光纤及光纤接口知识讲解

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1、光纤及光纤接口知识 l 一、光纤基本知识 l 二、光纤连接器概述 l 三、光纤的接口 l 四、光纤连接器的性能 l 五、连接器的使用 l 六、光模块知识简介 l 七、光接入网的应用类型 一.光纤基本知识 1、光纤的粗细只有头发的1/10，即125m，其中光通过的地方（纤芯）仅为 10m，只有1mm的1/100，所谓的光纤是非常细的“玻璃”（主要成分是SiO2 ）. 2、光纤的种类 按照光在光纤中的传输模式，可以分为多模光纤（MMF）和单模光 纤。多模光纤的中心玻璃芯较粗(50或62.5m)，可传多种模式的光。但 其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，因此，多模光纤传 输的距离就比较近，

2、一般只有几公里。单模光纤中心玻璃芯很细(芯径一 般为9或10m)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于 远程通讯。一般情况下外皮为橙色的为多模，黄色的为单模。 单模多模 3、光纤耦合器 4、光纤尾纤和光纤跳线 简单的说尾纤指一端为接口，另一端为光纤的器件，光纤跳线是 两端有接口，中间为光纤的器件。将一根光纤跳线从中间剪断就成为 两根尾纤了。连接器插头是跳线的特殊情况，即只在光纤的一头装有 插头。在工程及仪表应用中，大量使用着各种型号、规格的跳线，跳 线中光纤两头的插头可以是同一型号，也可以是不同的型号。跳线可 以是单芯的，也可以是多芯的。跳线的价格主要由接头的质量决定。 因而价格也

3、相差较大。 光纤耦合器（Coupler）又称分歧器（ Splitter），简单的说就是将光讯号从一条 光纤中分至多条光纤中的组件。 二、光纤连接器概述 纤细的光纤本身不能连接在一起，因此需要光纤连接器，要架设光 纤，必须用到光纤连接器，因为光纤连接器是连接非常细的光纤的部件 ，因此必须是标准化的光纤连接器。如下图所示： 1、光纤的结构 被固定在光纤连接器中用来传输光纤信号的是光纤，光纤分单模光 纤和多模光纤，两者的外径都是125m； 单模光纤：光穿过的被称作光纤芯的部分的粗细为8-10m； 多模光纤：光穿过的被称作光纤芯的部分的粗细为50m、62.5m； 光纤芯贯穿光纤的中心，并且非常细，不管

4、哪种光纤， 其光纤芯的周边都被包裹层包着； 2、通过将光纤连接起来，使得光波从一根光纤传输到另外一根光纤 由于光纤并不是无限长的，为了传输光波，需要在光纤的连接处让光纤 之间紧密相连，光纤与光纤紧密相连后，才能传输光纤； 可是，1mm的1/10这样细小的光纤怎么连接呢？如果轴线错位，则光波不 能传送，角度错位光波也不能传输； 3、光纤连接器的结构将1/1000mm错位都不存在的稳定的连接在一起 在光纤连接器插头（以下简称插头）内部（SC/MU）有被称作陶瓷插芯 的，直径为2.5mm的（SC/FC/ST）或1.25mm（MU/LC）的圆筒形氧化锆陶 瓷零件，陶瓷插芯是紧密加工的零件，在中心部固定

5、连接着直径为 125m的光纤，端面是经过研磨的镜面，光纤信号在光纤的更中心部（ 光纤芯，直径约为0.01mm）的地方通过，光纤连接器是由带耦合缝的被 称为耦合套筒的零件调整插头的陶瓷插芯的位置，使之不扭曲的连接起 来，于是光波就通过了。 4、光纤通过按压接触而被连接到一起 实际上，光纤连接器的陶瓷插芯被用于适配器连接时，被放置在内部的 弹簧互相挤压在一起，陶瓷插芯的断面被稍微压扁了一些，才使得光纤 之间被物理的接触在一起。 5、光纤连接器剖视图 连接器插头由插针体和若干外部机械结构零件组成。两个插头在 插入转换器或变换器后可以实现光纤（缆）之间的对接；插头的 机械结构用于对光纤进行有效的保护。

