通信光纤常见问题

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1、通信光纤常见问题日期： 2011-01-22 10:57Y0FC_10019_WP （光纤 FAQ）单模光纤 Single-Mode FibresQ-1、G.655和G.652光纤都适用于长距离传输，他们的区别主要在哪几个 方面？G.652是普通单模光纤，G.655为非零色散位移单模光纤。通常G.652单模光纤在C波段15301565nm和L波段15651625nm的色散 系数较大，一般为1722ps /nmkm。在开通高速率系统如10Gb/s和40Gb/s 及基于单通路高速率的WDM系统时，需要采用色散补偿技术来进行色散补偿。G.655光纤的基本设计思想是在1550nm窗口工作波长区具有合理

2、的较低色 散，同时，在其传输窗口的色散值又保持非零，低色散可以简化10Gb/s长距离 传输的色散补偿，而非零色散也足以抑制非线性效应的影响，适宜开通密集波分 复用系统。对于光纤的选型，需进一步考虑技术优势、光纤成本及色散补偿成本等方面 的综合因素，以便根据不同的应用选用最佳的光纤种类。Q-2、什么叫光纤的宏弯和微弯？测试方法所参考的技术标准是什么？宏弯损耗是指曲率半径比光纤直径大的多的弯曲引起的附加损耗，主要原因 有：路由转弯和敷设中的弯曲；光纤光缆的各种预留造成的弯曲；接头盒中光纤 的盘 留、机房及设备内尾纤的盘绕等。宏弯损耗的标准测试方法可参考 GB/T 15972.47 或 IEC 60

3、793-1-47。微弯损耗是指曲率半径可以与光纤的横截面尺寸相比拟的弯曲引起的附加 损耗，主要原因有：光纤成缆时，支承表面微小的不规则引起各部分应力不均匀 而形成 的随机性微弯；纤芯与包层的分界面不光滑形成的微弯；光缆敷设时， 各处张力不均匀而形成的微弯；光纤受到的侧压力不均匀而形成的微弯；光纤遇 到环境温度变 化所形成的微弯。微弯损耗的标准测试方法可参考 IEC TR 6222 1 ， 常用的是其中方法B和方法D,即固定直径圆筒法和编织篮法。Q-3、什么是光纤的模场宜径和有效面积？它对传输系统有什么影响?模场是指光纤中的基模 LP01 模的电场在空间的强度分布，它并不完全集中 在纤芯中，而是

4、有相当部分的能量在包层中传输，所以不能用纤芯的几何尺寸作 为单模光纤的传输特性参数，而是用模场直径MFD (Mode Field Diameter)来 描述单模光纤中光能分布(下图为模场直径示意图)。模场直径是单模光纤的重 要参数，由它可以导出等效阶跃光纤的参数，估算单模光纤的 连接损耗和弯曲 损耗等。光纤的有效面积与模场直径的物理意义相同，通过模场直径可以利用圆面积 公式计算出光纤的有效面积。光纤的模场直径越小，光纤横截面的能量密度就越大。当通过光纤的能量密 度过大时，会引起光纤的非线性效应，造成光纤通信系统的光信噪比降低，影响 系统性能。光纤的非线性效应与有效面积息息相关，大的有效面积有利

5、于减小光纤的非 线性效应，但并非有效面积越大越好。首先，有效面积的提高必然带来色散斜率 的增 加，大的色散斜率不利于色散管理；其次，光纤的非线性效应也有其有利 的方面：拉曼放大正是利用了光纤的非线性效应，过大的有效面积会降低拉曼放 大的泵浦效 率。Q-4、什么是光纤的氢老化？对光纤质量有何影响？在一定的温度环境下，光缆中的有机材料如含氢的填充油膏、光纤中的涂层 材料等会释放出氢气；当光缆的护套损坏后有水渗入时，金属元件如铝带、钢带 等会发生电化学腐蚀而不断释放出氢气，氢气会扩散到光纤中，引起光纤衰减增 加，这就是所谓的氢老化现象。氢气导致光纤损耗增加的机理大致可分为两大类：一类是由于氢气分子扩

