光缆光纤基本知识

光缆光纤基础知识内部教材）目 录蓬勃发展的光缆光纤产业光纤基础知识 光缆基础知识 光纤活动连接器基本知识 光纤源器件简介蓬勃发展的光缆光纤产业1983 年武汉市话中继光缆系统正式投入电话网使用，标志着中国光纤通信 走向实用化阶段。经过几十年的整合调整，中国光纤光缆正逐渐走上良性发展的道路，而且 目前国内光纤光缆市场发展前景比较乐观，光纤需求量也以每年 15% 的增长率 递增，光纤光缆厂商基本可以按照正常进度去规划企业自身的发展进度。当前在 世界经济低迷的状态下，我国电信业仍保持增长态势，随着电信重组的完成，和 3G 牌照发放，我国电信运营企业开始新一轮基础网络建设，积极部署光纤接入 网，开展大规模集中采购，光进铜退的趋势已经形成。随着FTTH （光纤到户）的进程不断加速，我国三大业务运营商将继续加 快“光进铜退”的步伐。简单地说，光进铜退是指在宽带接入模式上以光纤取代 铜缆，好处是加快传输速度和数据流量，同时又降低网络建设成本。 “光纤逐步 向用户端延伸，最终实现光纤到户和光纤到桌面；铜缆逐步向用户端退缩，并最 终退网。”将光纤直接接至用户家，适于引入各种新业务，是最理想的业务透明网络，是接入网发展的最终方式，也标致着光缆光纤行业未来的发展前景一片光明！光纤基础知识光纤的组成与分类1、光纤按其制造材料的不同可分为石英光纤和塑料光纤，石英光纤即通常使用的光 纤，石英光纤按其传输模式的不同分为单模光纤和多模光纤。塑料光纤全部由塑料 组成，通常为多模短距离应用，还处于起步阶段，未有大规模应用。2、石英光纤的结构：石英光纤由纤芯、包层及涂覆层组成。光纤中光的传输在纤芯中进行，因包层与纤芯石英的折射率不同，使光在纤芯与包层表面 产生全反射，使光始终在纤芯中传输，而塑料涂覆层起保护石英光纤及增加光纤强度的作用， 因石英很脆，若没有塑料的保护则无法在实际中得到应用，正因为光纤的结构如此，所以光纤 易折断，但有一定的抗拉力。分类 按结构 阶跃光纤渐变光纤按模式 单模光纤多模光纤阶趾进纤2传输原理：全反射原理。满足以下两个条件：1) 纤芯折射率 n1 大于包层折射率n2；2)入射角e大于临界角e Csin® c=n2/nl3. 基本性能参数1)数值孔径(NA)：代表光纤的集光能力。NA=nl &) 1/2=(nl-n2)/nl2)色散：引起传输脉冲的展宽，影响通信容量。渐变光纤：BL<8c/A 2n1 4)光纤损耗衰减)托起传输功能降低，它是通信距离的固有限制。衰减系数： a dB/km=-10/L*lg(pout/pin) 5)模场直径：模场分布不只局限在纤芯内，有相当部分处于包层中，它是 基模场强在空间分布的集中程度的一种度量。模场直径的大小对光纤连接及与其它器件的耦合有重要的影响。其近似计算公式为： 2W2a (0.65+1.619V-3/2+2.879V-6) 6)归一化频率V：它是决定单多模截止条件的一个重要参数。 V=k0a (nl2-n22)l/2(2n /入)a n1(2A )1/2可传输的模数；M=1/2V24光纤基本参数汇总光纤种类单模光纤多模光纤工作波长1310nmn1550nm85nmn13'00nm衰减0.34-0.40dB/km,0.1 &-0.25dB/km3 一 OdB/km 丄 OdB/km数值孔径0.2-0.40.6-0.8色散<19ps;'(nm km)包层直径125mn-+/-1%125mn-l%纤芯直径g12um50um?62.5mn涂敷直径245+/- LOurn245-10um截止波长1100L270nm5、几种典型光纤简介1) G. 652 普通规格单模光纤，双窗口工作，1310nm附近色散最低；2) G. 653 色散位移光纤(DSF),零色散波长在1550nm处。