[信息与通信]光缆培训

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1、1,一、 光纤光缆基础,2,光纤由两种不同折射率的玻璃材料拉制而成。通信用光纤的标称外径为125m，多模纤芯的标称直径为50m或62.5m，单模光纤纤芯的标称模场直径为910m。,125m,1.1 光纤 1.1.1 光纤的结构,3,一次涂覆层(540nm),二次涂覆层(6090nm),1.1.2 成缆用光纤结构,4,按光纤的材料分：石英光纤、塑料光纤(正在研究、试用阶段) 按光纤剖面折射率分布分：阶跃型光纤、渐变型光纤(见下面折射率分布见图) 按传输的模式分：多模光纤、单模光纤 按ITU-T建议分：G.651(渐变型多模光纤)、G.652(A/B/C/D)、 G.653(色散位移光纤DSF)、

2、G.654(1550nm性能最佳光纤)、G.655光纤(A/B/C),1.1.3 光纤的分类,5,单模光纤与多模光纤,单模光纤 在工作波长一定的情况下，光纤中只有一种传输模式，这种光纤称为单模光纤。单模光纤只传输基模（最低阶模），不存在模间的传输时延差，具有比多模光纤大得多的带宽，这对于高速传输是非常重要的。 多模光纤 在工作波长一定的情况下，光纤中存在多个传输模式，这种光纤称为多模光纤。多模光纤的传输特性较差，带宽较窄，传输容量较小，目前使用的相对较少（多用于计算机局域网中）。,6,单模光纤与多模光纤的比较,7,单模光纤种类,8,G.652光纤拥有1310nm和1550nm二个波长窗口，但在

3、1310nm窗口性能最佳。,在1310nm波长区域的色散系数最小，低于3.5ps/nm.km；衰耗系数也较小，规范值为0.30.4dB/km。 在1550nm波长区域的色散系数较大，一般低于20ps/nm.km；衰耗极低，衰耗系数为0.150.25dB/km。,G.652光纤分为四类： G.652A、 G.652B、 G.652C、G.652D。,G.652A为普通G.652 光纤，适用于传输最高速率为2.5Gb/s的系统。 G.652B在技术上增加了对偏振模色散（PMD）的要求，可用于传输最高速率为10Gb/s的系统，但要注意色散补偿。 G.652C是一种低水峰光纤，它在G.652B光纤的基

4、础上把应用波长扩展到13601530nm（S波段）。 G.652D型 光纤的属性与G.652B光纤基本相同，而衰减系数与G.652C光纤相同，即系统可以工作在13601530nm波段。,G.652光纤,9,G.655光纤（又称非零色散位移光纤），工作在1550nm波长窗口。,在1550nm波长区具有较低的色散，色散系数为0.16.0ps/nm.km（约为G.652光纤的四分之一 ），可以支持TDM 10Gb/s的长距离传输而基本无须进行色散补偿。其低色散值足以抑制四波混频与交叉相位调制等非线形效应，从而可以传输足够数量波长的WDM系统。 在1550nm波长区的衰耗很小，衰耗系数为0.190.2

5、5dB/km。,G.655光纤分为三类： G.655A、 G.655B、G.655C。,G.655A光纤只适用于C波段，可用于传输最高速率为10Gb/s的SDH系统，以及以10Gb/s 为基群、通道间隔200GHz的WDM系统。 G.655B光纤适用于C、L波段，可用于传输最高速率为10Gb/s的SDH系统，以及以10Gb/s 为基群、通道间隔100GHz的WDM系统。 G.655C光纤除了偏振模色散PMDQ为0.20 ps/*km之外，它的其他属性和G.655B是一样的 。,G.655光纤目前主要应用于长距离、高速率传输及其波分复用系统。,G.655光纤,10,1.1.4 光纤的传输窗口,1

6、1,(1) 几何特性：模场直径910m，偏差小于10；模场同心度误差不得大于1m，实际商用小于0.5m。 (2) 弯曲损耗：宏弯损耗G.652在1550nm,100圈直径为60mm的光纤所增加的损耗不得大于1dB，G.655光纤不应大于0.5dB。 (3) 衰减：表明了光纤对光能的传输损耗，是对光纤质量评定和确定光纤通信系统中继距离的重要依据。 衰减系数： /L 与光纤长度无关。 产生衰减的原因：光吸收、光散射 常用光纤平均衰减： G.652光纤 1310nm波长: 衰减平均值0.36 dB/km 1550nm波长: 衰减平均值0.22 dB/km G.655光纤（B4） 1550nm波长:

