长分类，可分为短波长光纤和长波长光纤。短波长 光纤的波长为0.85m（0.80.9m），波长为0.85m的多模光纤， 主要用于短距

3、离市话中继路或专业通信网等线路。长波长光纤的波长 为1.31.6m,具体波长有1.3m和1.55m两个窗口。单模光纤在 1.3m波长上具有零色散的特点，目前被广泛应用。 1.2.3按套塑结构分类按套塑结构分类 按套塑结构分类：紧套光纤和松套光纤。从施工角度来说，两种 套塑光纤在操作工艺上是有区别的，无论是去除涂层的方法还是使用 工具（如熔接机）的要求，或者安装工艺等等，都是不完全相同的。 这些，在工程设计和施工准备工作中，是必须注意的。 1.2光纤的分类 中国移动通信集团河南有限公司网络部 5 5 1.2.4按国际电联建议分类：按国际电联建议分类： G651多模光纤：工作波长为850nm的LA

4、N用的多模光纤。 G652光纤：最佳工作波长为1310nm的单模光纤。 G652A 、G652B称为标准光纤；G652C、 G652D称为低 水峰（全波 ）光纤。 G653光纤：零色散波长在1.55m窗口的单模光纤。 G654光纤：截止波长在1500 nm的海底应用单模光纤,又称 为最低衰减单 模光纤 。 G655光纤：在1550nm窗口给定波长区间内色散不为零的 色 散位移单模光纤，称为非零色散位移光纤 。其中，G655A 为单信道光纤；G655B、 G655C称为DWDM光纤。 G656光纤：使用于DWDM 系统S+C+L波带的非零色散位 移光纤 。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 6

5、 6 2.光纤传输特性 对于施工来说，光纤的传输特性与几何、光学 特性有较大的区别。几何、光学特性影响光纤的连 接质量，施工对它们不产生变化。而传输特性则相 反，它不影响施工，但施工对传输特性将产生直接 的影响。传输特性是施工中主要测量的内容，由于 受现场环境条件限制以及施工对于带宽一般不会变 坏的特点，故施工中一般只测损耗（对光纤而言）， 但从单盘到中继段，可分几次测量，分别把关，以 保证质量。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 7 7 2.1 损 耗 光纤的损耗称又称衰减。光信号在光纤中传 输，随着距离延长，光的强度随之不断减弱， 这正是由于损耗特性的原因。 光纤产生损耗的原因很多，从材

6、料、熔炼、 拉丝、套塑到施工、运行的每一个环节都将产 生损耗。其类型有固有损耗、外部损耗和应用 损耗等。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 8 8 2.1.1固有损耗固有损耗 固有损耗，是来源于石英玻璃材料本身的缺陷和所含杂 质，尤其和氢氧基的反应。固有损耗主要包括：杂质吸收；在 红外、紫外区玻璃的固有吸收以及瑞利散射等。 纤芯杂质吸收，以氢氧基吸光度最高，在近红外共内有较强 的吸收峰，而且氢氧基很难完全除去。红外紫外吸收是由于材 料的电子跃迁和分子振动所产生的吸收。瑞利散射，是由于材 料组分不均匀、折射率不均匀等所产生。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 9 9 2.1.2外部损耗外部损

7、耗 外部损耗，主要指辐射损耗。它与光纤拉制工艺、涂层 有关。就拉制工艺来说，光纤直径、椭圆度的波动和涂层 低温收缩导致光纤微弯都产生辐射损耗。除这种光纤结构 上不完善等因素外，光纤在成缆中由于受成缆方式、结构 工艺等影响，使光纤扭曲、侧压等造成微弯损耗。 2.1.3应用损耗应用损耗 施工安装和使用运行中造成的损耗称之为应用损耗。施工中，张力、 弯曲、挤压造成的宏弯和微弯，将产生宏弯（主要）和微弯损耗。安 装半径小的光缆或光缆长期受力使之存在残余引力以及运行中受外界 振动、蠕变温度等因素产生张力、弯曲以及潮气产生氢氧基（OH）， 这些都可能产生应用损耗。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 10

