地铁公司运营培训课件：光纤通信基础

二月23光缆

目录第一章光缆系统原理1.光纤通信的基本知识2.光纤传输的原理和性能第二章光纤在信号系统中的应用1.3号线光纤通信的应用2.9号线光纤通信的应用第三章光缆操作技能

1.光缆接续简要流程

2.光时域反射计（OTDR）的测试原理第一章光缆系统原理思考？

光是如何在光纤中传播的？

光在光纤中传播有哪些损耗？

什么原因会影响光纤传输的有效距离？光纤传输有何优点？第一章光缆系统原理1.光纤通信的基本知识光纤通信的概念所谓光纤通信，就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。要使光波成为携带信息的载体，必须在发射端对其进行调制，而在接收端把信息从光波中检测出来（解调）。第一章光缆系统原理1.光纤通信的基本知识光纤传输的原理点对点光纤通信链路示意图光源调制器驱动电路放大器光电二极管判决器光纤光纤中继器光纤数字基带信号第一章光缆系统原理光纤通信系统的特点1.传输频带宽、通信容量大2.传输损耗低3.抗电磁干扰能力强，不会受电磁干扰.4.保密性强5.线径细、重量轻6.资源丰富。第一章光缆系统原理第一章光缆系统原理光纤通信设备设备：光纤通信的核心设备，在发送和接收端实现光信号和电信号的转换，俗称光端机。光电耦合模块（OLM）光交换机9SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD光收发机光中继器第一章光缆系统原理第一章光缆系统原理光电耦合模块（OLM）光缆和光缆配线架第一章光缆系统原理第一章光缆系统原理光纤跳线和接头单模尾纤多模尾纤第一章光缆系统原理DTS-轨旁WNRA通信：第一章光缆系统原理2.光纤的基本知识2.1光的基本知识第一章光缆系统原理2.光纤的基本知识2.1光的基本知识第一章光缆系统原理2.光纤的基本知识2.2

光纤传输的基本知识光纤传输利用光的全反射原理进行传输。光要在光纤中传输，n2>n1射入光纤中的入射角要在图示范围内2.光纤的基本知识2.3光纤的结构第一章光缆系统原理17由纤芯、包层和保护层等构成。（1）纤芯：石英，即SiO2，纤芯中掺杂折射率稍高的材料，如GeO2，P2O5折射率为n1，光波的传输通道。纤芯包层保护层（2）包层：石英，SiO2,掺杂折射率稍低的材料，如B2O3、F折射率为n2，n2<n1。作用：保持光纤传输性能的稳定；防止光纤间相互串光；构成全反射条件n2<n1，且让很小；增强光纤的机械强度。2.光纤的基本知识2.3光纤的结构第一章光缆系统原理18（3）保护层：保护、防侧压损坏、提高抗扩张强度，延长寿命。纤芯包层缓冲层一次涂敷30~150um，材料为硅树脂或聚氨基甲酸乙酯二次涂敷又称套塑，材料为聚乙烯、尼龙等2.光纤的基本知识2.4光纤的分类第一章光缆系统原理按材料分：石英、多成分玻璃、全塑光纤等。按折射率分布及导模数分：阶跃多模光纤、梯度多模光纤和单模光纤等。纤芯的粗细、纤芯材料和包层材料的折射率，对光纤的特性起着决定性的影响。下图所示为常用光纤三种基本类型：第一章光缆系统原理2.光纤的基本知识2.5光纤的衰减和色散第一章光缆系统原理（一）光纤的传输衰减线性散射非线性散射结构不完善散射本征吸收杂质吸收衰减吸收衰减散射衰减其它衰减（微弯曲衰减等）1.本征吸收

指构成光纤的材料本身所固有的吸收作用。纯二氧化硅对光的吸收作用所引起的光纤衰减是比较小的。在600-900nm波长范围稍大，但小于1dB/km；而在1000-1800nm波长范围，几乎为零。2.光纤的基本知识第一章光缆系统原理2.杂质吸收光纤中杂质对光的吸收作用是造成光纤衰耗的主要原因。二大类：过渡金属离子与氢氧根离子。过渡金属离子包括铜、铁、铬、钴、锰、镍等离子，这些离子在光的作用下会发生震动而吸收光能量；每种离子都有自己的吸收峰波长。过渡金属离子的吸收峰波长都落在600-1800nm波长范围。氢氧根离子对光的吸收峰波长落在1000-1800nm波长范围。2.光纤的基本知识第一章光缆系统原理3.线性散射衰耗—

瑞利散射

是指光波的某种模式的功率线性地转换成另一种模式的功率，但光的波长不变。

线性散射会把光功率辐射到光纤外部而引起衰耗。

瑞利散射是典型的线性散射，它与波长的4次方成反比，即光波长越长，瑞利散射衰耗越小。

光纤材料不均匀，会造成其折射率分布不均匀，易产生瑞利散射。2.光纤的基本知识第一章光缆系统原理4.非线性散射衰减

指某光波长模式的部分功率非线性地转换到其它的波长中。

布里渊散射与拉曼散射是典型的非线性散射。

光纤中的光功率过大，就会出现非线性散射现象。

因此，防止发生非线性散射的根本方法，就是不要使光纤中的光功率信号过大，如不超过+25dBm。5.

