光纤光缆基础知识.pptx

2024/8/27 周二光纤光缆基础知识光纤光缆基础知识孙建华孙建华中天宽带技术有限公司中天宽带技术有限公司22024/8/27 周二光通信发展史光通信发展史u 2000多年前多年前烽火台烽火台灯光、旗语灯光、旗语u1880年年光电话光电话无线光通信无线光通信u1970年年光纤通信光纤通信1966年年高锟博士首次提出光纤通信的想法高锟博士首次提出光纤通信的想法1970年年贝尔研究所林严雄研究出在室温下可贝尔研究所林严雄研究出在室温下可连续工作的半导体激光器；连续工作的半导体激光器；1970年年康宁公司首先开发出损耗为康宁公司首先开发出损耗为2.0dB/公公里的光纤里的光纤 32024/8/27 周二光通信的优缺点光通信的优缺点u优优点点：a a、传传输输衰衰减减低低，中继距离长；中继距离长；ub b、传传输输带带宽宽宽宽，通通信信容容量大；量大；uc c、光缆尺寸小，重量轻；、光缆尺寸小，重量轻；ud d、不不受受电电磁磁感感应应，不不受受强电、雷电干扰；强电、雷电干扰；ue e、节省有色金属；、节省有色金属；uf f、适用于需防暴、高压、适用于需防暴、高压和雷电的场合。和雷电的场合。u缺缺点点：a a、需需要要光光端端机机和和光光中中继继器器进进行行光光电电转转换和电换和电光转换；光转换；ub b、光光纤纤材材料料较较脆脆，应应对对光光纤纤小小心心保保护护且且光光缆缆弯弯曲半径不宜过小；曲半径不宜过小；uc c、光纤接续较难；、光纤接续较难；ud d、连连接接和和测测试试需需要要专专门门的工具和高精度仪器的工具和高精度仪器42024/8/27 周二光纤的结构光纤的结构定义定义传输光能的介质波导，由纤芯和包层组成。传输光能的介质波导，由纤芯和包层组成。纤芯：光纤的纤芯：光纤的中心部分，折中心部分，折射率高于包层，射率高于包层，光波主要在纤光波主要在纤芯中传输。芯中传输。包层：环绕纤芯的区域，折包层：环绕纤芯的区域，折射率低于纤芯，以提供反射射率低于纤芯，以提供反射面或光隔离。面或光隔离。n一次被覆层作用：一次被覆层作用：保护光纤的机械保护光纤的机械强度；强度；隔绝能够隔绝能够引起微变损耗的外引起微变损耗的外应力应力。52024/8/27 周二光纤的种类光纤的种类单模光纤种类：单模光纤种类：u1 1、B1.1(G.652)B1.1(G.652)非非色色散散位位移移光光纤纤，在在1550nm1550nm窗窗口口衰衰减减小小，但但色色散散较较大大，不不利利于于高高速速系系统统的的长长距离传输；距离传输；u2 2、B2(G.653)B2(G.653)零零色色散散位位移移光光纤纤，在在1550nm1550nm窗窗口口色色散散为为零零，但但在在波波分分复复用用时时会会出出现现四四波波混混频频效效应；应；u3 3、B1.2(G.654)B1.2(G.654)截止波长位移光纤；截止波长位移光纤；u4 4、B4(G.655)B4(G.655)非非零零色色散散位位移移光光纤纤，在在1550nm1550nm窗窗口口衰衰减减低低，色色散散小小，大大大大减减小小四四波波混混频频效效应应。故其可用于远距离、波分复用、高速系统；故其可用于远距离、波分复用、高速系统；u5 5、色散平坦光纤；、色散平坦光纤；u6 6、色散补偿光纤。、色散补偿光纤。62024/8/27 周二光纤的种类光纤的种类u多模光纤多模光纤nA1a：503/1253m；nA1b：62.53/1253m；nA1c：853/1253m；nA1d：1005/1404m。