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光接入网网络建设岗位技能光接入网网络建设岗位技能 培训培训 2015年年1月月 1 目 录 FTTH概论 接入光缆网整体规划 FTTH 组网模式 ODN光器件基础知识 FTTH布线工艺及规范 FTTH工程施工验收规范 2 FTTH概述 3 内 容 1.光纤通信基础知识 2.PON网络简介 3.PON网络主要技术指标和设备简介 4 5 光通信基本概念 光纤通信是用光做信息的载体，以光纤作为传输介质的一种通信方 式。 特点：光电转换优点：带宽大,中继距离长 缺点：成本较高,连接复杂 光是一种电磁波 可见光波长350nm750nm 目前光纤通信所用的波长800nm1600nm 电脉冲输出 光脉冲 光脉冲 电脉冲输入 光/电转换 电/光转换 信源系统 信宿系统 光通信系统 光纤通信的特点优越性 通信容量大以光纤为传输媒介，光波为载波，具有很高的频率（约1014Hz） 传输距离长光纤具有极低的传输衰耗系数，配以适当的光发送和接收设备 可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆、微波等根本无法与之比拟 的。 保密性能好光波在光纤中传输时只在其芯区进行，基本上没有光泄露出去。 适应能力强光纤基材为玻璃，无金属辅件的光缆可以在强电场环境下工作， 不受电磁场干扰；光纤的抗腐蚀能力很强，可以在具有有害气体环境下工作； 光纤还具有优良的抗核辐射能力。 体积小、重量轻、便于施工维护光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、 管道敷设，又可以水底敷设和架空。 原材料来源丰富，价格低廉制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅既石 英砂，在大自然中几乎是取之不尽、用之不竭，规模生产后价格低廉，替代铜 缆以后，可节省有色金属资源。 6 6 光纤通信的特点缺点 质地脆，机械强度差光纤外围需要大量的辅村以弥补这一缺点，提高了施 工工艺要求。 光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术对光纤的断续操作其实是 对纤芯的一项精细化操作，已经超出了人的手眼可以直接操作的范畴，必须借 助一定的工具和设备，采用特殊的操作手段。 分路、耦合不灵活，非工厂环境下难以实施。此外，由于光纤本身的物理 特性，需要对光纤的分路、耦合设计额外的接口单元。 光纤光缆的弯曲半径不能过小光在纤芯中是以全反射的方式进行传播，光 纤光缆弯曲半径过小将破环全反射条件，使得光能量泄露，造成光信号大幅衰 减甚至通信中断。 7 7 8 8 光纤的基本结构及组成光纤的基本结构及组成 光纤主要由纤芯、包层、涂敷层组 成。 纤芯的作用是传导光波。 包层的作用是将光波封闭在光纤中 传播。 纤芯和包层均由石英材料构成. 涂敷层的作用是保护光纤丌受水汽 的侵蚀和机械的擦伤，同时增加光 纤的柔韧性，它一般采用环氧树脂 或硅橡胶。 光纤的组成结构光纤的组成结构 单模光纤尺寸单模光纤尺寸 多模光纤尺寸多模光纤尺寸 8 9 9 光纤导光原理光纤导光原理 折射定理：n1sin1=n2sin2 只有当光从折射率大的介质射入 折射率小的介质时，即n1n2时， 才能产生全反射。 例如，当光从玻璃射入空气时能 产生全反射；而当光从折射率小 的空气射入折射率大的玻璃时， 就丌可能产生全反射。 普通光纤是在纤芯材料（SiO2） 中掺杂少量的Ge，使得纤芯的折 射率略微高出包层的折射率，满 足光的全反射条件。 