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1、光纤光缆基础知识 孙建华 中天宽带技术有限公司 * 2 光通信发展史 u 2000多年前 烽火台灯光、旗语 u1880年 光电话无线光通信 u1970年 光纤通信 1966年高锟博士首次提出光纤通信的想法 1970年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； 1970年康宁公司首先开发出损耗为2.0dB/公 里的光纤 Date 3 光通信的优缺点 u优点：a、传输衰减低， 中继距离长； ub、传输带宽宽，通信容 量大； uc、光缆尺寸小，重量轻 ； ud、不受电磁感应，不受 强电、雷电干扰； ue、节省有色金属； uf、适用于需防暴、高压 和雷电的场合。 缺点：a、需要光端机和
2、 光中继器进行光电转 换和电光转换； b、光纤材料较脆，应对 光纤小心保护且光缆弯 曲半径不宜过小； c、光纤接续较难； d、连接和测试需要专门 的工具和高精度仪器 Date 4 光纤的结构 定义传输光能的介质波导，由纤芯和包层组成。 纤芯：光纤的 中心部分，折 射率高于包层 ，光波主要在 纤芯中传输。 包层：环绕纤芯的区域，折 射率低于纤芯，以提供反射 面或光隔离。 n一次被覆层作用 ：保护光纤的机 械强度；隔绝能 够引起微变损耗的 外应力。 Date 5 光纤的种类 单模光纤种类： u1、B1.1(G.652)非色散位移光纤，在1550nm窗 口衰减小，但色散较大，不利于高速系统的长 距离
3、传输； u2、B2(G.653)零色散位移光纤，在1550nm窗口 色散为零，但在波分复用时会出现四波混频效 应； u3、B1.2(G.654)截止波长位移光纤； u4、B4(G.655)非零色散位移光纤，在1550nm窗 口衰减低，色散小，大大减小四波混频效应。 故其可用于远距离、波分复用、高速系统； u5、色散平坦光纤； u6、色散补偿光纤。 Date 6 光纤的种类 u多模光纤 nA1a：503/1253m； nA1b：62.53/1253m ； nA1c：853/1253m ； nA1d：1005/1404m。 Date 7 光纤参数 光纤几何参数： 涂层直径 包层直径 模场直径 包层
4、不圆度 纤芯包层同心度 涂层包层同心度 模场直径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 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 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 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。 Date 8 光纤传输特性参数 u衰减光在光纤中传输时的能量损耗。 u截止波长保证单模传输的最低工作波长，是 单模光纤的本征参数。 u色散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
5、要因素。 模间色散、材料色散、波导色散 u偏振模色散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 模LP01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 。 衰减 截止波长 色散 偏振模色散 Date 9 光纤损耗 u散射损耗 由于下列原因，光信号会损耗: 光缆中的分子不均匀 光缆的光学纯度不高 Date 10 光纤损耗 吸收损耗 u光缆中的杂质会吸收光的能量 Date 11 光纤损耗 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 Date 12 光纤损耗 光纤的弯曲会造成损耗 光穿越叠层 弯曲损耗 Date 13
6、光缆 u定义：用适当的材料和缆结构，对通信用光纤 进行保护，使光纤免受机械和环境的影响和损 坏，适应不同场合。 u光缆的主要特性：光缆中光纤的传输特性，光 缆的机械特性，光缆的环境特性和光缆的电气 特性。 u机械特性：光缆的拉伸、压扁、冲击、反复弯 曲、扭转、卷绕等。 u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，耐电痕性能。 Date 14 光缆分类 u分类：按光纤在光缆中的松紧自由状态不同， 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。 u按光缆敷设条件分：架空、管道、直埋、水底 等。 u按使用环境： 室外光缆：
7、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 充油膏 Date 15 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 Date 16 光缆余长 u光缆余长形成的两种方法：张力法和温差法。 影响余长主要因素： 1、放纤张力； 2、牵引轮直径； 3、前后两段冷却水温差 4、生产线速度； 5、触变型填充油膏的温度和压力、粘度； 6、在双牵引生产线中
8、，履带牵引和盘式牵引 的速度差。 Date 17 二次余长 u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。 u作用：增强光缆的机械性能抗拉强度，提高温 度稳定性。 Date 18 护套 u分类：内护套、中护套、外护层 u内护套：PE护套，侧重于防潮。 u外护套：各种铠装挤制高、中密度 聚乙烯或阻燃料、防蚁层等外护层 ，侧重于抗侧压和耐磨。 Date 19 护套 u挤塑方式可分为：挤压式与挤管式 其区别为： u挤压式：出胶速度慢，偏芯调节困难，绝缘厚 薄不易控制，挤出的塑胶层结构紧密。 u挤管式：塑料不是直接压在缆芯上，而是沿着 管状尾径部分向前移动，易调偏
9、芯，减小内应 力，降低护套的后收缩，先形成管状，然后经 拉伸再包覆在缆芯上。 Date 20 光缆型号的命名方法 u执行标准：YD/T 908-2000 u1、型号的组成：由型式和规格两部分组成。 u2、型式由5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。 1、分类 2、加强构件 3、结构特征 4、护套 5、外护层 Date 21 光缆型号的命名方法 3、分类的代号 uGY通信用室（野）外光缆。 uGM通信用移动式光缆。 uGJ通信用室（局）内光缆。 uGH通信用海底光缆。 uGT通信用特殊光缆。 Date 22 光缆型号的命名方法 4、加强构件的代号 u加强
10、构件指护套以内或嵌入护套中用于 增强光缆抗拉力的构件。如同时有金属 和非金属的加强构件，只表示为金属构 件结构特征。 u（无符号）金属加强构件。 u F非金属加强构件。 Date 23 光缆型号的命名方法 u5、缆芯和光缆的派生结构特征的代号。光缆结构特征应表示 出缆芯的主要类型和光缆的派生结构。当光缆型式有几个结构 特征需要注明时，可用组合代号表示，其组合代号按下列相应 的各代号自上而下的顺序排列。 uD光纤带结构。 uS光纤松套结构 uJ光纤紧套结构 u（无符合）层绞结构。 uX中心管结构 uT填充式结构。 uC自承式结构。 uB扁平形状 uE椭圆形状 uZ阻燃结构。 Date 24 光缆
11、型号的命名方法 6、护套的代号： uY聚乙烯护套 uV聚氯乙烯护套 uU聚氨脂护套 uA铝-聚乙烯粘接护套（简称为A护套） uS钢-聚乙烯粘接护套（简称为S护套） uW夹带钢丝的钢-聚乙烯粘接护套（简称为W护 套） Date 25 光缆型号的命名方法 7、外护层的代号： 其代号用两组数字表示，第一组表示铠装层，它 可以是一位或二位数字理体制，第二组表示外被 层或外套，它应是一位数字。 代号铠装层 0无铠装层 2绕包双钢带 3单细圆钢丝 33双细圆钢丝 4单粗圆钢丝 44双粗圆钢丝 5皱纹钢带 Date 26 光缆型号的命名方法 u8、外被层或外套 代号外被层或外套 1纤维外被 2聚氯乙烯套 3聚乙烯套 4聚乙烯套加覆尼龙套 5聚乙烯保护管 Date 27 结束语 谢 谢！ Date
