光纤光缆知识培训.ppt

1、华为光纤光缆产品介绍,Page 2,第一部分 光纤通信简介 第二部分 光纤知识介绍 第三部分 光缆知识介绍,Page 3,一、光纤通信简介,光纤通信特点； 光纤通信原理； 3. 影响因素； 4. 波段划分,Page 4,以光波传送信号，以光纤为传送介质的通信方式称为光纤通信。,信息容量大 传输损耗低，无中继距离远； 材料丰富； 抗电磁干扰； 串话小，保密性好； 体积小、质量轻； 耐化学腐蚀，适用于特殊环境,1.光纤通信特点,Page 5,光通信系统的原理是通过一条光纤将一个信号传送到远端的接收机上。在发送端，电信号被转换到光域，并且在接收端被转换回原来的电信号。,2.光纤通信原理,光纤通信系统

2、包括光纤光缆、系统、器件。,Page 6,有三个主要的因素能够影响光通信系统中的光传输。,3.影响因素,衰减：当光通过光纤传输时，由于吸收、散射以及其他辐射损耗，它将损失能量。在某一点，功率电平可能会变得太弱，以至于接收机不能分辨出光信号与背景噪声。 带宽：由于光信号是由不同频率组成的，光纤将会限制最高与最低频率，并且将会限制信息承载容量。 色散：当光信号通过光纤传输时，光脉冲将会扩散或者展宽，并且将会限制超高比特率上或者通过超长距离传输的信息承载容量。,Page 7,4.波段划分,Page 8,二、光纤知识介绍,光纤基本知识； 光纤分类标准； 光纤性能参数；,Page 9,1.1 光纤基本结

3、构; 1.2 光纤传输原理；,1.光纤基本知识,Page 10,光纤结构示意图,光纤结构一般是双层或多层的同心圆柱体。中心部分是纤芯，纤芯以外的部分称为包层。纤芯的作用是传导光波，包层的作用是将光波封闭在光纤中传播。,1.1 光纤基本结构,Page 11,1.2 光纤传输原理,光波在光纤中是以全反射的形式传播的。光波在光纤中实现全反射的条件是： 光纤纤芯的折射率一定要大于光纤包层的折射率。 进入光纤的光线向纤芯-包层界面入射时，入射角应大于临界角。,Page 12,2.光纤分类标准,Page 13,多模光纤,定义：具有大的芯径(50或62.5m) ，能够采用不同的传输路径（多个模式）来传输的光

4、纤。 优点：容易与光源以及其他光纤进行耦合，光源（发射机）成本低，并且具有简单的连接与熔接特性。 缺点：具有相对较高的衰减、低带宽，使得光在多模光纤内的传输被限制于短距离。,应用：主要应用在接入网和局域网等短距离场合。,Page 14,单模光纤,定义：芯径较小（9um)，只能采用一种传输路径（单个模式）来传输的光纤。 优点：消除了模式色散，衰减小，传输距离远,大带宽，能在超长距离上承载10Gbit/s与40Gbit/s信号。 缺点：不能与光源以及其他光纤进行耦合，光源（发射机）成本高。,应用：主要应用在长途骨干网、城域网、接入网等场合。,Page 15,多模光纤 vs 单模光纤,Page 16

5、,光纤应用,Page 17,3.光纤性能参数,3.1 几何尺寸参数 3.2 光学及传输特性参数 3.3 机械及环境性能参数 3.4 光纤的主要限制因素,Page 18,光纤的几何尺寸参数,3.1 几何尺寸参数,Page 19,光纤几何尺寸参数典型值,Page 20,衰减系数,色散系数,截止波长,弯曲损耗,偏振模色散,模场直径,3.2 光学及传输特性参数,Page 21,模场直径,Page 22,衰减系数,Page 23,单模光纤的典型谱衰耗,OH-吸收峰 (又称为：水峰),Page 24,色散系数： 光纤的色散分为模间色散（多模光纤的模式色散）和单模光纤的模内色散（材料色散和波导色散），而造成

6、光在相同传输介质中的传播速度不同的现象。其程度用色散系数进行反映。,色散系数,Page 25,不同单模光纤的色散曲线,Page 26,截止波长： 光纤作为单模光纤工作的最短波长。工作波长超过此波长时，只能传输基模，此时光纤为单模光纤；工作波长低于此波长时，除基模外，高次模也可传输，此时光纤为多模光纤。,截止波长,Page 27,弯曲损耗： 宏观弯曲损耗：是指光纤在以远远大于光纤外径的曲率半径弯曲时，所引入的附加损耗。 微观弯曲损耗：是指光纤受到不均匀应力的作用，光纤轴产生的微小不规则弯曲所引入的附加耗。,弯曲损耗,Page 28,偏振模色散： 基模包含两个正交的矢量，这两个偏振矢量在传播过程中