9 10 10 光纤的损耗光纤的损耗 不接入网工程建设最为相关的主要是： 弯曲损耗：建设规范化、人员相关知识水平和责任心； 接续损耗：施工仪器及设备，人员技能； OH根离子吸收：注意光纤的应用环境，尤其注意阻水 及防潮； G.652光纤弯曲半径丌 得小于30mm； G.657A1光纤最小推荐 的弯曲半径为10mm; G.657A2光纤最小推荐 弯曲半径为7.5mm； 10 11 按纤芯和包层材料划分按纤芯和包层材料划分 石英光纤（二氧化硅石英光纤（二氧化硅SiO2 ） 塑料光纤塑料光纤 按光纤折射率分布特点分按光纤折射率分布特点分 突变型光纤（突变型光纤（SI） 渐变型光纤（渐变型光纤（GI） 传输总模数传输总模数 单模光纤（单模光纤（SM）9um, 125um 多模光纤（多模光纤（MM）50/62.5um, 125um 按阻燃等级分：低烟无卤、按阻燃等级分：低烟无卤、PVC 铠装铠装 和非铠装和非铠装 单芯、多芯单芯、多芯 室外，室内室外，室内 0 r n n1 n2 SI 0 r n n1 n2 GI SM MM PON技术用的是单模光纤 光纤的分类 接入网使用光纤的类别 ITU-T G.652光纤 G.652光纤称为非色散移位光纤，又称为1310nm波长性能最佳的单模 光纤，是目前广泛应用的常规单模光纤。 G.652 光纤适用和1550nm窗口工作。在1310nm波长工作时，理论色 散值为零；在1550nm波长工作时，传输损耗最小，但色散系数较大。 G.652 的最小弯曲半径推荐为30mm。G.652 C、D两个子类光纤又称 为全波长光纤，可以在12601625nm的宽波长范围内工作，满足PON系统 的要求。由于在链路偏振模色散上G. 652 D比G.652 C光纤指标更好，满足波 分复用的需要，且光纤的制造成本增加丌多，因此目前基本采用G.652 D光纤。 12 光纤参数 单位 G.652A G.652B G.652C G.652D 模场直径（1310nm） m (8.6-9.5)0.5 包成直径 m 1251 纤芯同芯度差 m 0.6 包层不圆度 % 1 光缆截止波长 nm 1260 筛选应力 Gpa 0.69 宏弯损耗 1550nm dB 0.1 1625nm dB 0.1 0.1 0.1 色散系数 0min nm 1300nm 0max nm 1324nm 零色散斜率S0max ps/nm2*km 0.092 光缆参数 衰减系数最 大值 1310nm dB/km 0.35 0.35 0.35 0.35 1550nm 0.22 0.22 0.22 0.22 1625nm 0.24 0.24 0.24 PMDQ M=20段，Q=0.01% ps/km1/2 0.5 0.2 0.5 0.2 G.652G.652单模光纤单模光纤 G.652G.652单模光纤的主要技术性能单模光纤的主要技术性能 13 ITU-T G.657光纤 G.657光纤称为接入网使用的弯曲损耗丌敏感的单模光纤，主要是为了满足接入网和用户网 线路的需要于近年来开发应用的。根据G.657标准，光纤的弯曲半径可达510mm，实际施工 中光纤的弯曲半径一般会大于该类光纤的最小弯曲半径，G.657标准的光纤提高了光纤的抗老化 能力，降低了FTTx 的维护成本。 2009年10月ITU-T SG15 对G.657光纤的分类建议有了新的规定：按不G.652 D 是否兼容 和弯曲等级2个原则将G.657划分为G.657 A1、G.657 A2、G.657 B2和G.657 B3四个子类。 G.657 A1和G.657 A2类光纤使用不O、E、S、C 和L波段（1260nm1625nm），满足 G.652 D类光纤的全部传输特性，可不现网存在的大量G.652 D类光纤实现完全平滑对接，目前 蝶形引入光缆基本采用G.657 A2类光纤。G.657 A1的最小弯曲半径推荐为10mm，G.657 A2 的最小弯曲半径推荐为7.5mm。 G.657 B2和G.657 B3类光纤适用于室内短距离的通信传输，工作波长在1310nm、 1550nm和1625nm。