光纤光缆介绍

1、光纤、光缆flamephoenix 编撰一、光纤二光缆三、光纤通信系统及幷构成四、光缆的种类和机械性能一、光纤1、概述光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯0在多模光纤中, 芯的直径是15Pm"50um,大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的宜径为SumlOum.芯外而包用着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内。再外而的是一层薄的塑 料外套，用来保护封套。光纤通常被扎成束，外而有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截而积很小的双层同心圆柱体，它质地脆，易断裂，因此需要外加一保护层。尖结构如图图1光纤刨血结构示意a 1尢幷側椅示«陆地上的光

2、纤通常埋在地下1米处，有时会受到地下小动物的破坏。在靠近海岸的地方, 越洋光纤外壳被埋在沟里0在深水中，它们处于底部，极有可能被鱼类咬坏或被渔船撞坏。2、分类光纤主要分以下两大类:1)传输点模数类传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber) o单模光纤的纤芯直径很小，在给泄的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大。多模光纤是在给圧的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤。与单模光纤相比，多模光纤 的传输性能较差。2)折射率分布类折射率分布类光纤可分为跳变式光纤和渐变式光纤。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层 的折射率都是一

3、个常数。在纤芯和保护层的交界而,折射率呈阶梯型变化0渐变式光纤纤芯 的折射率随着半径的增加按一定规律减小，在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。纤芯的折射率的变化近似于抛物线。折射率分布类光纤光朿传输如图2所示。图2光在折射率分布类光纤中的传输过程(b)光束在#变式兄幷中的传输过a9 2丸4折射辜分审*丸歼中的传敏i±«3.连接方式光纤有三种连接方式。首先，可以将它们接入连接头并插入光纤插座。连接头要损耗10%到20%的光.但是它使重新配置系统很容易。第二，可以用机械方法将幷接合。方法是将两根小心切割好的光纤的一端放在一个套皆 中，然后钳起来。可以让光纤通过结合处来调整

4、.以使信号达到最大.机械结合需要训练过 的人员花大约5分钟的时间完成，光的损失大约为10乱第三，两根光纤可以被融合在一起形成坚实的连接。融合方法形成的光纤和单根光纤差 不多是相同的，但也有一点衰减。对于这三种连接方法，结合处都有反射，并且反射的能量 会和信号交互作用。4、发送和接收有两种光源可被用作信号源：发光二极LEDdight-emitting diode）和半导体激光ILD（injection laser diode） o它们有着不同的特性，如下表项目LED半导体激光;数据速率低商模式多榄多模或爪模距离短长生命期长短温度墩感性较小较墩感造价低造价_ _J昂贵1光纤的接收端由光电二极管构成

5、，在遇到光时，它给出一个点脉冲。光电二极管的响应 时间一般为Ins.这就是把数据传输速率限制在IGb/s内的原因。热噪声也是个问题，因此 光脉冲必须具有足够的能量以便被检测到。如果脉冲能量足够强，则出错率可以降到非常低 的水平05、接口目前使用的接口有两种。无源接口由两个街头熔于主光纤形成。接头的一端有一个发光 二极管或激光二极管（用于发送）O另一端有一个光电二极管（用于接收）O接头本身是完 全无源的，因而是非常可靠的。另一种接口被称作有源中继器（active repeater） o输入光在中继器中被转变成电信号,如果信号已经减弱，则重新放大到最强度，然后转变成光再发送出去0连接汁算机的是一根

6、 进入信号再生器的普通铜线。现在已有了纯粹的光中继器，这种设备不需要光电转换因而 可以以非常高的带宽运行。二光缆光导纤维是一种传输光朿的细微而柔韧的媒质。光导纤维电缆由一捆纤维组成,简称为 光缆。光缆是数据传输中最有效的一种传输介质，它有以下几个优点:(1) 频带较宽.(2) 电磁绝缘性能好。光纤电缆中传输的是光束，由于光朿不受外界电磁干扰与影响,而且本身也不向外辐射信号，因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合。当然，抽头 困难是它固有的难题，因为割开的光缆需要再生和重发信号。(3) 衰减较小。可以说在较长距离和范围内信号是一个常数。(4) 中继器的间隔较大，因此可以减少整个通道中

7、继器的数目，可降低成本。根据贝尔实验室的测试，当数据的传输速率为420Mbps且距离为119公里无中继器时，英误码率为10&可 见其传输质量很好。而同轴电缆和双绞线每隔几千米就需要接一个中继器。在使用光缆互联多个小型机的应用中，必须考虑光纤的单向特性，如果要进行双向通信, 那么就应使用双股光纤。由于要对不同频率的光进行多路传输和多路选择，因此在通信器件 市场上又出现了光学多路转换器。在普通讣算机网络中安装光缆是从用户设备开始的。因为光缆只能单向传输。为了实现 双向通信，光缆就必需成对出现,一个用于输入，一个用于输出。光缆两瑞接光学接口器。安装光缆需格外谨慎。连接毎条光缆时都要磨光端头，