6、散 到二氧化硅网络结构中，由分子振动而引起的衰减增加，这种氢损是可逆的，即 随着光纤中氢气的逸出，衰减会逐渐减小，甚至可能恢复到以前的水平，这一类 称为吸收氢损或间隙氢损；另一类是由于扩散到光纤中的氢分子与二氧化硅中的缺陷结构发生化学反 应，形成特定的化学键，这些化学键的本征振动或高次振动模会在一些特征波长 上造成 衰减增加，这种氢损是不可逆的，称为永久氢损。由氢氧根离子引起的 光纤衰减增加取决于光纤中掺杂剂的类型与浓度、氢分压、温度和时间等。下图给出了 GeO2 掺杂石英光纤氢老化的典型吸收谱。从图中可以看出，氢 老化现象会使得E波段和L波段一些特征波长处衰减增加(1383nm和1530nm

7、), 因而会对于光纤传输造成影响。tT* mH U4E掺 GeO2 石英光纤氢气处理后引起的典型附加损耗图Q-5、如何测试光纤的涂敷层剥离力？光纤的涂覆层对保护光纤的机械强度有非常重要的作用。在光纤光缆的测试 和工程施工中，需要剥除光纤的涂覆层进行操作，因此，光纤的涂覆层应该具有 可剥性。涂覆层的剥离力不宜太小也不宜太大。一般情况下，涂覆层平均剥离力 的典型值在 1.0N2.0N 之间。光纤的剥离力测试是利用立式拉力机提供受试光纤和剥离工具之间的相对 运动来确定沿光纤纵向机械剥除涂覆层所需的力。拉伸装置应能够提供恒定的剥 离速 率，没有猛拉受试光纤或剥离工具的现象。由于测试的易变性，为了更加

8、客观的评价光纤涂覆层的可剥性，应该测试至少10 个以上的待测光纤试样。测 试普通的250um光纤，设置的玻璃涂覆层的速度为500mm/min,剥离光纤的长度 一般为 20mm50mm。剥离工具的设计会影响到测试结果的准确性，因此剥离工具的选择很重要。 剥离工具应不损伤光纤包层表明，刀口直径应该大于待测光纤包层直径约 50um， 而且不会引起光纤弯曲。剥离力测试应在温度为(255)C,相对湿度为(4515)%的环境下进行。待 测光纤试样应该在该测试环境条件下预处理 24小时以上。Q-6、光纤涂敷层脱落主要由哪几方面因素造成,是否会影响到光纤性能？光纤涂敷层脱落一般指的是光纤涂层与光纤玻璃层分离的

9、情况。一般通信光 纤的涂层材料为聚丙烯酸树脂。涂敷层从光纤玻璃层上脱落可能有几种情况：一是光纤本身的质量问题，光纤涂层的剥离力需要在合适的范围，太大不利 于使用过程光纤涂层的正常剥除，太小则使得光纤涂层较容易因为意外的磨损而 脱落。二是在光纤成缆等后续加工过程中光纤的保护欠佳。这个主要是工艺技术和 流程的控制问题。就成熟的光纤成缆等后续加工工艺而言，该过程由技术能力以 及严格的标准来保证。相关生产流程有生产记录可供追溯反查，一旦有意外问题 可及时反查，进而帮助确认问题所在。三是光缆施工过程可能出现问题。例如光缆接续是光缆施工过程中重要的基 本工作之一。在光缆接续过程需要对光缆的剥除、熔接。熔接