6、 防尘盖 塑料壳 光纤陶瓷套管 塑料组件 压铜扣 缓压套管 短套管 插针是一个带有微孔的精密圆柱体，其主要尺寸如下： 外径 2.4990.0005mm 外径不圆度 0.0005mm 微孔直径 1260.5m 微孔偏心量 1m 微孔深度 4mm 或 10mm 插针外圆柱体光洁度 14 端面曲率半径 20-60mm 插针的材料有不锈钢、全陶瓷、玻璃和塑料几种。现在市场上用得最多 的是陶瓷，陶瓷材料具有极好的温度稳定性，耐磨性和抗腐蚀能力，但价 格也较贵。塑料插头价格便宜，但不耐用。 三、光纤的接口 光纤接口是用来连接光纤线缆的物理接口。其原理是利用了光从光密 介质进入光疏介质从而发生了全反射。通常

7、有SC、ST、FC等几种类型，它 们由日本NTT公司开发。 FC接口类型：FC接头又叫圆型带螺纹接头(配线架上用的最多)，是金属 接头，一般在ODF侧采用，金属接头的可插拔次数比塑料要多。 SC接口类型： SC接头又叫卡接式方型接头(路由器交换机上用的最多)， 是标准方型接头，采用工程塑料，具有耐高温，不容易氧化优点。传输设 备侧光接口一般用SC接头。 LC接口类型： LC接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些。 ST接头：ST接头又叫卡接式圆型接头，对于10Base-F连接来说，连接器通 常是ST类型的。 光纤的各种接头如下图所示： FC connector SC connector LC

8、 connector ST connector 在表示尾纤接头的标注中，我们常能见到“FC/PC”，“SC/PC”等，其含义如下： “/”前面部分表示尾纤的连接器型号 , “/”后面表明光纤接头截面工艺，即研磨方 式。 光纤连接器的研磨类型 光纤连接器是通过插芯端面相互对接来实现光信号传输的，所以对于光纤连接 器不论何种型号，我们都可以将其插芯研磨平面归纳为下面两种类型，即：PC （Physical Contact）研磨平面，UPC（Ultra PC）、APC(Angel PC)研磨平面。 PC研磨平面：将端面研磨成球面的方法对光纤直接进行连接。其插入损耗小 、信号定，由于研磨减少了端面的反射

9、光线，从而提高了回波损耗。 UPC研磨平面：研磨的回波损耗大于50dB，特别是用于SDH高速系统。 APC研磨平面：将端面研磨成8球面，使反射光向光纤的外面反射，从而得 到60dB以上的回波损耗，这种方法插入损耗小，多用于模拟映像传输，特别适 用与高速系统、光纤CATV、EDFA等。 这几种连接器虽然外观不一样，但核心组件套筒是一样的。套筒 是一个加工精密的套管（有开口和不开口两种），两个插针在套筒中对接 并保证两根光纤的对准。其原理是：以插针的外圆柱面为基准面，插针与 套筒之间为紧配合；当光纤纤芯外圆柱面的同轴度、插针的外圆柱面和端 面、以及套筒的内孔加工的非常精密时，两根插针在套筒中对接，

10、就实现 了两根光纤的对准。 四、光纤连接器的性能 光纤连接器的性能，首先是光学性能，此外还要考虑光纤连接器的 互换性、重复性、抗拉强度、温度和插拔次数等。 （1）光学性能：对于光纤连接器的旋光性能方面的要求，主要是插入损 耗和回波损耗这两个最基本的参数。 插入损耗（InsertionLoss）即连接损耗，是指因连接器的导入而引起 的链路有效光功率的损耗。插入损耗越小越好，一般要求应不大于0.5dB 。 回波损耗（ReturnLoss,ReflectionLoss）是指连接器对链路光功率反射 的抑制能力，其典型值应不小于25dB。实际应用的连接器，插针表面经 过了专门的抛光处理，可以使回波损耗更