8、通过电烧烤或化学环氯工艺与光 学接口连在一起，确保光通道不被阻塞。光纤不能拉得太紧，也不能形成直角。光纤的类型由模材料(玻璃或塑料纤维及芯和外层尺寸决世，芯的尺寸大小决定光的传 输质量。常用的光纤缆有:& 3 Pm芯、125 urn外层、单模。625um芯.125 U m外层、多模 50 y m芯、125 P m外层、多模© 100 H m芯、140 Um外层、多模。三、光纤通信系统及幷构成1、光纤通信系统光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输媒体的通信方式，起主导作用的是光源、 光纤、光发送机和光接收机。光源是光波产生的根源。光纤是传输光波的导体。光发送机的功能是产生光

9、朿，将电信号转变成光信号，再把光信号导入光纤。光接收机的功能负贵接收从光纤上传输的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再作相 应处理02、组成光纤通信系统的基本构成如图3所示:光接牧机图5光纤通信系统的基木构成尢发送机图3丸歼通ft*仇的基左构戍光纤通涪系统的主要优点有:(1) 传输频带宽,通信容量大。(2) 线路损耗低,传输距离远。(3) 抗干扰能力强，应用范围广。(4) 线径细，重量轻。(5) 抗化学腐蚀能力强。(6) 光纤制造资源丰富。在网络工程中，一般用62.5um/125um规格的多模光纤，有时也用100um./125um和100ura/140um规格的光纤。户外布线大于2公里时可选

10、用单模光纤。在进行综合布线时需要了解的光纤的一些基本特性，现以AMP(安普)公司的光纤线缆产品为例说明。表1和表2 分别为光纤性能指标和使用温度范圉。表1安普光纤线缆的特性模(1310/1550nm)多 50/125 (850/1300nm)多 ILSZH 50/125 (850/1300nm)多模625/125 (850/1300nm)多模扩展型Grade 62.5/125<850/1300nm)室内光纤 战大衰减值 典型衰减值 带宽MHZ. km)0. 7/0. 70. 5/0. 5f3. 5/2.02.6/L 1100, -100J3. 5/2. 02. 6/1. 1400, 80

11、03. 5/L 02 9 0 9160/50013. 5/L 02. 9 0. 9200 600 ,室外光纤 嚴大衰减值 典型衰减值 带宽MHNko)0. 5. 0. -10. 4/0. 3/3. 5/2.02.6/Ll100/1003. 5/2. 02. 6/l 1400, 8003. 5/L 02 9 0 9160,-5003. 5/L 02. 9 0. 9200 600表2安普光纤的温度适用范用1.J室内和阻燃型 J低烟及无祷气性能(LS2H)11室内光纤 贮存 应用-40* C、+85° C （40吓、+185° F）-20* C、+85° C （4

12、76;F、+185° F）-l（fc、十60% （MF、nO°F）-l（fC、十60% （MF、nO°F）标准光纤LS2i及铝外衣1室外光纤 贮存 应用1-40'* C ' +75° C （40°F、十 167°F）-40'* C ' +75° C （4°F、"67° F）J20。C、十60% （FF、+190'* F） 20。C、十60%（-40。F、"90。F）为了便于阅读以下的表格，先对直径、重量、拉力、弯曲半径作如下解释:直径:单位用pm

13、表示。重量:用kg/km表示。拉力:拉力单位用N(牛顿)。对拉力分两种情况说明：安装时最大为2700N;安装后，即长期 为 440N;-弯曲半径:指光缆安装拐弯时的弯曲半径。四、光缆的种类和机械性能L单芯互联光缆(1)应用范围跳线0 内部设备连接Q 通信柜配线而板。墙上出口到工作站的连接。水平拉线，直接端接。适用于使用环氧树脂或LIGHTCRIMP连接头端接。(2)性能优点高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准。 900 pm紧密缓冲外衣易于连接与剥除。 Aramid抗拉线增强组织，提高了对光纤的保护. UL/CSA验证符合OFXR和0FNP性能要求。设il和测试均根据 Bellcore G

14、R-409-C0RE 及 IEC793-1/794-1 标准。扩展级别 62. 5/125 符合 ISO/IEC 11801:1995 标准。互联光缆单芯物理结构如图4所示。图4爪芯光缆y2. 双芯互联光缆(1)应用范屈交连跳线。水平走线直接端接。光纤到桌。通信柜配线而板。墙上出口到工作站的连接。适用于使用环氧树脂或LIGHTCRIMP连接头端接。(2)性能与特点光纤之间易于区分。高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准。 900 pm紧密缓冲外衣易于连接与剥除。 Aramid抗拉线增强组织提高了对光纤的保护。 UL/CSA验证符合OFXR和OFNP性能要求。设il 和测试均根据 Bellco

