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1、新工培讪I资禅光纤光缆基础知识江苏中天科技股份有限公司二00五年一月光纤分类 1几何特性 2传输特性 3第二节 光缆 6着色工序 6 套塑工序 成缆绞合工序 7护套工序 910检验与试验 常见代号 12附件：光缆型号命名方法13光缆型号命名一览表 14二00五年新工培训资料企 业 精 神： 一丝不苟，一尘不染。企 业 方 针： 以质立足，以严治厂。质 量 方 针： 用户满意，精益求精。 产品质量目标：通过强化管理评审，建筑质量大堤，实现原材料检测率 100%，出 厂合格率 100%，用户满意率 100%。企业发展目标：创中天品牌，跻身中国同行前列；定位 21 世纪,走出国门,为国争光。 服 务
2、 宗 旨： 了解用户，满足用户。光通信：利用光频（光波）传输信息，分有线通信和无线通信。 系统包括光发送设备、传输媒质、光接受设备。优点：a、传输衰减低，中继距离长；b、传输带宽宽，通信容量大；c、光缆尺寸小，重量轻；d、不受电磁感应，不受强电、雷电干扰；e、节省有色金属；f、适用于需防暴、高压和雷电的场合。缺点：a、需要光端机和光中继器进行光一电转换和电一光转换；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。第一节 光 纤定义传输光能的介质波导，由纤芯和包层组成。 分类： 按折射率分布：分为突变型光纤、渐变型光纤（是光纤
3、芯至包层的折射率随半径的 变化）。按传输模式：单模光纤（只能传输一种模式的光纤）、多模光纤（能传输多种模式 的光纤）。单模光纤种类：1、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 速系统的长距离传输；2、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；3、B1.2(G.654)截止波长位移光纤；4、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；5、B3 色散平坦光纤；6、色散补偿光纤。常见A1类多模：A1a： 503/
4、1253|J m； A1b： 62.53/1253p m； A1c： 853/1253p m ； A1d： 1005/1404|j m。康宁G.655：大有效面积光纤(LEAF)；朗讯G.655：真波光纤；长飞G.655:保实 光纤；住友G.655:纯导光纤；阿尔卡特G.655:特锐光纤。 几何特性：光纤的结构：纤芯包层一次涂覆层纤芯：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。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。包层直径：125 2m光纤外径：245 10m着色外径： 25510 m光纤产生全
5、反射的条件：入射角大于临界角；光从折射率大的介质射入折射率小的介质。模场直径：单模光纤所特有的一个重要参数，取值和容差范围与光纤的连接损耗和抗弯特性有着密切的关系，只传输LP01(基模)，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。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。G.652 光纤入 cllOO1280nm
6、光缆入 ccW1270nmG.655 光纤入 cW1480nm光缆入 ccW1470nm当工作波长大于光纤截止波长时，表现为单模传输。 纤芯/包层同心度误差：芯中心与包层中心间的距离。模场同心度误差：模场中心与包层中心间的距离。G.652 模场直径（|J m） 1310nm： 9.30.5、1550nm:10.5 1.0；包层不圆度（2%；模场同心度误差（U m）： W1。 传输特性：色散：是影响光纤传输的重要参数，由于光纤特性引起光信号畸变。在光纤数字通信系统中，由于光纤中的信号是由不同频率成分和不同的模式成分来 携带的，这些不同频率成分和不同模式成分的信号传输速度不同，从而引起色散。色散
7、其实是一个时延差的概念，时延差越大，色散就越严重，常用时延差来表示色散的程度。种类：模间、材料、波导色散。总色散系数是几种色散的总和。大小：G.652:1288-1339W3.5PS/nm km1550W18 PS/ nm kmITU-T 建议将 G.655 分 G.655A： 1530-15650.1| D |6 PS/ nm kmG.655B： 1530-15651-10 PS/ nm km波长色散：在光纤中，光信号的不同波长有不同群速度，引起每单位光信号谱宽的 脉冲展宽，称为波长色散。包括材料色散、波导色散和折射剖面色散。单模光纤中无模 式色散，只有波长色散和偏振模色散，且偏振模色散与光
