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1、本文格式为Word版，下载可任意编辑光缆资料收集版考试 第九节 光纤通信 一、光纤 光纤是光导纤维的简称，由直径大约为0.1mm的细玻璃丝构成。它通明、纤细，虽比头发丝还细，却具有把光封闭在其中并沿轴向举行传播的导波布局。光纤通信就是根据光纤的这种特性布局而进展起来的以光波为载频，光导纤维为传输介质的一种通信方式。 二、光纤的种类 光纤是光信号的物理传输媒质，其特性直接影响光纤传输系统的带宽和传输距离，目前已开发出不同特性的光纤以适应不同的应用。目前常用的光纤种类有常规单模光纤G.652、色散位移光纤G.653和非零色散位移光纤G.655，这些光纤 的低损耗区都在13101600nm波长范围内
2、。色散位移光纤主要为1 550nm频段的单一波长高速率传输研制的；非零色散位移光纤，它包括大 有效面积光纤 LEAF、色散平坦光纤DFF、全波光纤ALL Wave等，真波光纤对波长窗口、色散和PMD特性做了优化，使之适合1550nm频带上高比特率 DWDM传输，朗讯的另一种非零色散位移光纤全波光纤消释了1380nm处的水峰，为大城市METRODWDM应用做了优化；CorninG公司的LEAF光纤，对抑制非线性效应有独到之处。影响光纤传输的传输距离和 传输性能的关键性因素之一是色散，另一个影响传输系统尤其是DWDM系统 指标的重要因素是光纤的非线性，它们对于不同类型光纤的传输性能有抉择性 的影响
3、，更加是WDM系统的传输性能。 1、 G.652单模光纤 G.652单模光纤在C波段15301565 nm和L波段15651625nm的色散较大，一般为1722psnmkm，系统速率达成2.5Gbit/s以上时，需要举行色散补偿，在10Gbit/s时系统色散补偿本金较大，它是目前传输网中敷设最为普遍 的一种光纤。 2、 G.653色散位移光纤 G.653色散位移光纤在C波 段和L波段的色散一般为13.5psnmkm，在1550nm是零 色散，系统速率可达成20Gbit/s和40Gbit/s，是单波长超长 距离传输的最正确光纤。但是，由于其零色散的特性，在采用DWDM扩容时， 会展现非线性效应，
4、导致信号串扰，产生四波混频FWM，因此不适合采用DWDM。 3、 G.655非零色散位移光纤 G.655非零色散位移光纤在C波段的色散为16psnmkm，在L波段的色散一般为610ps nmkm，色散较小，避开了零色散区，既抑制了四波混频FWM，可采用DWDM扩容，也可以开通高速系统。LuCent公司和康宁公司的G.655光纤，分别叫做真波光纤和SMF-LSTM光纤。真波光纤的零色散点 在1530nm以下短波长区，在1549nm-1561nm的色散系数为 2.0-3.0psnmkm；SMF-LSTM光纤的零色散点在长波 长区1570nm邻近，系统工作在色散负区，在1545nm的色散值为1.5p
5、snmkm。新型的G.655光纤可以使有效面积扩大到一般 光纤的1.52倍，大有效面积可以降低功率密度，裁减光纤的非线性效应。国际上不断又开发出了一系列新型通信单模光纤，如大有效面积非零色散位 移单模光纤包括康宁的LEAF和朗讯的TrueWaveXL、低色散斜率 光纤TureWaveRS、斜率降低的大有效面积非零色散位移单模光纤、色散平坦型非零色散位移单模光纤、以及斜率补偿单模光纤等。 4、 大有效面积光纤和低色散斜率光纤 康宁Corning和郎讯还分别推出了LEAF和RSTureWave光纤。它们都是其次代的非零色散位移光纤。 LEAF光纤将光纤的有效面积Aeff从常规的50m2增加到72m
