光纤知识培训资料

1、第一部分分 光纤纤理论与与光纤结结构一.光及及其特性性：1. 光光是一种种电磁波波。可见光部部分波长长范围是是： 33907600nm(毫微米米).大大于7660nmm部分是是红外光光，小于于3900nm部部分是紫紫外光。光纤中中应用的的是：8850，113000，15550三三种。2.光的的折射，反反射和全全反射。因光在不不同物质质中的传传播速度度是不同同的，所所以光从从一种物物质射向向另一种种物质时时，在两两种物质质的交界界面处会会产生折折射和反反射。而而且，折折射光的的角度会会随入射射光的角角度变化化而变化化。当入入射光的的角度达达到或超超过某一一角度时时， 折折射光会会消失， 入射光光

2、全部被被反射回回来，这这就是光光的全反反射。不不同的物物质对相相同波长长光的折折射角度度是不同同的(即即不同的的物质有有不同的的光折射射率)，相相同的物物质对不不同波长长光的折折射角度度也是不不同。光光纤通讯讯就是基基于以上上原理而而形成的的。二.光纤纤结构及及种类：1.光纤纤结构：光纤裸纤纤一般分分为三层层： 中中心高折折射率玻玻璃芯(芯径一一般为550或662.55m)，中 间为低低折射率率硅玻璃璃包层(直径一一般为1125m)，最最外是加加强用的的树脂涂涂层。2.数值值孔径：入射到光光纤端面面的光并并不能全全部被光光纤所传传输，只只是在某某个角度度范围内内的入射射光才可可以。这这个角度度

3、就称为为光纤的的数值孔孔径。光光纤的数数值孔径径大些对对于光纤纤的对接接是有利利的。不不同厂家家生产的的光纤的的数值孔孔径不同同(ATT&TCCORNNINGG)。3.光纤纤的种类类：A. 按按光在光光纤中的的传输模模式可分分为： 单摸光光纤和多多模光纤纤。多模光纤纤：中心心玻璃芯芯教粗(50或或62.5mm)，可可传多种种模式的的光。但但其模间间色散较较大，这这就限制制了传输输数字信信号的频频率，而而且随距距离的增增加会更更加严重重。例如如：6000MBB/KMM的光纤纤在2KKM时则则只有3300MMB的带带宽了。因此，多多模光纤纤传输的的距离就就比较近近，一般般只有几几公里。单模光光纤：

4、中中心玻璃璃芯教细细(芯径径一般为为9或110mm)，只只能传一一种模式式的光。因此，其其模间色色散很小小，适用用于远程程通讯，但但其色度度色散起起主要作作用，这这样单模模 光纤纤对光源源的谱宽宽和稳定定性有较较高的要要求， 即谱宽宽要窄，稳稳定性要要好。B.按最最佳传输输频率窗窗口分：常规型型单模光光纤和色色散位移移型单模模光纤。常规型：光纤生生产长家家将光纤纤传输频频率最佳佳化在单单一波长长的光上上，如113000 m。色散位移移型：光光纤生产产长家将将光纤传传输频率率最佳化化在两个个波长的的光上，如如：13000m和和15550mm。C.按折折射率分分布情况况分：突突变型和和渐变型型光纤

5、。突变型：光纤中中心芯到到玻璃包包层的折折射率是是突变的的。其成成本低，模模间色散散高。适适用于短短途低速速通讯，如如：工控控。但单单模光纤纤由于模模间色散散很小，所所以单模模光纤都都采用突突变型。渐变型光光纤：光光纤中心心芯到玻玻璃包层层的折射射率是逐逐渐变小小，可使使高模光光按正弦弦形式传传播，这这能减少少模间色色散，提提高光纤纤带宽，增增加传输输距离，但但成本较较高，现现在的多多模光纤纤多为渐渐变型光光纤。4.常用用光纤规规格：单模： 8/1125m， 9/1125m ， 10/1255m多模： 50/1255m 欧洲标标准62.55/1225mm 美国国标准工业，医医疗和低低速网络络：

6、 1100/1400m， 2000/2330mm塑料： 98/10000mm 用于于汽车控控制。三.光纤纤制造与与衰减：1.光纤纤制造：现在光纤纤制造方方法主要要有：管管内CVVD(化化学汽相相沉积)法，棒棒内CVVD法，PPCVDD(等离离子体化化学汽相相沉积)法和VVAD(轴向汽汽相沉积积)法.2.光纤纤的衰减减：造成光纤纤衰减的的主要因因素有： 本征征，弯曲曲，挤压压，杂质质，不均均匀和对对接等。本征： 是光纤纤的固有有损耗，包包括：瑞瑞利散射射，固有有吸收等等。弯曲： 光纤弯弯曲时部部分光纤纤内的光光会因散散射而损损失掉，造造成的损损耗。挤压： 光纤受受到挤压压时产生生微小的的弯曲而而