8、10 2.2 色 散 光纤不仅因有损耗使光信号传输受到限制，同时 光信号传输还受到色散(多模光纤习惯称带宽)的限制， 即光脉冲沿光纤传输时，脉冲宽度随距离增长而展宽， 从而使传输距离和传输速度受到限制。 引起脉冲展宽(色散)的因素很多，对于多模光 纤主要有模式色散、材料色散和波导色散等，其中模 式色散是主要因素。单模光纤由于只传输一种模式， 故不存在模式色散，主要受材料色散、波导色散的偏 振模色散的影响。由于光纤的模式色散比材料色散的 影响大得多，因此，单模光纤的带宽比多模光纤的带 宽要宽的多。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 1111 2.2.1 2.2.1 模式色散模式色散 模式色散一

9、般存在于多模光纤中。因为在多模光纤中同 时存在多个模式，不同模式沿光纤轴向传播的群速度是不同 的，它们到达终端时，必定会有先后，出现时延差，从而引 起脉冲宽度展宽. 2.2.2 2.2.2 材料色散材料色散 由于光纤材料的折射率随所传输光的波长的变化而变化， 不同波长的光信号同时经光纤传输时其群速度不同，从而引 起传输时延差，导致波形展宽，这就是材料色散。材料色散 取决于光纤材料折射率的波长特性和光源的线谱宽度。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 1212 2.2.3 2.2.3 波导色散波导色散 波导色散与光纤的几何结构、纤芯尺寸、相对折射率差 等因素有关，故也称为结构色散。由于有一部分光

10、会进入包 层内传播(这部分光能量的大小与波长有关)，其速度不同， 因而造成光脉冲展宽，这即为波导色散。一般来说，波导色 散对单模光纤是主要的，它通常比材料色散小。但在1.3m 波段，材料色散变小，使得两者相接近。 2.2.4 2.2.4 偏振模色散偏振模色散(PMD)(PMD) 偏振模色散是单模光纤特有的一种色散。在单模光纤中 实际传输的是两个相互正交的偏振模，它们的电场分别沿， 方向偏振，记作LP01和LP01，其相位常数 ， 不同，相应的群速度不同，从而引起偏振模色散， 中国移动通信集团河南有限公司网络部 1313 光纤通信的优缺点 中国移动通信集团河南有限公司网络部 1414 光缆：是以

11、一根或多根光纤或光纤束制成符合 光学，机械和环境特性的结构。光缆的结构直接影 响系统的传输质量，而且与施工也有较大的关系。 施工人员在敷设光缆前，必须了解光缆的结构和性 能。不同结构和性能的光缆；工程施工应按所选用 光缆的结构、性能，采取正确的操作方法，完成传 输线路的建设，并确保光缆的正常使用寿命。 光缆的组成: 芯径-包层-涂覆层- 松套管(其外有填充油和凯复拉-石棉网和玻璃纤 维组成)-加强芯-缆皮 二、光 缆 中国移动通信集团河南有限公司网络部 1515 1.光缆种类 光缆和种类较多，其分类的方法就更多。它的很多分类，不如 电缆分类那样单纯、明确。下面介绍一些我们习惯的分类。 a根据传

12、输性能、距离和用途，光缆可分为市话光缆、长途光缆、 海底光缆和用户光缆。 b按敷设方式可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆。 c按护层材料性质可分为聚乙烯护层普通光缆、聚氯乙烯护层阻燃 光缆和尼龙防蚁防鼠光缆。 d按传输导体、介质状况可分为无金属光缆、普通光缆（包括有铀 铜导线作远供或联络用的金属加强构件、金属护层光缆）和综合光 缆（指用于长距离通信的光缆和用于区间通信的对称四芯组综合光 缆，它主要用于铁路专用网通信线路）。 e按结构方式可分为带状结构光缆、层绞式结构光缆、骨架式结构 光缆、中心束管等。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 1616 2.2.光缆的型号光缆的型号 光缆的