10、过程经常会使用酒 精等 液体来擦拭光纤，此时酒精等液体如果不小心残留于接头盒内，则会慢慢 腐蚀光纤的涂敷层，最终造成涂层脱落。因此建议在清洁光纤时尽量使用浓度高 的酒精，并 注意使用量，以便酒精很快挥发掉。另外在光缆接续时，一定要注 意周围环境及温度、湿度。当施工环境恶劣时一定要在工程车内或有遮盖物的环 境中操作。四是光纤与任何带腐蚀性的液体或高浓度气体接触，例如丙酮、酸、碱等。另外，磕碰光纤、不合理的弯折光纤都会造成涂层脱落。因此按照严格的使 用方法和规范施工是必需的。多模光纤 Multimode FibresQ-1、多模光纤与单模光纤的区别是什么？在应用上有哪些不同？光纤按光在其中的传输模

11、式可分为：单模光纤和多模光纤。多模光纤（Multi-Mode Fibre）的芯径较粗（常用50p m和62.5卩m），芯层折 射率剖面结构为渐变型或阶跃型，可传输多种模式的光。多模光纤比单模光纤芯 径粗，数值孔径 大，能从光源耦合更多的光功率，因此，它对光源的要求较低， 一般采用成本较低的LED或VCSEL作为光源。但多模光纤存在模间色散，使多模 光纤的带宽受 到较大影响，因此，多模光纤主要用于中短距离的光传输系统， 比如数据中心、高性能计算中心、局域网和存储区域网等。高带宽的多模光纤在 中短距离的网络中， 传输速率可以达到 10Gb/s、40 Gb/s 或 100 Gb/s。单模光纤（Sin

12、gle-Mode Fibre）芯径较细，只传输一种模式（LP01基模） 的光。单模光纤不存在模间色散，只存在波长色散和偏振模色散，因此单模光纤 具有更高带宽，适用于长距离、高速传 输系统。单模光纤对光源的谱宽和稳定 性有较高的要求，谱宽要窄，稳定性要好，一般采用激光器作为光源，造价较贵。Q-2、什么是差分模时延？差分模时延（DMD ）为在多模光纤径向不同位置注入的光脉冲在一定长度光 纤上传输后的相对时延。差分模时延可以很好地评价多模光纤采用激光器作为光 源时的带宽。长飞超贝？光纤典型的DMD测试结果如下图所示。Q-3、什么是多模光纤的满注入带宽和有效模式带宽?“满注入带宽”为光源满注入时多模光

13、纤的带宽。“有效模式带宽”主要用 于评估光源为激光光源时多模光纤的带宽，可以通过差分模时延（DMD）的测试 结果进行计算得到。Q-4、光纤有何区别？OM1 指 850/1300nm 满注入带宽在 200/500MHz.km 以上的 50?m 或 62.5?m 芯 径多模光纤。OM2 指 850/1300nm 满注入带宽在 500/500MHz.km 以上的 50?m 或 62.5?m 芯 径多模光纤。OM3 和和 OM4 是 850nm 激光优化的 50?m 芯径多模光纤，在采用 850nm VCSEL 的10Gb/s以太网中，OM3光纤传输距离可以达到300m, OM4光纤传输距离可以 达到

14、 550m。Q-5、弯曲不敏感OM3/OM4光纤主要适合于哪些应用领域?有什么优势？弯曲不敏感OM3/OM4多模光纤是指弯曲性能（特别是宏弯性能）优化的OM3/OM4 多模光纤。在通信领域具有如下优势：a）、与普通OM3/OM4多模光纤兼容。b）、具有很低的宏弯附加损耗，适于小弯曲半径、密集布线环境的安装，最 小弯曲半径可达7.5mm。可以减少安装成本，降低系统中断或失效的风险。弯曲不敏感OM3/OM4多模光纤主要应用在LAN （局域网）、SAN （存储区域 网络）、数据中心、高性能计算中心、小弯曲半径光缆及小型光器件等领域。Q-6、长飞OM3/OM4多模光纤在10Gb/s，40Gb/s和100Gb/s系统中的最大 传输距离是多少？长飞OM3/OM 4多模光纤在10Gb/s，40Gb/s和100Gb/s系统中的最大传输距 离如下表所示：(10GBASE-SX)(40GBASE-SR4)(100GBASE-SR10)0M33001001000M4550150150