7、造成的的损耗。杂质： 光纤内内杂质吸吸收和散散射在光光纤中传传播的光光，造成成的损失失。不均匀： 光纤纤材料的的折射率率不均匀匀造成的的损耗。对接： 光纤对对接时产产生的损损耗，如如：不同同轴(单单模光纤纤同轴度度要求小小于0.8mm)，端端面与轴轴心不垂垂直，端端面不平平，对接接心径不不匹配和和熔接质质量差等等。四.光纤纤的优点点：1. 光光纤的通通频带很很宽.理理论可达达30亿亿兆赫兹兹。2. 无无中继段段长.几几十到1100多多公里，铜铜线只有有几百米米。3 不受受电磁场场和电磁磁辐射的的影响。4. 重重量轻，体体积小。例如：通2万万1千话话路的9900对对双绞线线，其直直径为33英寸，

8、重重量8 吨/KKM。而而通讯量量为其十十倍的光光缆直径径为0.5英寸寸，重量量4500P/KKM。5. 光光纤通讯讯不带电电，使用用安全可可用于易易燃，易易暴场所所。6. 使使用环境境温度范范围宽。7. 化化学腐蚀蚀，使用用寿命长长。第二部分分 光 缆一. 光光缆的制制造：光缆的制制造过程程一般分分以下几几个过程程：1.光纤纤的筛选选：选择择传输特特性优良良和张力力合格的的光纤。2.光纤纤的染色色：应用用标准的的全色谱谱来标识识，要求求高温不不退色不不迁移。3.二次次挤塑：选用高高弹性模模量，低低线胀系系数的塑塑料挤塑塑成一定定尺寸的的管子，将将光纤纳纳入并填填入防潮潮防水的的凝胶，最最后存

9、放放几天(不少于于两天)。4.光缆缆绞合：将数根根挤塑好好的光纤纤与加强强单元绞绞合在一一起。5.挤光光缆外护护套：在在绞合的的光缆外外加一层层护套。二. 光光缆的种种类：1.按敷敷设方式式分有：自承重重架空光光缆，管管道光缆缆，铠装装地埋光光缆和海海底光缆缆。2.按光光缆结构构分有：束管式式光缆，层层绞式光光缆，紧紧抱式光光缆，带带式光缆缆，非金金属光缆缆和可分分支光缆缆。3.按用用途分有有：长途途通讯用用光缆、短途室室外光缆缆、混合合光缆和和建筑物物内用光光缆。三. 光光缆的施施工： 多年来来，做光光缆施工工使得我我们已有有了一套套成熟的的方法和和经验。（一） 光缆的的户外施施工：较长距离

10、离的光缆缆敷设最最重要的的是选择择一条合合适的路路径。这这里不一一定最短短的路径径就是最最好的，还还要注意意土地的的使用权权，架设设的或地地埋的可可能性等等。必须要有有很完备备的设计计和施工工图纸，以以便施工工和今后后检查方方便可靠靠。施工工中要时时时注意意不要使使光缆受受到重压压或被坚坚硬的物物体扎伤伤。光缆转弯弯时，其其转弯半半径要大大于光缆缆自身直直径的220倍。1. 户户外架空空光缆施施工：A. 吊吊线托挂挂架空方方式，这这种方式式简单便便宜，我我国应用用最广泛泛，但挂挂钩加挂挂、整理理较费时时。B. 吊吊线缠绕绕式架空空方式，这这种方式式较稳固固，维护护工作少少。但需需要专门门的缠扎

11、扎机。C. 自自承重式式架空方方式，对对线干要要求高，施施工、维维护难度度大，造造价高，国国内目前前很少采采用。D. 架架空时，光光缆引上上线干处处须加导导引装置置，并避避免光缆缆拖地。光缆牵牵引时注注意减小小摩擦力力。每个个干上要要余留一一段用于于伸缩的的光缆。E. 要要注意光光缆中金金属物体体的可靠靠接地。特别是是在山区区、高电电压电网网区和多多地区一一般要 每公里里有3个个接地点点，甚至至选用非非金属光光缆。2. 户户外管道道光缆施施工：A. 施施工前应应核对管管道占用用情况，清清洗、安安放塑料料子管，同同时放入入牵引线线。B. 计计算好布布放长度度，一定定要有足足够的预预留长度度。详见