3 ) G . 654 截 止 波 长 位 移 光 纤 ( CSF )， 设 计 同 发 点 是 降 低 1550nm 处的衰减，而零色散波长仍为 1310nm。4) G. 655 非零色散光纤(NZDFS),零色散波长偏离1550nm。朗讯公司生产 的G.655,其入0V1530nm，在15491561nm范围内，其色散系数D = 2.03.0ps/(nm.km),称为真波光纤(True wave fiber)；康宁公司生产的G.655，其入0 1570nm，在15301565nm范围内，其色D均为负值。另外康宁公司又生产了一 种大有效面积光纤，称为LEAF(large Effective Area Fiber)，其模场直径从普通 G.655光纤的8.4um增大到9.6um,更适合高密度WDM系统应用。 6、光纤制造工艺简介制作预制棒一一般采用改进的化学气相沉积法（MCVD）、棒外气相沉积法（OVD）、和轴向气相沉积法（VAD）制作，其制作流程图如下： 拉制光纤使用精密馈送机构将预制棒以合适的速度送入炉中加热，将预制棒熔融后拉成所需尺寸的光纤，拉丝装置示意如下：垂直警预制棒勺计加热炉测试仪.涂覆设备光纤卷绕筒抗拉强度测试仪光结拉丝装苴示育光缆基础知识光缆的分类（按应用场合分为室内光缆室外光缆分类按结构方式不同分为骨架式光缆 层绞式光缆 束管式光缆 带状式光缆按敷设方式不同分为直埋光缆 架空光缆 管道光缆 水下光缆二、 光缆的结构1)室外缆的结构缆芯绕包和Kevlar线聚乙护套光纤和泊曹聚乙烯构件挤塑压强芯绕芯油音 松套管 光纤束 Kevlar 绢 乙烯护套皱纹加强芯开索加强芯I 铠装层充油盲缓冲管hope內护套IIDPE外护套防水层外护套开索 光纤醫层加强件內护套(空裸光纤($0.25)1、室外光缆主要有中心管式光缆、层绞式光缆及骨架式光缆三种结构，按使用光纤束与光纤带又可分为普通光缆与光纤带光缆等 6 种型式。每种光缆的结构特点： 中心管式光缆（执行标准： YD/T769-2003 ）：光缆中心为松套管，加强构件位于松套管周围的光缆结构型式，如常见的GYXTW型光缆及GYXTW53型光缆， 光缆芯数较小，通常为 12 芯以下。 层绞式光缆（执行标准：YD/T901-2001）:加强构件位于光缆的中心，512 根松套管以绞合的方式绞合在中芯加强件上，绞合通常为 SZ 绞合。此类光缆 如 GYTS 等，通过对松套管的组合可以得到较大芯数的光缆。绞合层松套管的 分色通常采用红、绿领示色谱来分色，用以区分不同的松套管及不同的光纤。层绞式光缆芯数可较大，目前本公司层绞式光缆芯数可达 2 16芯或更高。 骨架式光缆：加强构件位于光缆中心，在加强构件上由塑料组成的骨架槽，光纤或光纤带位于骨架槽中，光纤或光纤带不易受压，光缆具有良好的抗压扁 性能。该种结构光缆在国内较少见，所占的比例较小。 8字型自承式结构，该种结构光缆可以并入中心管式与层绞式光缆中，把它单 独列出主要是因为该光缆结构与其它光缆有较大的不同。