72024/8/27 周二光纤参数光纤参数光纤几何参数：光纤几何参数：涂层直径涂层直径 包层直径包层直径 模场直径模场直径 包层不圆度包层不圆度 纤芯包层同心度纤芯包层同心度 涂层包层同心度涂层包层同心度模场直径模场直径单模光纤所特有的一个重要参数，通俗单模光纤所特有的一个重要参数，通俗地讲就是单模光纤中光斑的大小。模场就是光纤中基地讲就是单模光纤中光斑的大小。模场就是光纤中基模场的电场强度在空间的分布。因此，单模光纤中的模场的电场强度在空间的分布。因此，单模光纤中的场并不是完全集中在纤芯中，而是相当部分能量在包场并不是完全集中在纤芯中，而是相当部分能量在包层中，所以不宜用纤芯的几何尺寸作为单模光纤的特层中，所以不宜用纤芯的几何尺寸作为单模光纤的特征参数，而是用模场直径作为描述单模光纤中光能集征参数，而是用模场直径作为描述单模光纤中光能集中的范围。是单模光纤所特有的参数，给出了保证单中的范围。是单模光纤所特有的参数，给出了保证单模传输的光波长的范围。模传输的光波长的范围。82024/8/27 周二光纤传输特性参数光纤传输特性参数u衰减衰减光在光纤中传输时的能量损耗。光在光纤中传输时的能量损耗。u截止波长截止波长保证单模传输的最低工作波长，是保证单模传输的最低工作波长，是单模光纤的本征参数单模光纤的本征参数。u色散色散光脉冲沿着光纤进行一段距离后造成的光脉冲沿着光纤进行一段距离后造成的频宽变粗，它是限制传输速率的主要因素。频宽变粗，它是限制传输速率的主要因素。模间色散、材料色散、波导色散模间色散、材料色散、波导色散u偏振模色散偏振模色散由于光纤的椭圆度和残余内应力由于光纤的椭圆度和残余内应力的原因，改变了光纤的折射率分布，从而引起基的原因，改变了光纤的折射率分布，从而引起基模模LP01LP01的两个垂直方向的模已不同的速度传输，的两个垂直方向的模已不同的速度传输，从而使其到达的时间不同，其差称为偏振模色散。从而使其到达的时间不同，其差称为偏振模色散。衰减衰减 截止波长截止波长 色散色散 偏振模色散偏振模色散92024/8/27 周二光纤损耗光纤损耗u散射损耗散射损耗 由于下列原因，光信号会损耗:n光缆中的分子不均匀n光缆的光学纯度不高102024/8/27 周二光纤损耗光纤损耗吸收损耗吸收损耗u光缆中的杂质会吸收光的能量光缆中的杂质会吸收光的能量112024/8/27 周二光纤损耗光纤损耗弯曲损耗弯曲损耗u光缆内核与覆层之间的不均匀会引起如图所示的损耗光缆内核与覆层之间的不均匀会引起如图所示的损耗122024/8/27 周二光纤损耗光纤损耗u光纤的弯曲会造成损耗光纤的弯曲会造成损耗u光穿越叠层光穿越叠层弯曲损耗弯曲损耗132024/8/27 周二光缆光缆u定定义义：用用适适当当的的材材料料和和缆缆结结构构，对对通通信信用用光光纤纤进进行行保保护护，使使光光纤纤免免受受机机械械和和环环境境的的影影响响和和损损坏，适应不同场合。坏，适应不同场合。u光光缆缆的的主主要要特特性性：光光缆缆中中光光纤纤的的传传输输特特性性，光光缆缆的的机机械械特特性性，光光缆缆的的环环境境特特性性和和光光缆缆的的电电气气特性。特性。u机机械械特特性性：光光缆缆的的拉拉伸伸、压压扁扁、冲冲击击、反反复复弯弯曲、扭转、卷绕等。曲、扭转、卷绕等。u环境特性：温度特性、滴流性能，热老化性能、环境特性：温度特性、滴流性能，热老化性能、渗水性能、阻燃、低温下弯曲性能和冲击性能，渗水性能、阻燃、低温下弯曲性能和冲击性能，耐电痕性能。