光缆传输通信入门知识模板

1、 光缆传输通信入门知识 铁通广西分公司 主讲:罗小兵 2012.2 培训对象、教学目标培训对象、教学目标 一、培训对象：地市公司线路维护人员（具有一定的实践经验或经验丰富，但理论知识较缺乏 二、教学目标： 1.让学员知道常用光缆的结构情况； 2.掌握光纤传输的基本原理 目前我们的网络状况目前我们的网络状况 光纤通信代表了未来通信技术的发展方向，它已经深入我们的生活中，无所不在，担负着极其重要的作用。我们广西铁通管辖范围内所有的传输骨干网、省干网、县级链网都是由光缆连接起来的，此外，还有城域网、XPON、数据专线等等，也都是光缆连接起来的。甚至已经实现光纤到户了。 培训提纲培训提纲 1.光缆的结

2、构 2.光缆型号分类 3.光纤的组成 4.光纤分类 5.光信号传输基本原理 6.安全注意事项 7.光缆的敷设 第一章 ? 光缆的定义 ? 1.1 什么是光缆? ? 光缆是由光纤、高分子材料、金属塑料复合带及金属加强件等共同构成的光信息传输介质。 1.2 常用光缆的组成 常用光缆组成一般由: ?1.光纤 ?2.纤膏(防水膏) ?3.松套管 ?4.加强钢芯 ?5.铝塑复合带 ?6.聚乙烯护套 1.3光缆结构纵剖示意图 1.4 光缆型号 ?光缆型号由光缆型式代号和规格代号构成,中间用一短杠分开。 1.4.1 光缆规格代号 ?1.分类代号 2.加强构件代号 3.派生特称代号 4.护套代号 5.外护套代

3、号。 1.4.2 分类代号 GY: 通信用室外光缆 ?GJ: 通信用室内光缆 GH: 通信用海底光缆 GS: 通信用设备内光缆 GR: 通信用 软 光缆 GT: 通信用特殊光缆 1.4.3 加强构件代号 ?S: 金属型 C: 金属重型 F: 非金属 H: 非金属重型 1.4.4派生特称代号 ?B: 扁平形状 Z: 自承式结构 T: 填充式结构 1.4.5 护套代号 ?Y: 聚乙烯护套 V: 聚氯乙烯护套 Q: 铅护套 L: 铝护套 G: 钢护套 1.4.6 外护套代号 ?01: 纤维层 02： 聚氯乙烯 03: 聚乙烯 1.4.7例: GYSTL 03 ?GY-通信用室外光缆； S-金属加强构

4、件； T-填充式结构； L-铝护套； 03-聚乙烯外护套 1.5 光缆纤序排列的一般原则 色谱： 松套管色谱排序：蓝橙绿棕灰 纤序：蓝橙绿棕灰黑白红 一管可以2芯至12芯 ? ? 第二章 ? 光纤的定义 2.1什么是光纤? ?光纤(Optical Fiber)是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。 2.2 光纤的结构 ?光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成，如图所示。 2.2 -1 光纤的结构 1光纤结构 光纤的典型结构是多层同轴圆柱体由图3-1-1所示，自内向外为

5、纤芯、包层及涂覆层。纤芯和包层合起来构成裸光纤，光纤的光学及传输特性主要由它决定。涂覆层的作用是增强光纤的机械强度。 （1）纤芯：纤芯位于光纤的中心部位。 ? 直径d1=4m50m，单模光纤的纤 芯为4m10m，多模光纤的纤芯为 50m。 纤芯的成分是高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂（如GeO2，P2O5），作用是提高纤芯对光的折射率（n1），以传输光信号。 （2）包层：包层位于纤芯的周围。 直径d2=125m，其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2。而掺杂剂（如B2O3）的作用则是适当降低包层对光的折射率（n2），使之略低于纤芯的折射率，即n1n2，它使得光信号封闭在纤芯中传输。 （3

6、）涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一 次涂覆层，缓冲层和二次涂覆层。 1.一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅 或 硅橡胶材料； 2. 缓冲层一般为性能良好的填充油膏； 3. 二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高 聚物。 涂覆的作用 涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm。通常所说的光纤为此种光纤。 2.3光纤的分类 ?若按传输模的数量分类可分为多模光纤和单模光纤 若按传输波长分类可分为短波长光纤和长波长光纤 若按套塑结构分类可分为紧套光纤和松套光纤 2.3.1 光纤的分类 ?1按传输模数分类 按传