7、会产生时延，从而引入偏振模色散,偏振模色散（PMD）,Page 29,Page 30,光纤温度衰减特性,光纤浸水性能,光纤老化性能,-60oC+85oC下附加衰减： 0.05dB/km,23oC下，浸水14天后附加衰 减：0.05dB/km,温度湿度衰减特性,-10oC+85oC，98%RH下附加衰减： 0.05dB/km,85oC下老化一个月后附加衰 减：0.05dB/km,3.3 机械及环境性能参数,Page 31,光纤的主要限制因素：,衰减 （Attenuation） 色散 （Dispersion） 偏振模色散（Polarization Mode Dispersion）,3.4 光纤的主

8、要限制因素,Page 32,反映光信号损失的特性 限制了传输的距离 原因：, 吸收:紫外吸收、红外吸收 散射：受激布里渊散射、受激拉曼散射、瑞利散射,衰减（Attenuation）,Page 33,目前的技术已经基本上达到了光纤衰减的理论极限 光纤放大器的出现解决了衰减对光纤系统的限制,目前实用化的光纤放大器中主要有： 掺铒光纤放大器（EDFA） 半导体光放大器（SOA） 光纤拉曼放大器（FRA）,Page 34,反映脉冲展宽的特性 限制了传输容量的大小和传输距离的距离 原因： 不同的波长具有不同的速度,色散（Dispersion）,Page 35,受色散限制的无中继距离大致理论值,对高速传输

9、系统来说，色散并非越小越好，否则会存在非线性效应，降低系统性能； 色散斜率同样重要，大的斜率会导致边缘信道的色散累积量差别的增大，同样会影响系统性能。,Page 36,反映脉冲展宽的特性，统计量 限制了传输容量的大小和传输距离的距离 原因：极化模的轴向传输速度不同,偏振模色散（D）,Page 37,在单模光纤传输中，光波的基模含有两个相互垂直的偏振模。如果光纤的几何尺寸具有理想的均匀对称性而且没有应力，这两个偏振模将以相同的速率在光纤中传播，到达光纤另一端的时间也没有任何延迟。但在实际的光纤中，这两个偏振模以不同的速率传播，因而到达光纤另一端就存在一个时间差，单位长度上的时间差就称为PMD系数

10、。,Page 38,采用PMD补偿器件,导致PMD产生的原因,1、内在的： 芯层、包层的圆度；芯/包层同心度；玻璃表面应力；涂料的不圆度和同心度 2、外在的： 受挤压；弯曲；扭曲,Page 39,受PMD限制的无中继距离大致理论值,PMD链路值小于0.2即可满足目前40G的传输,Page 40,二、光缆知识介绍,光缆基本知识； 华为光缆系列；,Page 41,1.1 光缆的定义 1.2 光缆型号命名规则 1.3 性能寿命影响因素 1.4 光缆设计基本原则 1.5 光缆的分类 1.6 光缆的性能参数,1.光缆基本知识,Page 42,光缆:用适当的材料和缆结构，对通信光纤进行收容保护，使光纤免受

11、机械和环境的影响和损害，适应不同场合使用。,1.1 光缆的定义,Slotted Core optical cable 骨架式光缆,Central Tube optical cable 中心束管式光缆,Loose Tube optical cable 层绞式光缆,Ribbon optical cable 带状光缆,常见光缆结构如下：,Page 43,分类,护套,加强构件,结构特征,外护层,光纤芯数,光纤类型,33钢丝铠装PE护套,53钢带铠装PE护套,54钢带铠装PE护套尼龙,63芳纶铠装PE护套,333双层钢丝铠装PE护套,A1a50/125多模光纤,A1b62.5/125多模光纤,B1.1G

12、.652B单模光纤,B1.3G.652D低水峰单模光纤,B4G.655单模光纤,光纤数量, ,53+33钢带铠装PE护套钢丝铠装PE护套,1.2 光缆型号命名规则,Page 44,光纤表面裂缝, 应 力, 潮 气, 氢 气,1.3 光缆性能寿命影响因素,Page 45,1.4 光缆设计的基本原则,Page 46,按光纤在光缆中的状态分：紧结构、松结构、半松半紧结构 按缆芯结构分：中心管式、层绞式、骨架式 按光缆敷设条件分：架空、管道、直埋和水底光缆 按光缆使用环境场合分：室外光缆、室内光缆,1.5 光缆的分类,Page 47,1：拉伸（应力应变、破断力）； 2：压扁； 3：冲击（低温下冲击）；

13、 4：弯曲（反复、动静态、低温下弯曲）； 5：振动； 6：曲绕； 7：扭转； 8：卷绕； 9：风振； 10：舞动： 11：过滑轮试验； 12：护套磨损； 13：标志磨损。,光缆的机械特性参数：,1.6 光缆的性能参数,Page 48,1：温度循环； 2：浸水； 3：滴流； 4：渗水； 5：燃烧； 6：护套高温下的一致性 7：护套耐电痕试验。,光缆的环境特性：,Page 49,拉伸（应力应变、破断力）：短期拉伸是考量施工时承受牵引的能力，长期拉伸是考量光缆施工后正常工作时承受纵向牵引的能力。应力应变考量自承式架空光缆承受纵向应力的光缆变化的大小；破断力则考量电力光缆拉断时所能承受的力值能力。 压