丌要求不G.652 D光纤兼容，允许更小的模场直径、更大的衰减系数以及 特殊的光纤结构等。G.657 B2的最小弯曲半径推荐为7.5mm、G.657 B3的最小弯曲半径推荐为 5mm。 接入网使用光纤的类别 14 G.657光纤又称弯曲不敏感光纤，其最主要的特性是具有优异的耐弯曲特性。 按照是否与G.652光纤兼容的原则，G.657光纤划分成了A、B两大类光纤，同时按照最小可弯曲半径 的原则，将弯曲等级分为1，2，3三个等级。 ITU-T G.657（2009） A类 B类 (要求与G.652完全兼容) (不要求与G.652完全兼 容) 弯曲等级1（最小弯曲半径10 mm） G.657.A1 - 弯曲等级2（最小弯曲半径7.5mm） G.657.A2 G.657.B2 弯曲等级3（最小弯曲半径5 mm） - G.657.B3 普通光纤 G.657 A类光纤 G.657 B类光纤 G.657G.657单模光纤单模光纤的主要技术性能的主要技术性能 ITU-T G.657建议的分类 15 特性 单位 技术指标 G.657.A1 G.657.A2 G.657.B2 G.657.B3 1310nm模场直径 m （8.6-9.5） 0.4 （8.6-9.5） 0.4 （6.3-9.5） 0.4 （6.3-9.5）0.4 未成缆光 纤的宏弯 损耗 弯曲半径 mm 15 10 15 10 7.5 15 10 7.5 10 7.5 5 弯曲圈数 - 10 1 10 1 1 10 1 1 1 1 1 1550 nm最大值 dB 0.25 0.75 0.03 0.1 0.5 0.03 0.1 0.5 0.03 0.08 0.15 1625 nm最大值 dB 1 1.5 0.1 0.2 1 0.1 0.2 1 0.1 0.25 0.45 衰减特性 1310nm dB/km 0.5 1310nm 1625nm dB/km 0.40.4 1383 nm 3 nm dB/km 0.4 1550 nm dB/km 0.3 0.3 1625nm dB/km 0.4 色散特性 零色散波长 nm 13001324 不规定 零色散斜率 ps/nm2 km 0.092 偏振模色 散特性 M - 20 不规定 Q - 0.01% PMDQ 最大值 ps/km1/2 0.20 G.657G.657单模光纤技术指标单模光纤技术指标 G.657G.657单模光纤单模光纤的主要技术性能的主要技术性能 16 光纤的色谱编排顺序 光纤涂覆层表面应有识别标志色，标志色应采用全色谱。全色谱排列如下： 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 颜色 蓝 桔 绿 棕 灰 白 红 黑 黄 紫 粉 红 青 绿 17 目前使用的光纤绝大部分都是基于二氧化硅（SiO2）材质的光纤，这种光 纤在红外波段有三个低损耗窗口，分别是0.85um、1.31um和1.55um。 光纤通信所采用的通用波长范围光纤通信所采用的通用波长范围 光纤的光纤的三个低损耗窗口 0.85um窗口被称为短波长 窗口，1.31um和1.55um 窗口被成为长波长窗口。 1310nm 波长的最低损耗 可达 0.35dB/km 以下; 1550nm 波长的最低损耗 可达 0.15dB/km. 目前，单模石英光纤，如G.652D传输带宽为：1260nm1675nm 18 19 19 光缆结构由缆芯、加强元件和护层组成。 （1）缆芯 光缆结构主体，作用是妥善安置光纤。缆芯结构可分为层绞式、骨架式、 带式、束管式4种。 （2）加强芯 加强芯主要承受敷设安装时所加的外力，一种放在缆芯中心，一种放在 护层中。 加强元件有两种设置方式，一种是放在缆芯中心的中心加强方式，常用于 层绞式和骨架式，另一种是放在护层中的外层加强方式，常用于带式和束管 式。加强元件一般采用圆形钢