6、 2，增加了32。有效面积代表在光纤中用于传输的光功率的平均面积，因 而大大地提高光纤中SBS、SRS、SPM、XPM等非线性效应的阈值。从而使系统具有更大的功率传输才能。它可以承载更大功率的光信号，这意味 着可以实现更多的波长通道数目、更低的误码率、更长的 1 放大间距和更少的放大器。全体这一切都意味 着拥有更大的容量和更低的本金。RSTureWave光纤的最大优点是 色散斜率小，仅为0.045psnm2km。小的色散斜率和色散系数意味着大的波长通道数目、高的单通道码率，同时它还可以容忍更高的非线性 效应。这也意味着更大的容量和更低的本金。 5、 无水峰光纤 朗讯公司研发的全波光纤ALLwa
7、veFiber消释了常规光纤在1385nm 邻近由于氢氧根离子造成的损耗峰，损耗从原来的2dBkm降到0.3dBkm，这使光纤的损耗在13101600nm都趋于平坦。其主要方 法是提升光纤的制造工艺，根本消释了光纤制造过程中引入的水份。全波光纤 使光纤可利用的波长增加100nm左右，相当于125个波长通道100GHz通道间隔。全波光纤的损耗特性是很迷人的，但它在色散和非线性方面没 有突出表现。它适于那些不需要光纤放大器的短距离城域网，可以传送数以百 计的波长通道。当可用波长范围大大扩展后，容许使用波长精度和稳定度要求 较低的光源、合波器。分波器和其他元件，使元器件更加是无源器件的本金大 幅度下
8、降，降低了整个系统的本金。康宁公司的METROCorTM光纤，消释了1380nm的水峰，其零色散波长在1640nm波长邻近，也对色散特性负色散做了优化，使得其更加适合于低本金的城域WDM系统。 三、光缆的种类 1、 带状光缆 以多个单根光纤通过着色、堆叠成带和二次套塑的光纤带为单元加工成的光缆。光纤带有两种，即包封型和边粘型，前者能承受横向压力，后者厚度较薄。每带内可有4、8、12或16根光纤。带内光纤间距为028mm（对于4、8）和03mm（对于12和16），整齐排列，垂直方向上有平面度，即偏离度要求，不得大于如30、40、50um（依带内光纤数而定），以便于集群（熔接）接续。带内光纤有序地
9、使用色谱，利于检修和接续时认别无误。光纤带体积小，可提高光缆中光纤的集装密度，可构成芯数很大的，如320直至3456芯。适用于当前进展急速的光纤接入网。 光缆型号|光缆参数|光缆性能|光缆种类 2、 全介质自承式光缆 简称ADSS（All Dielectric self-support）光缆，其中抗张力的加强元不是金属而是芳纶纱和玻璃纤维巩固塑料（FRP）。主要应用在强电场合，如电力和铁路通信系统；同时，在跨江过河或繁杂地形等大跨距场合。ADSS光缆可以不停电施工，耐电痕，温度范围宽。 地线复合光缆 简称OPGW（Optical Power Grounded Waveguide），又称光纤架空
10、地线，电力传输线路中地线中含有供通信用的光纤单元。该种光缆做到两全，即地线的电性能和机械性能不因设置了光纤而受到损害，光纤单元也要适当地受到养护而不致损伤。有铅骨架型、不锈钢管型以及海底光缆型等几种。光缆型号|光缆参数|光缆性能|光缆种类 3、 海底光缆 铺设于海底的光缆，有浅海和深海应用。这种光缆的特点；一是耐受很大的静水压力 （每深10m增加压力为1吨。）和施放过程中的拖曳力；二是能防止氢入侵光纤。已经表明，氢会导致光纤增大衰减；三是中继段跨距大。在海缆中光纤单元都放置于缆的中心并在专制的不锈钢管中。该管外绕高强度拱形布局的钢丝。钢丝层又包上铜管，供作远供，又使得光缆敷设时不发生微宏弯。然