14、扁：短期压扁考量施工时光缆承受各种侧压因素（汽车、人员）的抗侧压能力，长期压扁考量施工后光缆受种种侧压因素（挤压、土地板结）抗侧压的能力。 冲击：考量光缆在施工时泥土或石块对光缆的冲击能力。,光缆参数的意义：,Page 50,弯曲（反复弯曲、动静态弯曲、低温下弯曲） 反复弯曲考量光纤在施工时所能承受的抗反复弯曲能力。动静态弯曲考量光缆在施工时或施工后所能承受的抗弯能力。低温下弯曲考量在低温下光缆（主要是护套）的抗弯能力。 振动：考量光缆在桥梁、铁路等振动较大的场合的抗振能力。 曲绕：该参数考量光缆在施工中是否有韧性。 扭转：该参数考量光缆在施工中盘缆、接头等抗扭的能力。,Page 51,卷绕：

15、考量施工时倒盘、过施工滑轮等的能力。 风振：考量自承式光缆在工作时抗通常风力的能力。 舞动：考量自承式光缆在工作时抗较大风力的能力。 过滑轮试验：考量光缆通过滑轮施工的能力。 护套磨损：考量光缆在施工过程中抗护套磨损的能力。 标志磨损：考量光缆在施工（主要是管道、架空方式）后护套标识的耐磨能力。主要为质量事故的方便处理。 温度循环：考量光缆在所要求的温度下正常工作的能力。重要性依次而降低：特殊高低温场合，架空缆、管道缆、直埋缆、室内缆。,Page 52,浸水：水渗入（过）光缆护套的能力。 滴流：填充式光缆的纤膏和工艺性能，它关心光缆在高温下纤膏不能过稀。 渗水：考量阻水材料和工艺性能，它关心光

16、缆在直埋方式或管道方式施工后接续前水是否能通过端头进入光缆。 燃烧：考量光缆的抗延燃以及燃烧后烟气量大小。通常要考虑护套的阻燃性能。 护套高温下的一致性：考量室内缆在高温下光缆的纵向一致性。 护套耐电痕试验：考量ADSS光缆抗电腐蚀的性能。,Page 53,2.华为光缆系列,2.1 室外光缆 2.2 带状光缆 2.3 8字光缆 2.4 室内光缆 2.5 两用光缆 2.6 特殊光缆,Page 54,2.1 室外光缆,主用于干线和城域网的直埋、管道、架空建设,GYXTW 212,GYXTA(S) 212,GYTA(S) 2216（96）,GYTA53 2216,Page 55,2.2 带状光缆,G

17、YDXTW 8432,GYDTA(S) 36648,GYDTA53 36576,GYDGA 48480,主用于大芯数高度密集的城域骨干网络的建设,Page 56,2.3 “8”字光缆,该光缆将缆芯部分和钢丝吊线集成到一个“8”字形的PE护套内，形成自承式结构，在敷设过程中无需架设吊线和挂钩，施工效率高，施工费用低。可以十分简单地实现电杆与电杆之间、电杆与楼宇之间、楼宇与楼宇之间等的架空敷设。,大8字光缆GYTC8S(A) 4144,小8字光缆GYXTC8Y 212,Page 57,主要用于楼宇内局域网建设，楼内垂直布线,2.4 室内光缆,Page 58,主用于楼宇间、楼宇内局域网或FTTH建设

18、,2.5 室内外两用光缆,Page 59,2.6 特殊光缆,2.6.1 皮线光缆 2.6.2 气吹微缆 2.6.3 路面微槽光缆,Page 60,居民用户 连接楼道口的预设光缆与ONU 楼道内水平布放 可以与尾纤熔接,也可以直接做冷接,2.6.1 皮线光缆（GJBFZY）,Page 61,2.6.2 气吹微缆(GCYFTY),Page 62,微缆命名规则,GCY F T Y - X Xn 光纤类型 光纤芯数 聚乙烯护套 油膏填充式结构 非金属加强构件 微型结构，C表示“吹”,Page 63,微缆的数据,Page 64,直径小，重量轻，软硬适中，适合采用气吹敷设。 光纤密度高，充分利用管孔资源。适合在拥挤的城域网管道中进行施工，避免了以往破坏性的挖掘，不必再为获得铺设权而付出高昂的费用。 微型光缆的气吹速度高达30-50米/分钟，且一次气吹距离长达1000米以上，光缆布放效率大幅提高。 可随通信业务量的增长分批次吹入光缆，投资分步进行，降低前期投入。微缆还可被吹出，便于今后采用新品种的光纤光缆，在技术上保持领先。,微缆的特点与优势,Page 65,2.6.3 路面微槽光缆GLFXTS,产品主要特点： 结构简单，