其它衰减

包括微弯曲衰减与连接衰减等；占的比例很小。2.光纤的基本知识第一章光缆系统原理2.光纤的基本知识第一章光缆系统原理（二）光纤的色散1.色散的概念就是光脉冲经光纤传输后，所引起的展宽与畸变效应。2.色散的危害

会导致光传输质量的劣化，产生码间干扰、发生误码等，从而限制光纤的传输容量。3.色散分类

模式色散、材料色散与波导色散。2.光纤的基本知识第一章光缆系统原理（1）模式色散

光在多模光纤中传输时，存在多种传播模式，由于不同的导模在传输过程中具有不同的传播速度，使输入端同时发送光脉冲信号，到达接收端的时间不同，产生时延，使光脉冲发生展宽与畸变。（2）材料色散

指构成光纤的材料对不同波长的光具有不同的色散作用。（3）波导色散

指因光纤的波导结构对不同波长的光产生的色散作用。（4）三者关系

多模光纤中，三种色散均存在；单模光纤中，仅存在材料与波导色散，不存在模式色散。模式色散比材料色散与波导色散之和还要高出几十倍。2.光纤的基本知识第一章光缆系统原理2.6光纤的类型第一章光缆系统原理2.6光纤的类型第一章光缆系统原理2.7光缆的类型第一章光缆系统原理1．按传输性能、距离和用途分可分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用户光缆。2．按光纤的种类分可分为多模光缆、单模光缆。3．按光纤套塑方法分可分为紧套光缆、松套光缆、束管式光缆和带状多芯单元光缆。4．按光纤芯数多少分可分为单芯光缆、双芯光缆、四芯光缆、六芯光缆、八芯光缆、十二芯光缆和二十四芯光缆等。第一章光缆系统原理5．按加强件配置方法分光缆可分为中心加强构件光缆（如层绞式光缆、骨架式光缆等）、分散加强构件光缆（如束管两侧加强光缆和扁平光缆）、护层加强构件光缆（如束管钢丝铠装光缆）和PE外护层加一定数量的细钢丝的PE细钢丝综合外护层光缆。6．按敷设方式分光缆可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆。7．按护层材料性质分光缆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。8．按传输导体、介质状况分光缆可分为无金属光缆、普通光缆和综合光缆。第一章光缆系统原理9．按结构方式分光缆可分为扁平结构光缆、层绞式结构光缆、骨架式结构光缆、铠装结构光缆（包括单、双层铠装）和高密度用户光缆等。10．目前通信用光缆可分为（1）室(野)外光缆——用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷设的光缆。（2）软光缆——具有优良的曲挠性能的可移动光缆。（3）室（局）内光缆——适用于室内布放的光缆。（4）设备内光缆——用于设备内布放的光缆。（5）海底光缆——用于跨海洋敷设的光缆。（6）特种光缆——除上述几类之外，作特殊用途的光缆。2.8光纤的传输性能第一章光缆系统原理光纤性能是有限制的，随着信道数据率和传输距离的增加，光纤不再是一个透明管道.传输特性损耗(dB/km)，直接影响中继距离；色散(ps/nm.km)，将引起光脉冲展宽和码间串扰，最终影响通信距离和容量；非线性效应为维持误码率不变，需提高接收功率，所需增加相应的功率称为功率代价。（PowerPenalty）光纤的传输距离？第一章光缆系统原理光纤没有传输距离之说，只有衰耗（衰减）的不同。而传输距离，主要取决于发送方光强度与接收方的灵敏度，再除以光纤的衰耗特性。比如说，单模光纤每KM衰耗0.3DB，每2KM有1个接头，每个接头衰耗0.2DB，也就是正常情况下平均每KM衰耗0.4DB，如果发送方光强为-10DB，接收方灵敏度为-50DB，那么就有40DB的容许衰耗值，最远传输距离就是100KM。如果光纤性能不良，或者接头过多，那么传输距离就要下降。多模光纤衰耗大，所以传输距离一般不远。一般不大于2Km。用长距离光源设备就可以延长传输距离。还有一个办法，电信骨干网中大量存在的，就是中继站。电信骨干网几千几万公里的传输，都是通过光纤的，距离太远的，中间每隔几十公里就加一个中继站，就好比加油站或古代的驿站。第一章光缆系统原理提高传输距离的方法：用长距离光源设备就可以延长传输距离。增设中继站，电信骨干网中大量存在的，就是中继站。电信骨干网几千几万公里的传输，都是通过光纤的，距离太远的，中间每隔几十公里就加一个中继站，就好比加油站或古代的驿站。第一章光缆系统原理1310nm:0.35~0.5dB/Km1550nm:0.2~0.3dB/Km850nm:2.3~3.4dB/Km光纤熔接点损耗：0.2dB/点光纤熔接点1点/2km第一章光缆系统原理1、光纤通信具有怎样的特点？2、光纤的结构是怎样的？3、光纤是怎样分类的？4、光在阶跃型多模光纤、阶跃型单模光纤、渐变型光纤中的传播途径分别是怎样的？5、光纤的最主要传输参数有哪些？6、光纤的衰减主要包括哪些部分？7、什么叫色散？光纤的色散包括哪些部分？色散具有什么危害？8、多模光纤与单模光纤受色散的影响是否相同？传输特性哪一种比较优良？