15、re GR-409-C0RE 及 IEC793-1/794-1 标准.扩展级别 62. 5/125 符合 ISO/IEC 11801:1995 标准。互联光缆双芯物理结构如图5所示。4芯光缆的物理结构如图6所示。互联光缆的机械 性能如表3所示。图5双芯双套光缆S 5赋S双冬丸a图6四芯光缆1./tt表3互联光缆的机械性能3. 分布式光缆(1)应用范多点信息口水平布线。垂宜布线。大楼内主干布线。从设备间到无源跳线间的连接。从主干分支到各楼层应用。适用于胶水型光纤连接头以及LIGHTCRIMP光纤头端接。(2)性能与特点高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准。 900 pm紧密缓冲外衣易于连接与

16、剥除。按照EZA标准色码标识。 UL/CSA验证符合OFXR和0FNP性能要求。设il 和测试均根据 Bellcore GR-409-C0RE 及 IEC793T/794-1 标准。扩展级别 62. 5/125 符合 ISO, IEC 11801:1995 标准o 防护网可抵挡尖锐物损伤。分布式光缆分多单元分散型12芯光缆和多单元分散型2472芯两种，英物理结构如图7所示Q图7分布式光缆多IK无分纤Z4-72芯昭图7分审式丸規分布式光缆的机械性能如表4所示。表4分布式光缆的机械性能4. 分敢式光缆(1)应用范ffl分散光缆组合。多根光纤交插连接，结构坚固水平光纤到多站点出口，端接简单、直接。-

17、适于环氧树脂光纤连接头以及LIGHTCRIMP 光纤头直接端接。(2)性能与特点高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准。 900 pm紧密缓冲外衣易于连接与剥除。2.4pm独立光纤辅单元，允许带套连接头端接。 UL/CSA验证符合OFXR和OFNP性能要求。设il 和测试均根据 Bellcore GR-409-C0RE 及 IEC793-1/794-1 标准。扩展级别 62. 5/125 符合 ISO, IEC 11801:1995 标准o 走线方式高度灵活。 Aramid抗拉线增强组织提高了对光纤的保护。分散式光缆有4芯.6芯、8芯、12芯。它的物理结构如图8所示.机械性能如表5所不0S

18、8分散式光芯表5分散式光缆的机械性能5室外光缆412芯铠装型与全绝缘类型(1)应用范园区中楼宇之间的连接。长距离网络。-主T线系统。本地环路和支路网络。严重潮湿、温度变化大的环境。架空连接(和悬缆线一起使用)、地下管道或宜埋、悬吊缆/服务缆。(2)性能与特点高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准。 900 pm紧密缓冲外衣易于连接与剥除匚套管内具有独立TIA彩色编码的光纤。轻质的单通道结构节省了管内空间，管内灌注防水凝胶，以防止水渗入。设il和测试均根据Bellcore GR-20Y：0RE标准。扩展级别 62. 5/125 符合 ISO/IEC 11801:1995 标准o Aramid抗

19、拉线增强组织提高了对光纤的保护。聚乙烯外衣对紫外线或恶劣的室外环境有保护作用。低磨擦的外皮使之可轻松穿过管道，完全绝缘或铠装结构,撕剥绳使剥离外表更方便。室外光缆有4芯、6芯、8芯、12芯,又分铠装和全绝缘型，英物理结构如图9所示其 机械性能如表6所示图9室外光缆X鈴光4-12 B(«««)a 9 t介尢表6室外光缆的机械性能6室外光缆24-144芯铠装类型与全绝缘类型(1)应用范园区中楼宇之间的连接。长距离网络。主干线系统。本地环路和支路网络。严重潮湿、温度变化大的环境。架空连接(和悬缆线一起使用)、地下管道或直埋。(2)性能与特点高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准。绝缘结构可避免雷击。套管内具有独立TIA彩色编码的光纤。轻质的单通道结构节省了管内空间，管内灌注防水凝胶，以防止水渗入，注胶芯完全由聚脂 带包裹。设il和测试均根据Bellcore GR-20Y0RE标准。扩展级別 62. 5/125 符合 ISO, IEC 11801:1995 标准© Aramid抗拉线增强组织性能，提高对光纤的保护。聚乙烯外衣在紫外线或恶劣的室外环境下有保护作用。低曆擦的外皮使之可轻松穿过管道，完全绝缘或铠装结构,撕剥绳使剥离外表更方便。室