12、见下表： 自然弯曲曲增加长长度(mm/kmm)人孔内拐拐弯增加加长度(m/孔孔)接头重叠叠长度(m/侧侧)局内预留留长度(m)注50.51810015220其它余留留安设计计预留C. 一一次布放放长度不不要太长长(一般般2KMM)，布布线时应应从中间间开始向向两边牵牵引。D. 布布缆牵引引力一般般不大于于1200kg，而而且应牵牵引光缆缆的加强强心部分分，并作作好光缆缆头部的的防水加加强处理理。E. 光光缆引入入和引出出处须加加顺引装装置，不不可直接接拖地。D. 管管道光缆缆也要注注意可靠靠接地。3. 直直接地埋埋光缆的的敷设：A. 直直埋光缆缆沟深度度要按标标准进行行挖掘，标标准见下下表：B

13、. 不不能挖沟沟的地方方可以架架空或钻钻孔预埋埋管道敷敷设。C. 沟沟底应保保正平缓缓坚固，需需要时可可预填一一部分沙沙子、水水泥或支支撑物。D. 敷敷设时可可用人工工或机械械牵引，但但要注意意导向和和润滑。E. 敷敷设完成成后，应应尽快回回土覆盖盖并夯实实。4. 建建筑物内内光缆的的敷设：A. 垂垂直敷设设时，应应特别注注意光缆缆的承重重问题，一一般每两两层要将将光缆固固定一次次。B. 光光缆穿墙墙或穿楼楼层时，要要加带护护口的保保护用塑塑料管，并并且要用用阻燃的的填充物物将管子子填满。C. 在在建筑物物内也可可以预先先敷设一一定量的的塑料管管道，待待以后要要敷射光光缆时再再用牵引引或真空空

14、法布光光缆。四. 光光缆的选选用：光缆的选选用除了了根据光光纤芯数数和光纤纤种类以以外，还还要根据据光缆的的使用环环境来选选择 光光缆的外外护套。 1. 户户外用光光缆直埋埋时 ，宜宜选用铠铠装光缆缆。架空空时，可可选用带带两根或或多根加加强筋的的黑色塑塑料外护护套的光光缆。2. 建建筑物内内用的光光缆在选选用时应应注意其其阻燃、毒和烟烟的特性性。一般般在管道道中或强强制通风风处可选选用阻燃燃但有烟烟的类型型(Pllenuum)，暴暴露的环环境中应应选用阻阻燃、无无毒和无无烟 的的类型(Risser)。3. 楼楼内垂直直布缆时时，可选选用层绞绞式光缆缆(Diistrribuutioon CCa

15、blles)；水平平布线时时，可选选用可分分支光缆缆(Brreakkoutt Caablees)。4. 传传输距离离在2kkm以内内的，可可选择多多模光缆缆，超过过2kmm可用中中继或选选用单模模光缆。直 埋 光 缆缆 埋 深 标标 准敷设地段段或土质质埋 深 (m)备 注普通土(硬土)1.22半石质(沙砾土土、风化化石)1.00全石质0.88从沟底加加垫100cm细细土或沙沙土流沙0.88市郊、村村镇1.22市内人行行道1.00穿越铁路路、公路路1.22距道渣底底或距路路面沟、渠、塘1.22农田排水水沟0.88第三部分分 连 接 和和 检 测 一. 光光缆的连连接：方法主要要有永久久性连接接

16、、应急急连接、活动连连接。1. 永永久性光光纤连接接(又叫叫热熔)：这种连接接是用放放电的方方法将连连根光纤纤的连接接点熔化化并连接接在一起起。一般般用在长长途接续续、永久久或半永永久固定定连接。其主要要特点是是连接衰衰减在所所有的连连接方法法中最低低，典型型值为00.0110.03ddB/点点。但连连接时，需需要专用用设备(熔接机机)和专专业人员员进行操操作，而而且 连连接点也也需要专专用容器器保护起起来。2. 应应急连接接(又叫叫)冷熔熔：应急连接接主要是是用机械械和化学学的方法法,将两两根光纤纤固定并并粘接在在一起。这种方方法的主主要特点点是连接接迅速可可靠,连连接典型型衰减为为0.11