耐电痕性能。142024/8/27 周二光缆分类光缆分类u分分类类：按按光光纤纤在在光光缆缆中中的的松松紧紧自自由由状状态态不不同同，分为紧结构、松结构、半紧半松结构。分为紧结构、松结构、半紧半松结构。u按缆芯结构分：中心管式、层绞式、骨架式。按缆芯结构分：中心管式、层绞式、骨架式。u按按光光缆缆敷敷设设条条件件分分：架架空空、管管道道、直直埋埋、水水底底等。等。u按使用环境：按使用环境：室外光缆：适用于架空、管道、直埋，室外光缆：适用于架空、管道、直埋，室内光缆：适用于建筑物内使用的光缆，不填室内光缆：适用于建筑物内使用的光缆，不填充油膏充油膏152024/8/27 周二光缆生产工艺流程图光缆生产工艺流程图光光 纤纤 进进 厂厂着着 色色二二 次次 套套 塑塑成成 缆缆内内 护护 层层 外外 护护 层层成成 品品 包包 装装检检 测测检检 测测检检 测测检检 测测检检 测测检检 测测填充绳挤制填充绳挤制加强件加强件充油、扎纱充油、扎纱162024/8/27 周二光缆余长光缆余长u光缆余长形成的两种方法：光缆余长形成的两种方法：张力法张力法和和温差法温差法。影响余长主要因素：影响余长主要因素：1、放纤张力；、放纤张力；2、牵引轮直径；、牵引轮直径；3、前后两段冷却水温差、前后两段冷却水温差4、生产线速度；、生产线速度；5、触变型填充油膏的温度和压力、粘度；、触变型填充油膏的温度和压力、粘度；6、在双牵引生产线中，履带牵引和盘式牵引、在双牵引生产线中，履带牵引和盘式牵引的速度差。的速度差。172024/8/27 周二二次余长二次余长u定义：当光缆被拉伸或收缩时，光纤从松套管定义：当光缆被拉伸或收缩时，光纤从松套管中心位置向内侧或外侧移动所能发生的变化。中心位置向内侧或外侧移动所能发生的变化。u作用：增强光缆的机械性能抗拉强度，提高温作用：增强光缆的机械性能抗拉强度，提高温度稳定性。度稳定性。182024/8/27 周二护套护套u分类：内护套、中护套、外护层分类：内护套、中护套、外护层u内护套：内护套：PEPE护套，侧重于防潮。护套，侧重于防潮。u外外护护套套：各各种种铠铠装装挤挤制制高高、中中密密度度聚聚乙乙烯烯或或阻阻燃燃料料、防防蚁蚁层层等等外外护护层层，侧重于抗侧压和耐磨。侧重于抗侧压和耐磨。192024/8/27 周二护套护套u挤塑方式可分为：挤压式与挤管式挤塑方式可分为：挤压式与挤管式其区别为：其区别为：u挤挤压压式式：出出胶胶速速度度慢慢，偏偏芯芯调调节节困困难难，绝绝缘缘厚厚薄不易控制，挤出的塑胶层结构紧密。薄不易控制，挤出的塑胶层结构紧密。u挤挤管管式式：塑塑料料不不是是直直接接压压在在缆缆芯芯上上，而而是是沿沿着着管管状状尾尾径径部部分分向向前前移移动动，易易调调偏偏芯芯，减减小小内内应应力力，降降低低护护套套的的后后收收缩缩，先先形形成成管管状状，然然后后经经拉伸再包覆在缆芯上。拉伸再包覆在缆芯上。202024/8/27 周二光缆型号的命名方法光缆型号的命名方法u执行标准：执行标准：YD/T 908-2000YD/T 908-2000u1 1、型号的组成：由型式和规格两部分组成。、型号的组成：由型式和规格两部分组成。u2 2、型式由、型式由5 5个部分构成，各部分均用代号表示。个部分构成，各部分均用代号表示。其中结构特征指缆芯结构和光缆派生结构特征。