目录第一章光缆系统原理1.光纤通信的基本知识2.光纤传输的原理和性能第二章光纤在信号系统中的应用1.3号线光纤通信的应用2.9号线光纤通信的应用第三章光缆操作技能

1.光缆接续简要流程

2.光时域反射计（OTDR）的测试原理第二章光纤在信号系统中的应用3号线光纤通信的应用轨旁

WNRADTS机柜正线干线网络第二章光纤在信号系统中的应用DTS-轨旁WNRA通信：第二章光纤在信号系统中的应用DTS-DTS第二章光纤在信号系统中的应用R4与OBC机柜通信：采用跳站模式实现区域内环路链接。第二章光纤在信号系统中的应用9号线光纤通信的应用9号线信号系统由光缆组成两个骨干网。CBTC骨干网ATS骨干网。单模光缆与多模光缆在9号线信号系统中都有应用。第二章光纤在信号系统中的应用9号线光纤通信的应用1）单模光缆WDZB-GYTZA53-8B1芯直径：9um覆层直径：125um工作波长：1310nm最大色散@1300nm：3.2psec/nm*km最大光纤衰减：0.4dB/km电缆线径长度控制范围：光纤分线盒到光纤分线盒光缆合芯：CBTC和ATS光缆合用一根光缆用4芯备4芯。第二章光纤在信号系统中的应用9号线光纤通信的应用2）多模光缆WDZB-GYTZA53-4A1a多模光缆芯直径：50um覆层直径：125um工作波长：1300nm最大色散@1300nm：3.2psec/nm*km最大光纤衰减：1.0dB/km电缆线径长度控制范围：光纤分线盒到AP箱、AP箱到AP箱第二章光纤在信号系统中的应用WDZB-GYTZA53-8B1WDZB是指低烟无卤阻燃聚烯烃护套。

W指：无卤；

D指：低烟；

Z指：阻燃；

B指：聚烯烃护套。第二章光纤在信号系统中的应用WDZB-GYTZA53-8B1GYTZA53GY指：通信用室外光缆T指：填充式结构Z指：阻燃

A指：聚乙烯粘连结构5指：皱纹钢带3指：聚乙烯护套第二章光纤在信号系统中的应用1.9号线信号系统光缆内容简介光缆WDZB-GYTZA53-8B1（4A1a）8B1（4A1a）其中数字代表光缆芯数。数字后面的字母：多模纤（A）分为A1a（光纤芯径50um）和A1b（芯径62.5um）另一种单模纤(B）分为B1、B4、B6等，而再其中的B1纤又分为G652B和G652D，B4光纤又叫G655纤，而B6又叫G657纤。第二章光纤在信号系统中的应用骨干网交换机和光纤与车控室连接的光纤第二章光纤在信号系统中的应用联锁机内部环网室外AP环网

目录第一章光缆系统原理1.光纤通信的基本知识2.光纤传输的原理和性能第二章光纤在信号系统中的应用1.3号线光纤通信的应用2.9号线光纤通信的应用第三章光缆操作技能

1.光缆接续简要流程

2.光时域反射计（OTDR）的测试原理第三章光缆操作技能1、光缆如何对接？跟电线对接有何区别？2、光缆有哪些常用工具？SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD光缆构造示意图：第三章光缆操作技能光缆横切面示意图光缆分层结构示意图1、光缆接续简要流程SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD光纤构造示意图：第三章光缆操作技能SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD

1光缆外护套的开剥第三章光缆操作技能光缆外护套开剥刀57SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD

2光缆内护套的开剥光缆内护套开剥刀第是章光缆操作技能58SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD

3光缆加强芯的处理克丝钳第三章光缆操作技能59SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD4束管开剥束管开剥刀第三章光缆操作技能60SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD束管色谱排列：光纤色谱排列：束管号12345678颜色蓝色橙色绿色棕色灰色白色红色黑色光纤号123456789101112颜色蓝色橙色绿色棕色灰色白色红色黑色黄色紫色粉红色青绿色第三章光缆操作技能SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD

5光纤的预盘留第三章光缆操