17、0.3dBB/点。但连接接点长期期使用会会不稳定定，衰减减也会大大幅度增增加，所所以只能能短时间间内应急急用。3. 活活动连接接：活动连接接是利用用各种光光纤连接接器件(插头和和插座)，将站站点与站站点或站站点与光光缆连接接 起来来的一种种方法。这种方方法灵活活、简单单、方便便、可靠靠，多用用在建筑筑物内的的计算机机网络布布线中。其典型型衰减为为1dBB/接头头。二. 光光纤检测测：光纤检测测的主要要目的是是保证系系统连接接的质量量，减少少故障因因素以及及故障时时找出光光纤的故故障点。检测方方法很多多，主要要分为人人工简易易测量和和精密仪仪器测量量。1. 人人工简易易测量：这种方法法一般用用于

18、快速速检测光光纤的通通断和施施工时用用来分辨辨所做的的光纤。它是用用一个简简易光源源从光纤纤的一端端打入可可见光，从从另一端端观察哪哪一根发发光来实实现。这这种方法法虽然简简便，但但它不能能定量测测量光纤纤的衰减减和光纤纤的断点点。2. 精精密仪器器测量：使用光功功率计或或光时域域反射图图示仪(OTDDR)对对光纤进进行定量量测量，可可测出光光纤的衰衰减和接接头的衰衰减，甚甚至可测测出光纤纤的断点点位置。这种测测量可用用来定量量分析光光纤网络络出现故故障的原原因和对对光纤网网络产品品进行评评价。第四部分分 光纤纤的应用用及系统统设计一. 光光纤的应应用： 人类社会会现在已已发展到到了信息息社会

19、，声声音、 图象和和数据等等信息的的交流量量非常大大。以前前的通讯讯手段已已经不能能满足现现在的要要求，而而光纤通通讯以其其信息容容量大、保密性性好、 重量轻轻体积小小、无中中继段距距离长等等优点得得到广泛泛应用。其应用用领域遍遍及通讯讯、交通通、工业业、医疗疗、教育育、航空空航天和和计算机机等行业业，并正正在向更更广更深深的层次次发展。光及光光纤的应应用正给给人类的的生活带带来深刻刻的影响响与变革革。二. 光光纤网络络系统设设计：光纤系统统的设计计一般遵遵循以下下步骤：1. 首首先弄清清所要设设计的是是什么样样的网络络，其现现状如何何，为什什么要用用光纤。2. 根根据实际际情况选选择合适适是

20、光纤纤网络设设备、光光缆、跳跳线及连连接用的的其它物物品。选选用时应应以可用用为基础础，然后后再依据据性能、价格、服务、产地和和品牌来来确定。3. 按按客户的的要求和和网络类类型确定定线路的的路由，并并绘制布布线图。4. 路路线较长长时则需需要核算算系统的的衰减余余量，核核算可按按下面公公式进行行：衰减余量量=发射射光功率率-接受受灵敏度度-线路路衰减-连接衰衰减 (dB)其中线线路衰减减=光缆缆长度单位衰衰减；单单位衰减减与光纤纤质量有有很大关关系，一一般单模模为0.400.5ddB/kkm；多多模为224ddB/kkm。连接衰减减包括熔熔接衰减减接头衰衰减，熔熔接衰减减与熔接接手段和和人员

21、的的素质有有关，一一般热熔熔为0.010.33dB/点；冷冷熔0.100.3ddB/点点；接头头衰减与与接头的的质量有有很大关关系，一一般为11dB/点。系系统衰减减余量一一般不少少于4ddB。5. 核核算不合合格时，应应视情况况修改设设计，然然后再核核算。这这种情况况有时可可能会反反复几次次。三. 设设计实例例：1. 北北航部分分校园网网的改造造：根据其情情况,在在已有细细缆网的的一边使使用一台台LANNartt的三口口中继器器(双绞绞线-光光纤-细细缆)，另另一边使使用一台台LANNartt的带光光纤主干干的双绞绞线HUUB。中中间用架架空或地地埋匀可可的束管管式4芯芯室外多多模光缆缆再经

22、过过熔接为为带STT头的室室内跳线线(因设设备的光光纤接口口为STT型)。衰减核算算：(一一般多模模设备在在2kmm范围内内不用核核算，这这里只做做个例子子)发射功率率： -16ddBm 接收灵敏敏度： -299.5ddBm线路衰减减： 11.5kkm33.5ddB/kkm=55.255dB连接衰减减： 接接头2个个衰减为为：2点点1ddB/点点=2 dB熔接两个个点为：2点0.007dBB/点=0.114dBB衰减余量量 = -166 dBBm-(-299.5ddBm)-5.25 dB-0.114dBB-2 dB =6.11(dB)经过上面面的计算算,可以以看出系系统容量量大于44dB,以上选选择可以以满足要要求。2. 福福建校园园网：它是144座楼要要用