11、大，一般不低于45dB。 （2）互换性、重复性 光纤连接器是通用的无源器件，对于同一类型的光纤连接器，一般 都可以任意组合使用、并可以重复多次使用，由此而导入的附加损耗一 般都在小于0.2dB的范围内。 （3）抗拉强度 对于做好的光纤连接器，一般要求其抗拉强度应不低于90N。 （4）温度 一般要求，光纤连接器必须在-40+70的温度下能够正常使用。 （5）插拔次数 目前使用的光纤连接器一般都可以插拔l000次以上。 五、连接器的使用 连接器一般用于下述位置： 光端机到光配接箱之间采用光纤跳线； 在光配线箱内采用光纤适配器（法兰盘）将光端机来的跳 线与引出光缆相连的尾纤连通； 各种光测试仪一般将

12、光跳线一端头固定在测试口上另一端 与测试点连接； 光端机内部采用尾纤与法兰盘相连以引出引入光信号； 光发射机内部，激光器输出尾纤通过法兰盘与系统主干尾 纤相连； 光分路器的输入、输出尾纤与法兰盘的活动连接。 连接器使用的位置： 六、光模块知识简介 1.光纤模块的构成：有发射激（TOSA),接受（ROSSA) 线路板 IC 外部配件等。 简单的说，光模块的作用就是光电转换，发送端把电信号转换成光信号 ，通过光纤传送后，接收端再把光信号转换成电信号 。 SFP TOSA ROSSA 2.光模块的分类 按照封装分：19、SFF、SFP、GBIC 、SFP+ 、XFP 、X2 、XENPAK 19封装

13、-焊接型光模块，一般速率有52M/155M/622M/1.25G，多采用SC接口； SFF封装-焊接小封装光模块，一般速率155M/622M/1.25G/2.25G/4.25G，多采用 LC接口； GBIC封装-热插拔千兆接口光模块，采用SC接口； SFP封装-热插拔小封装模块，目前最高数率可达155M/622M/1.25G/2.125G/4.25 G/8G/10G,多采用LC接口； XENPAK封装-应用在万兆以太网，采用SC接口； XFP封装-10G光模块，可用在万兆以太网，SONET等多种系统，多采用LC接 口。 3、SFP&GBIC识别 l（1）何为GBIC？ GBIC是Giga Bi

14、trate Interface Converter的缩写，是将千兆位 电信号转换为光信号的接口器件。GBIC设计上可以为热 插拔使用。GBIC是一种符合国际标准的可互换产品。采 用GBIC接口设计的千兆位交换机由于互换灵活，在市场 上占有较大的市场分额。速率主要为155M，100M，GE l连接器是SC l（2）何为SFP？ SFP是SMALL FORM PLUGGABLE的缩写，可以简单的理 解为GBIC的升级版本。SFP模块体积比GBIC模块减少一 半，可以在相同的面板上配置多出一倍以上的端口数量 。SFP模块的其他功能基本和GBIC一致。有些交换机厂 商称SFP模块为小型化GBIC（MI

15、NI-GBIC）。 目前已经成 为主流的光纤模块，速率主要为155M，100M，GE，2.5G l连接器是LC GBIC SFP GBIC和SFP都有SX（MM），LX（SM），LH/ZX（SM）之分 GBIC的各种型号在设备上无法识别，只能通过IOS读取其型号或 者从设备上将模块取出。 SFP的型号识别方法 注意SFP上有一个有颜色的小把手 把手的颜色与模块的型号对应关系如下 对于GE的SFP来说 黑色：多模MM SX模块 蓝色：单模SM LX模块 浅黄色：单模SM LH or ZX模块（不同的厂家的叫法不一， 有叫LH的，也有叫ZX的） 对于2.5G 的SFP来说 灰色：单模SM SR模块 绿色：单模SM LR模块 4.光电转换器 光电转换器即光model，俗称光猫。是目 前中小公司包括大型公司经常使用到的 一种网络设备。 如果说得更加专业的话，光猫是一种类似 于基带MODEM（数字调制解调器）的设备 ，和基带MODEM不同的是接入的是光纤专 线，是光信号。用光电信号的转换和接口协 议的转换后接入路由器，他属于是广域网接 入的一种，也就是常常说到的光纤接入，只 要存在光纤的地方都需要光猫对光信号进行转换。 既然我们知道了凡是公司使用光纤都需要使用光猫对输入来的光纤中光信号进行 转换