7、衰减平均值0.22 dB/km,P入,P出,10lg (P入/P出),1.1.5 单模光纤主要特性指标,12,（4）色散光纤数字通信中，由于光纤中的信号是由不同的频率成分和不同的模式成分来携带的，这些不同的频率成分和不同的模式成分的传输速率不同，从而引起色散。是影响光纤带宽，限制光纤传输容量的参数。采用色散补偿光纤来降低。 色散种类：模间色散（单模光纤无模间色散）波长色散（材料色散、波导色散、折射剖面色散） 色散表示方法：群时延差常用光纤色散(系数) G.652光纤（B1.1）: （1）在12881339nm范围内色散系数不大于3.5 ps/nm.km （2）1550nm波长的色散系数不大于1

8、8 ps/nm.km G.655光纤（B4）:0.1ps/（nm.km）D（）10.0ps/（nm.km）,t1,t2,L1,L2,13,(5) 截止波长： cc单模 光纤通常存在某一波长，当所传输的光波长超过该波长时，光纤就只能传播一种模式(基模)的光，而在该波长之下，光纤可传输多种模式(包含高阶模)的光。规定截止波长的目的：确保单模传输条件，防止模式噪声的影响。ITU-T已经定义了三种截止波长：长2m一次涂覆光纤的截止波长(带有28cm直径的环)；长22m成缆光纤的截止波长(带80cm直径的环和两端各1m的裸纤)；长220m跳线光缆的截止波长。参考数据：ITU-T G.652光纤在长2m光

9、纤上的截止波长控制范围：11001280nm，在长 22m光缆上小于1260nm(满足一种指标即可)，G.655光纤未作规定，但应小于 1480nm。,14,(6) 偏振模色散(PMD)在单模光纤传输中，光波的基模含有两个相互垂直的偏振态，以不同的速度传播，到达光纤另一端的时间差，即为PMD(ps/km1/2)。产生原因：纤芯或包层的不对称性和玻璃表面的应力、外部应力、弯曲、扭曲等。影响：10Gbit/s及更高速率系统，限制系统性能，脉冲展宽或造成过低的信噪比(SNR)。 参考数据：G.652A、G.652C、G.655A、G.655B四种光纤PMD值为0.5，G.652B、D、G.655C为

10、0.2。 影响系统计算参考公式: 限制系统传输距离：Lmax=10000/(PMD*B)2-PMD单位ps/km1/2 -B单位Gb/s或1/(10*PMD *B)2- PMD单位s/km1/2 -B单位bit/s,15,G.652光纤在1550nm窗口衰减小，且具有EDFA供选用，但其在1550nm窗口色散大，不利于高速系统的长距离传输。G.653光纤在1550nm窗口色散为零，但其在波分复用时会出现四波混频效应，故被限用于单信道高速系统。G.655光纤在1550nm窗口衰减小、色散低，大大减少四波混频效应，故其可用于远距离、波分复用、高速系统。新建干线系统在传输速率和价格允许的条件下，应优

11、选G.655光纤。扩容系统将原系统的G.652光纤的工作波长选择到1550nm波长，可用色散补偿光纤来解决色散问题。,1.1.6 单模光纤的选用,16,城域网建设中可供选择的光纤只有G.652光纤和G.655光纤。G.652光纤可细分为三类：A类、B类、C类。其中A、B类光纤被称为常规单模光纤，G.652 A类光纤主要传送2.5G以下的系统，G.652 B类光纤适合传送10G以下的系统；G.652 C类光纤称为全波光纤，适合G.957、G.691、G.692高至10G的系统。G.655光纤可细分为两类：A类、B类。其中G.655 A类光纤适合带光放大器的SDH传输系统，G.655 B类光纤适合