7、输模的数量不同，光纤分为多模光纤和单模光纤。 传播模式概念：当光在光纤中传播时，如果光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播。如图2-4所示。这些不同的光束称为模式。 图 2-4 ?1.1 多模光纤 当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1）远大于光波波长时（约1m），光纤传输的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模式，这样的光纤称为多模光纤。 ?1.2 单模光纤 当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1 ）较小，与光波长在同一数量级，如芯径d1 在4m10m范围，这时，光纤只允许一种模式（基模）在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤称为单模光纤。如图所示。 ?1

8、.2.1单模光纤的分类 ITU-T建议规范了G.652、G.653、G.654和G.655四种单模光纤。 单模光纤是在给定的工作波长上，只传输单一基模的光纤。 ?1）G.652光纤 G.652光纤，也称标准单模光纤（SMF），是指色散零点（即色散为零的波长）在1 310nm附近的光纤。 ?2）G.653光纤 G.653光纤也称色散位移光纤（DSF），是指色散零点在1 550nm附近的光纤，它相对于G.652光纤，色散零点发生了移动，所以叫色散位移光纤。 ?3）G.654光纤 G.654光纤是截止波长移位的单模光纤。其设计重点是降低1 550nm的衰减，其零色散点仍然在1 310nm附近，因而1

9、 550nm窗口的色散较高。G.654光纤主要应用于海底光纤通信。 ?4）G.655光纤 由于G.653光纤的色散零点在1 550nm附近，DWDM系统在零色散波长处工作易引起四波混频效应。为了避免该效应，将色散零点的位置从1 550nm附近移开一定波长数，使色散零点不在1 550nm附近的DWDM工作波长范围内。这种光纤就是非零色散位移光纤（ NDSF）。 ?2按传输波长分类 光纤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（0.8m0.9m） 长波长光纤的波长为1.3m1.6m，主要有1.31m和1.55m两个窗口。 2.4 光在光纤中传输原理 1折射率 ? 光线在不同的介

10、质中以不同的速度传播，描述介质的这一特征的参数就是折射率，或称折射指数。折射率可由下式确定： ? n = c/v ? 其中是光在某种介质中的速度，是光在真空中的速度。 ? 光的折射 2折射、反射 当一条光线照射到两种介质相接的边界时，入射光线分成两束：反射光线和折射光线（如图2-9所示）。 图2-9 光的折射 图2-9 光的反射 ?全反射是光信号在光纤中传播的必 要条件 。 2.5 光纤通信的低损耗窗口 光纤的损耗谱特性如下图所示 2.5-1 光纤通信的低损耗窗口 ?由石英光纤的损耗谱曲线自然地显示光纤通信 第一低损耗窗口短波长 0.85m 第二低损耗窗口长波长 1.31m附近； 第三低损耗窗

11、口长波长 1.55m附近； 实验上曲线的损耗值为：对于单模光纤，在0.85m时约为2.5dB/km；在1.31m时约为0.4dB/km；在1.55m时仅为0.2dB/km，已接近理论值(理论极限为0.15dB/km)。 2. 5安全注意事项 ?1光纤主要成分是SIO2（玻璃），很脆，容易折断，在日常工作中一定要注意避免 2.光纤上发送的光信号就是激光，有一定的杀伤力，如果用肉眼去看，就会极大地伤害眼睛，一定要特别注意 第三章 ?光缆敷设注意事项 ?3.1.1光缆的敷设 ?为了保证光缆敷设的安全和成功，光缆敷设时，应遵守下列规定。 ? （1）光缆的弯曲半径应不小于光缆外径的15倍，施工过程中应不

12、小于20倍。 3.1.2光缆的敷设 ?（2）布放光缆的牵引力不应超过光缆最大允许张力的80，瞬间最大牵引力不得超过光缆的最大允许张力，而且主要牵引力应作用在光缆的加强芯上。 （3）有A，B端要求的光缆要按设计要求的方向布放。 （4）为了防止在牵引过程中扭转损伤光缆，光缆牵引端头与牵引索之间应加入转环。 光缆的牵引端头可以预制，也可以现场制作。 3.1.3光缆的敷设 ?（5）布放光缆时，光缆必须由缆盘上方放出并保持松弛的弧形。 光缆布放过程中应无扭转，严禁打背扣、浪涌等现象发生。 （6）机械牵引敷设时，牵引机速度调节范围应为020m/min，且为无级调速；牵引张力也可以调节，且当牵引力超过规定值