其中结构特征指缆芯结构和光缆派生结构特征。n1 1、分类、分类n 2 2、加强构件、加强构件n 3 3、结构特征、结构特征n 4 4、护套、护套n 5 5、外护层、外护层 212024/8/27 周二光缆型号的命名方法光缆型号的命名方法3 3、分类的代号、分类的代号uGYGY通信用室（野）外光缆。通信用室（野）外光缆。uGMGM通信用移动式光缆。通信用移动式光缆。uGJGJ通信用室（局）内光缆。通信用室（局）内光缆。uGHGH通信用海底光缆。通信用海底光缆。uGTGT通信用特殊光缆。通信用特殊光缆。222024/8/27 周二光缆型号的命名方法光缆型号的命名方法4、加强构件的代号加强构件的代号u加加强强构构件件指指护护套套以以内内或或嵌嵌入入护护套套中中用用于于增增强强光光缆缆抗抗拉拉力力的的构构件件。如如同同时时有有金金属属和和非非金金属属的的加加强强构构件件，只只表表示示为为金金属属构构件结构特征。件结构特征。u（无符号）（无符号）金属加强构件。金属加强构件。u F F非金属加强构件。非金属加强构件。232024/8/27 周二光缆型号的命名方法光缆型号的命名方法u5 5、缆缆芯芯和和光光缆缆的的派派生生结结构构特特征征的的代代号号。光光缆缆结结构构特特征征应应表表示示出出缆缆芯芯的的主主要要类类型型和和光光缆缆的的派派生生结结构构。当当光光缆缆型型式式有有几几个个结结构构特特征征需需要要注注明明时时，可可用用组组合合代代号号表表示示，其其组组合合代代号号按按下下列列相相应应的各代号自上而下的顺序排列。的各代号自上而下的顺序排列。uD D光纤带结构。光纤带结构。uS S光纤松套结构光纤松套结构uJ J光纤紧套结构光纤紧套结构u（无符合）（无符合）层绞结构。层绞结构。uX X中心管结构中心管结构uT T填充式结构。填充式结构。uC C自承式结构。自承式结构。uB B扁平形状扁平形状uE E椭圆形状椭圆形状uZ Z阻燃结构。阻燃结构。242024/8/27 周二光缆型号的命名方法光缆型号的命名方法6 6、护套的代号：、护套的代号：uY Y聚乙烯护套聚乙烯护套uV V聚氯乙烯护套聚氯乙烯护套uU U聚氨脂护套聚氨脂护套uA A铝铝-聚乙烯粘接护套（简称为聚乙烯粘接护套（简称为A A护套）护套）uS S钢钢-聚乙烯粘接护套（简称为聚乙烯粘接护套（简称为S S护套）护套）uW W夹夹带带钢钢丝丝的的钢钢-聚聚乙乙烯烯粘粘接接护护套套（简简称称为为W W护护套）套）252024/8/27 周二光缆型号的命名方法光缆型号的命名方法7 7、外护层的代号：、外护层的代号：u其其代代号号用用两两组组数数字字表表示示，第第一一组组表表示示铠铠装装层层，它它可可以以是是一一位位或或二二位位数数字字理理体体制制，第第二二组组表表示示外外被被层或外套，它应是一位数字。层或外套，它应是一位数字。代号代号铠装层铠装层0 0无铠装层无铠装层2 2绕包双钢带绕包双钢带3 3单细圆钢丝单细圆钢丝3333双细圆钢丝双细圆钢丝4 4单粗圆钢丝单粗圆钢丝4444双粗圆钢丝双粗圆钢丝5 5皱纹钢带皱纹钢带262024/8/27 周二光缆型号的命名方法光缆型号的命名方法u8 8、外被层或外套、外被层或外套代号代号外被层或外套外被层或外套1 1纤维外被纤维外被2 2聚氯乙烯套聚氯乙烯套3 3聚乙烯套聚乙烯套4 4聚乙烯套加覆尼龙套聚乙烯套加覆尼龙套5 5聚乙烯保护管聚乙烯保护管272024/8/27 周二结束语结束语 谢谢 谢！谢！