12、密集波分复用传输系统。,1.1.7 城域网中光纤选择,17,1.2.1 光缆的结构 A、缆芯 中心（束）管式：松套光纤无绞合直放在光缆 中心位置。对光缆弯曲来讲，光纤处于最有利物 理位置。光缆生产简单，所能容纳的光纤芯数少。 层绞式：紧套光纤或松套光纤螺旋绞合在中心 加强构件上。光缆生产相对复杂，所能容纳的纤 芯数多。 骨架式：一次涂覆或二次涂覆光纤，放入骨架 槽中，构成骨架式光缆。光缆生产最复杂。,撕裂绳,聚乙烯护套,加强芯,阻水带,肋标,光纤带,涂塑铝带,骨架芯,铜导线,1.2 光缆,18,B、护套 作用：使缆芯不受外界的机械的、热的、 化学侵蚀，以及外界潮气的影响。 种类：聚乙烯护套（Y

13、）、铝聚乙烯 粘接护套（A）、钢聚乙烯粘接护套（S）。 C、铠装层 当光缆需增加额外的抗拉强度和耐侧压 强度时，需在光缆护套上加铠装。 有皱纹钢带纵包铠装、镀锌钢带绕包铠 装和钢丝绕包铠装。,缆芯,护套,铠装层,19,带状光缆结构,20,1.2.2 光缆的分类,21,根据敷设方式、敷设段落环境、保护措施来确定。,1.2.3光缆护层结构选择,22,1.2.4 光缆名称和型号,23,GY-通信用室(野)外光缆 GM-通信用移动式光缆 GJ-通信用室(局)内光缆 GS-通信用设备内光缆 GH-通信用海底光缆 GT-通信用特殊光缆,分类的代号,24,加强构件指护套以内或嵌入护套中用于增强光缆抗拉力的构

14、件。如同时有金属和非金属的加强构件,则只表示为金属构件结构特征。 (无符号)-金属加强构件 F-非金属加强构件,加强构件的代号,25,光缆结构特征应表示缆芯的主要类型和光缆的派生结构。当光缆型式有几个特征需要注明时,可用组合代号表示,其组合代号按下列 相应的代号自上而下的顺序排列。 D-光纤带结构 (无符号)-光纤松套被覆结构 以前为S J-光纤紧套被覆结构 (无符号)-层绞结构 G-骨架槽结构 X-缆中心管(被覆)结构 T-油膏填充式结构 (无符号)-干式阻水结构 R-充气式结构 C-自承式结构 B-扁平形状 E-椭圆形状 Z-阻燃结构,缆芯和光缆的派生结构特征的代号,26,Y-聚乙烯护套

15、V-聚氯乙烯护套 U-聚氨酯护套 A-铝-聚乙烯粘结护套(简称A护套) S-钢-聚乙烯粘结护套(简称S护套) W-夹带钢丝钢-聚乙烯粘结护层(简称W护套) L-铝护套 G-钢护套 Q-铅护套,护套的代号,27,铠装层代号,28,外护层代号,29,单模光纤分类代号,30,实例,GYTA53 24B1 金属加强构件、松套层绞填充式、铝聚乙烯粘接护套、皱纹钢带铠装、聚乙烯护层的通信用室外光缆，包含24根“非色散位移型”单模光纤。,31,(1)根据敷设方式，一般采用架空、管道光缆外护层结构；(2)一般地，芯数在4896芯及以下时，采用层绞式或中心束管式缆芯结构光缆；中心束管式光缆小于48芯；(3)随着

16、光纤芯数的增加，管道资源显得愈来愈重要。在主干层敷设普通光 缆会占用宝贵的管道资源, 最理想的方法是敷设使用光纤带的光缆；(4)在光纤带芯数选择时，建议当光缆芯数小于144芯时(光纤带采用4芯或6芯带)，优先选用中心管式结构，当光缆芯数在144576芯时，可选用层绞式结构或中心管式光纤带光缆；当光缆芯数大于576芯时，一般采用骨架式结构的光纤带光缆；在山区城市，管道有一定的坡度时，也应优先选择骨架式结构；架空安装时建议采用层绞式光纤带光缆。,1.2.5 城域网光缆结构选择,32,二、光缆的敷设方式,33,2.1.1一般规定1、城市地下通信管道应按通信终期容量一次建成，分次使用，适当预留备用管孔，并应与公共通信管道相连接。2、引入建筑物的通信管道应采取防水、防可燃气体进入建筑物的设施。3、引入建筑物的通信管道应向外倾斜，其坡度不得小于4/1000。4、通信局站进局的通信管道应选择两个方向进入楼内,