8、信号谱宽无关，波长色散系数 为单位光纤长度的波长色散。模式色散：在多模光纤中，在同一波长，不同模有不同的群速度而引起的脉冲展宽。 材料色散：由于光纤材料的折射率随波长而变化所引起的色散； 波导色散：各个模式的传播常数随波长而变化所引起的色散；多模光纤：模间色散三材料色散+波导色散；单模光纤：材料色散、波导色散、无模式色散；偏振模色散（PMD）：由于光纤的椭圆度或残余应力的原因，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（即两个偏振模）以不同的速度传输， 从而使其到达的时间不同，其差称为偏振模色散，它是随波长和时间随机变化的，是一 个统计量。单位ps/km（ps：皮秒为
9、10-1秒）。引起PMD变化的原因：内在原因：是纤芯的椭圆度和残余内应力，它们改变了光纤折射率分布，引起相互 垂直的本征偏振以不同的速度传输，进而造成脉冲展宽。外在原因：在成缆和敷设时的各种作用力，即压力、弯曲、扭转及光缆连接等都会 引起PMD变化，尽可能减小PMD影响，从光纤余长和绞合两个方面控制，余长尽可能小。若一次 余长偏大，会造成管壁对光纤的侧压，而过大的绞合角度也会增加PMD的统计值，因 此，结合光缆的机械性能和环境性能综合考虑，光缆的余长要控制在一个适中的范围内。光纤的非线性效应：定义：由于使用了光纤放大器（如EDFA）,在EDFA所提供的高输出功率和光纤 玻璃作用下产生的一种物理
10、光学现象，当光纤中传输的工作波长多，功率大时，大的光 功率引起信号与光纤的相互作用而产生各种非线性效应。一般分为：受激散射和折射率扰动。受激散射：受激布里渊散射SBS：是一种由光纤中的光信号和声波之间的相互作用所引起的非 线性现象。受激拉曼散射SRS：是光信号与石英玻璃光纤中的分子振动的相互作用而引起的非 线性现象。折射率扰动：自相位调制SPM:是一个脉冲对自身相位的作用而引起的。交叉相位调制XPM：是一个脉冲对其它相位的作用而引起的。四波混频FWM：是指由两个或三个波长的光波混合后产生的新光波。衰减：定义：由于吸收或散射引起光功率的损失。 衰减系数：单位长度上光功率的损耗。引起衰减的原因：材
11、料本身制造缺陷，弯曲、接续等对光能的吸收、散射损耗，其 中散射损耗是主要的。f吸收损耗杂质吸收：材料中含有Cu2+、Fe2+、Cr3+、OH离 子在光波激励下，易于振动，产生 电子跃进，吸收光能产生损耗。紫外吸收I红外吸收f固有损耗散射损耗（主要为瑞利散射）I波导结构不完善引起损耗厂宏弯损耗I微弯损耗附加损耗连接损耗：光纤连接产生损耗宏弯损耗：光纤出现曲率半径比光纤直径大得多的弯曲时造成的光纤附加损耗称为 宏弯损耗，简单讲远远大于几毫米空间波长的弯曲（宏弯）。检验方法：以 37.5mm 半径松绕 100 圈,在 1550nm 波长上测得的弯曲附加衰减不大 于 0.5dB 。微弯损耗：光纤有几毫
12、米空间波长的弯曲，所引起的损耗，其曲率半径与光纤的几 何尺寸相近似的畸变，在套塑、成缆，以及光纤光缆周围温度变化都会产生微弯损耗。光纤制棒的四种方法：OVD （管外气相沉积法）、VAD （气相轴向沉积法）、MCVD （改进的化学气相沉 积法）、PCVD （等离子体化学气相沉积法）。光纤疲劳的定义：由于光纤表面和内部微裂纹和缺陷的存在而使光纤在拉伸应力和 活性气氛（如潮气）影响下所产生的应力腐蚀现象称为疲劳，光纤的耐疲劳强度对光纤 的寿命起决定性作用。第二节 光 缆定义：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。光缆的主要特性：光缆中光纤的传输
13、特性，光缆的机械特性，光缆的环境特性和光 缆的电气特性。机械特性：光缆的拉伸、压扁、冲击、反复弯曲、扭转、卷绕、弯折等。 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。规格型号的定义、命名（见附件）。 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。 按缆芯结构分：中心管式、层绞式、骨架式。按光缆敷设条件分：架空、管道、直埋、水底等。 按光缆使用场合：金属加强构件光缆非金属加强构件光缆阻燃光缆按使用环境：室外光缆：适用于架空、管道、直埋，这种光缆填充油膏。 室内光缆：适用于建筑物内使用的光缆，不填充油膏。 着色工序：
14、着色目的：1、增加强度；2、易于区分，便于接续。固化方式：UV （紫外光固化）和热固化（已不使用）着色模具：260 5 ix m光纤强度筛选：光缆用光纤全长强度筛选试验水平应不低于0.35GPa（约0.5%的应 变），一般为0.7GPa（约1%的应变），实施时间为1S。光纤带：用紫外光固化粘结剂，将偶数光纤按一定色标在同一平面内平行排列粘结 成带，其结构分为边缘粘接型和封包型两种，考核参数有：平整度、可分离性和剥离性， 两端光纤中心距、相邻光纤中心距。 套塑工序：纤膏要求：在高温下不滴流，低温下不凝固，充满度应大于 95%；不分油，不析氢。 纤膏作用：缓冲，减少光纤间磨擦，改变光纤在松套管中的状态，防潮、防水。 松套管作用：起机械缓冲作用，保护涂覆光纤。材料：聚对苯二甲酸丁二醇酯PBT。主要特性：1、后收缩性能小；2、耐水解性能强；3、线性热膨胀系数小；4、拉伸强度：55Mpa,弯曲弹性模量为2.2GPa，易加工等性能，5、有良好耐溶剂、耐油、耐化学腐蚀特性，与纤膏和缆膏有很好的相容性，结晶 度高，后收缩小。紧套材料：尼龙+硅胶或聚脂弹性体（hytrel） +硅胶。松套紧套区别：松套有利于管中光纤余长的控制。套塑管中