13、种类较多，同其他产品一样，有具体的型 式和规格。目前光缆型号由它的型式代号和规格代号 构成。 光缆型式由五个部分组成，如下图所示： 中国移动通信集团河南有限公司网络部 1717 1.分类代号及其意义为： GY通信用室（野）外光缆； GR通信用软光缆； GJ通信用室（局）内光缆； GS通信设备内光缆； GH通信用海底光缆； GT通信用特殊光缆。 2.加强构件的代号及其意义为： 加强构件指护套以内或嵌入护套中用于增强光缆 抗拉力的构件。 无符号金属加强构件； F非金属加强构件； G金属重型加强构件； H非金属重型加强构件。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 1818 3.派生特征的代号及其意义为

14、： 光缆结构特征应表示出缆芯的主要类型和光缆的派生 结构。当光缆型式有几个结构特征需要注明时，可用组 合代号表示，其组合代号按下列相应的各代号自上而下 的顺序排列。 D光纤带状结构； G骨架槽结构； B扁平式结构； Z自承式结构； T填充式结构； 4.护层的代号及其意义； Y聚乙烯护层； V聚氯乙烯护层； U聚氨酯护层； A铝聚乙烯粘结护层； L铝扩套； G钢护套； Q铅护套； S钢铝聚乙烯综合护套。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 1919 由于光纤具有脆性和微弯产生损耗增加的特性 使光缆结构设计变得复杂。在光通信发展的前期， 多数厂家是沿用原有的电费生产技术和设备，采 用中心增强构件配

15、置方法生产层绞式光缆，塑料 骨架光缆（中心增加构件配置）。随着光缆生产 技术的日臻成熟，分散增强构件光缆的护层增强 构件等光缆不断开发和应用。初中表明，光纤越 靠中心，其稳定性，可靠性就越高。 下边介绍国内外各种典型结构的光缆情况， 了解不同光缆的结构特点和施工要点。 3.光 缆 结 构 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2020 a.层绞式层绞式 光纤光纤 加强构件加强构件 层绞式结构光缆是由紧套或松套光纤扭绞在中心增强件周围，用 包带方法固定，然后根据管道、架空或直埋等不同敷设要求，用PVC或 AlPE粘接护层作外护层，埋式光缆还增加皱纹钢或钢丝铠装层。 紧套层绞式结构光缆，收容光纤数有

16、限，多数为612芯，也有24 芯。紧套层绞结构应注意的问题是径向侧压力，在成缆中可用减少外力 和使用软的缓冲涂层来降低微弯损耗。一般是采用不同模量的多层塑料 材料，即内层较软，外层较硬的材料来保护光纤。施工中在牵引时应考 虑其侧压力的影响。 光纤光纤 加强构件加强构件 单位单位 b.单位式单位式 3.1 层绞式结构光缆 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2121 从对光纤的保护来说，束管式结构光缆最合理。其特点是在护层 有细钢丝来增强，光纤则在中间束管内。光缆具有强度好，尤其耐侧 压，能防止恶劣环境和可能出现的野蛮作业的影响。由于束管结构的 光纤与加强芯分开，因而提高了网络传输的稳定可靠性。

17、同时束管式 结构由于直接将一次光固化涂层光纤放置于束管中，所以光缆的光纤 数量灵活。 3.2 束管式结构光缆束管式结构光缆 罗纹钢带罗纹钢带 双金属加强芯双金属加强芯 全色谱光全色谱光 纤纤 棉线色带棉线色带 油膏油膏 PVC束管束管 棉网纸棉网纸 PVC缆皮缆皮 直埋中心束管式光缆直埋中心束管式光缆 光纤光纤 金属加强钢丝金属加强钢丝 PVC束管束管 铝铂层铝铂层 PVC缆皮缆皮 架空中心束管式光缆架空中心束管式光缆 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2222 防热层防热层 加强构件加强构件 光纤光纤 塑料骨架塑料骨架 综合护套综合护套 骨架式骨架式 目前，骨架式结构光缆较受用户及厂商的欢

18、迎，其原因是它具有下列特点： 骨架结构对光纤有良好的保护性能、侧压强度好，对施工尤其是管道布放 有利。它可以用一次涂层光纤直接放置于骨架槽内，省去松套管二次被覆过程。 但实际工程表明，如有松套可利于光缆连接。 骨架式光缆，关键在具有光纤槽的塑料骨架。材料一般是低密度聚乙烯， 加强芯由多股细钢丝或增强塑料。骨架型式有中心增强螺旋型、正反螺旋型、 分散增强基本单元型。 光缆制造中，骨架的光纤槽几何形状确定后，通过调节合适的节距，使光 纤余长适应光纤应力和热膨胀性能的需要，这是非常重要的技术，它将影响到 光缆的机械和温度性能，同时对施工及施工后光纤残余应力的产生有一定的影 响。 3.3骨架式结构光缆