11、后挤塑外护套。还可能销装，以防利器伤害，其中包括鲨鱼咬噬。在我国上海、青岛、汕头已有洋际海底光缆着陆。 四、光缆的敷设 光缆的敷设分为管道光缆敷设、架空光缆敷设、直接光缆敷设、水底光缆敷设几种方式。光缆由于轻、直径细给施工带来了便当，但太细软加上盘长远远超过普遍电缆，又给敷设提出了新的技术要求，所以光缆线路的敷设要严格执行模范规程的技术标准去组织施工。光缆敷设方式的设计应根据光缆的技术特性和所使用区域的地理及地质实况来确 2 定，以使所选择的敷设方式具有高的性能价格比。 五、光缆的连接 光缆的连接是光缆施工中直接影响线路传输质量和使用寿命的关键技术，就光纤的连接方式，可分为活动连接和固定连接两
12、大类。 1、 光纤的活动连接 活动连接又称为活接头。这种连接方式是由光连接器实现的，光连接器是由插头和插座组成，其插头、插座是工厂生产时根据用途制成带不同长度光纤的连接插件，一端为线路另一端是设备的尾纤。光连接器分为多模和单模，目前多模光纤连接器插入损耗包括互换性、重复性要求小于1dB，单模光纤连接器的插入损耗一般为0.5和1dB两个规格，此种连接一般用于光缆线路终端。 2、 固定连接 固定连接即永久性连接。固定连接都用于光缆线路中，光缆线路中的固定连接工作量是很大的，因此，固定连接对线路质量有着特别重要的意义。光纤的固定连接分为熔接法和机械连接法，光纤固定接头的损耗，由于受被连接光纤本身参数
13、以及外部工艺等因素的影响，因此光纤连接损耗的一致性受到确定的限制。工程中以平均连接损耗来衡量，从实用化来看，0.5dB的连接损耗已经可以得志根本要求了，但随着光纤生产工艺和连接技术的不断成熟，光纤连接损耗已经大大的降低。在光纤连接技术中被广泛采用的是熔接法，此种方法可以做到平均连接损耗小于0.1dB，该方法是借助光纤熔接机的电极尖端放电，电弧产生的高温使被接光纤熔为一体。 3、 几种常用的光纤活动连接器 光纤连接器，俗称活接头，国际电信联盟（ITU）建议将其定义为“用以稳定地，但并不是永久地连接两根或多根光纤的无源组件”（CCITT第VI研究组1992年3月于日内瓦通过）。主要用于实现系统中设
14、备间、设备与仪表间、设备与光纤间以及光纤与光纤间的非永久性固定连接，是光纤通信系统中不成缺少的无源器件。正是由于连接器的使用，使得光通道间的可拆式连接成为可能，从而为光纤供给了测试入口，便当了光系统的调测与维护；又为网路管理供给了媒介，使光系统的转接调度更加生动。常用的有FC、ST及SC等。 （1）FC型光纤连接器 这种连接器最早是由日本NTT研制。FC是Ferrule Connector的缩写，说明其外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。最早，FC类型的连接器，采用的陶瓷插针的对接端面是平面接触方式（FC）。此类连接器布局简朴，操作便当，制作轻易，但光纤端面对微尘较为敏感，且轻易产生菲
15、涅尔反射，提高回波损耗性能较为困难。后来，对该类型连接器做了提升，采用对接端面呈球面的插针（PC），而外部布局没有变更，使得插入损耗和回波损耗性能有了较大幅度的提高。如图1。 图1 FC型光纤连接头 3 （2）SC型光纤连接器 这是一种由日本NTT公司开发的光纤连接器。其外壳呈矩形，所采用的插针与耦合套筒的布局尺寸完全一致。其中插针的端面多采用PC或APC型研磨方式；紧固方式是采用插拔销闩式，不需旋转。此类连接器价格低廉，插拔操作便当，介入损耗波动小，抗压强度较高，安装密度高。 图2 SC型光纤连接器 （3）ST型光纤连接器 ST和SC接口是光纤连接器的两种类型，对于10Base-F连接来说，连接器通常是ST类型的，对于100Base-FX来说，连接器大片面处境下为SC类型的。ST连接器的芯外露，SC连接器的芯在接头里面。如图3。 图3 ST型光纤连接器 六、光纤通信 1、 光纤通信系统的组成。 光纤通信系统一般由以下五个片面组成。 （1）光发信机：光发信机是实现电/光转换的光端机。它由光源、驱动器和调制器组成。其功能是将来自于电端机的电信号对光源发出的光波举行调制，成为已调光波，