19、 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2323 带状式带状式 加强构件加强构件 光纤带光纤带 带状光纤光缆结构分为中心管式、松套层绞式和骨架式三大类。 带状结构光缆的优点： 光缆纤芯密度高，解决管道拥挤问题； 缩短光纤的接续时间，维护方便、能降低整个工程造价等优点； 光纤易于识别，连接错误少。 3.4带状结构光缆 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2424 4.1 4.1 光缆芯数系列：光缆芯数系列： 依照应用场合、业务量需要和扩容需要光缆芯数系列通 常为4芯、6芯、8芯等按偶数递增，直至一、两百芯不等。 4.2 4.2 光缆的机械性能：光缆的机械性能： 光缆应能经受拉伸、冲击、反复弯曲、扭

20、转、钩挂、卷 绕等检验。 4.3 4.3 缆的防护性能：缆的防护性能： 光缆应具备防潮、防水、防火等性能。此外，还应根据 使用条件及安装环境具备防白蚁、鼠、昆侵袭，以及防腐蚀、 防雷等性能。 4. 对光缆的基本要求 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2525 一般来说，可按以下方式来对光缆的端别进行识别： 5.1面对光缆截面，由领示光纤为红绿顺时针为A端，逆时 针为B端。这种识别方法适用于层绞式光缆和骨架式光缆；其中 层绞式光缆可按松套管的颜色来确定领示色。 5.2如按上述方式不能区分端别，可按厂家提供的有关资料来 区分光缆的端别，如仍不能区分，则按光缆外护套上标明光缆长 度的数码来区分，如

21、规定小数字端为A端，大数字端为B端。 5.3在施工设计中有明确规定的应按设计中的规定来区别光缆 端别。 在确定了光缆的端别后，就可以确定光纤的纤序了。一般来 说，按照端别和光纤涂覆层的颜色可以将光纤的纤芯顺序区分清 楚。 5.光缆端别及芯线色谱的识别 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2626 光纤连接器俗称活接头，是光纤与光纤之间 进行可拆卸（活动）连接的器件，它是把光纤的 两个端面精密对接起来，以使发射光纤输出的光 能量能最大限度地耦合到接收光纤中去，并使由 于其介入光链路而对系统造成的影响减到最小， 这是光纤连接器的基本要求。 三、光纤活动连接器 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2

22、727 1.FC型光纤连接器 FC是Ferrule Connector的缩写，表明其外部加强方式 是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2828 SC型光纤连接器外壳呈矩形，所采用的插针与耦合套筒 的结构尺寸与FC型完全相同。其中插针的端面多采用PC或 APC型研磨方式；紧固方式是采用插拔销闩式，不需旋转。 此类连接器价格低廉，插拔操作方便，介入损耗波动小， 抗压强度较高，安装密度高。 2. SC型光纤连接器 中国移动通信集团河南有限公司网络部 2929 适配器（又称法兰盘）是用于光纤活动连接器插头间 的对接，如FC与FC，ST与ST以及SC与SC、FC与SC等。安装 在光缆终端设备内的面板上，方便使用和管理。 FC/ST适配器 ST/ST适配器 3. 适 配 器 中国移动通信集团河南有限公司网络部 3030 尾纤是实现光缆成端和光路调配必不可少的器材。一般由 光纤连接器和光纤组成，可分为单头尾纤和双头尾纤。单头尾 纤又称熔接尾纤，主要用于光缆成端熔接。束状尾纤则具有安 装简便、全色谱识别和更便于管理的特点，带状尾纤则更适宜 带状光缆的成端熔接安装。 4. 尾 纤 FC型单头尾纤束状尾纤 中国移动通信集团河南有限公司网络部 3131 ST/ST型光跳纤 双头尾纤又称光跳线，用以完 成光路转接、调配，实现从光设 备到光缆、或者光缆到光缆之间