通常有中心管式与层 绞式 8 字型自承式光缆。5 煤矿用阻燃光缆（执行标准： Q/M01-2004 企业标准）：与普通光缆相比，提高 了光缆阻燃性能的要求，并经过特殊的设计使光缆适用于矿井环境下使用，通 常外护套颜色采用兰色，以利于矿井中对光缆的识别。按结构可分入中心管式 光缆与层绞式光缆两类结构中。2、室内光缆室内光缆按光纤芯数分类，主要有单芯、双芯及多芯光缆等。室内光缆主要由紧套光纤，纺纶及PVC外护套组成。根据光纤类型可分为单模及多模两大类，单模室内缆通常外护套颜色为黄色，多模室内缆通常外护套颜色为橙色，还有部分室内缆的外护套颜色为灰 色。3加强件的加强原理由于加强件一般采作高强度、低应变材料，因而能起到加强的作用。以卡普隆线（Kevlar）为例，它是一种质地牢固重量轻的合成纤维，其拉伸应变为 2%左右，而光纤为 5%左右，同 时它的抗拉强度又是光纤的几倍，只有当卡普隆线断了之后，光纤才会断裂，所以在室内缆中， 它是一种很好的加强材料。三、光缆型号的命名方法（YD/T908-2000）1、光缆型式由五部分组成IIIIIIVI、表示光缆类别GY通信用室外光缆GJ室内光缆MG煤矿用光缆II、加强构件类型（无型号）一一金属加强构件F一一非金属加强构件皿、结构特征D一一光纤带结构（无符号）一一松套层绞式结构X中心管式结构G骨架式结构T填充式Z阻燃结构C88字型自承式结构W、护层Y一一聚乙烯护层W夹带钢丝钢一聚乙烯粘结护层S钢一聚乙烯粘结护层A一一铝一聚乙烯粘结护层V聚氯乙烯护套V、外护层53皱纹钢带纵包铠装聚乙烯护套23绕包钢带铠装聚乙烯护套33细钢丝绕包铠装聚乙烯护套43粗钢丝绕包铠装聚乙烯护套333双层细钢丝绕包铠装聚乙烯护套2、光缆规格的表示法按光缆中所含的光纤数及光纤的类别来表示光缆的规格。例：4根G.652单模光纤的光缆规格表示为4B1.1或4B1,若同一根光缆中含有不同种类 的光纤，则在规格中间用+'号相连。若含有 4 根多模 50/125 的光纤,则表示为 4A1a 或 4A1。3、常用型号说明GYXTW金属加强构件、中心管填充式、夹带钢丝的钢一聚乙烯粘结护层通信用室外光缆， 适用于管道及架空敷设。GYXTW53金属加强构件、中心管填充式、夹带钢丝的钢一聚乙烯粘结护套、纵包皱纹钢带 铠装聚乙烯护层通信用室外光缆，适用于直埋敷设。GYTA金属加强构件、松套层绞填充式、铝一聚乙烯粘结护套通信用室外光缆，适用于管道 及架空敷设。GYTS金属加强构件、松套层绞填充式、钢一聚乙烯粘结护套通信用室外光缆，适用于管道 及架空敷设。GYTY53金属加强构件、松套层绞填充式、聚乙烯护套、纵包皱纹钢带铠装、聚乙烯套通信 用室外光缆，适用于直埋敷设。GYTA53金属加强构件、松套层绞填充式、铝一聚乙烯粘结护套、纵包皱纹钢带铠装、聚乙 烯套通信用室外光缆，适用于直埋敷设。GYTA33金属加强构件、松套层绞填充式、铝一聚乙烯粘结护套、单细圆钢丝铠装、聚乙烯 套通信用室外光缆，适用于直埋及水下敷设。GYFTY非金属加强构件、松套层绞填充式、聚乙烯护套通信用室外光缆，适用于管道及架 空敷设，主要用于有强电磁危害的场合。GYXTC8S金属加强构件、中心管填充式、8字型自承式、钢聚乙烯粘结护套通信用室外光 缆，适用于自承式架空敷设。GYTC8S金属加强构（7）商撞?SPAN class二GramE绞填充式、8字型自承式、钢聚乙烯粘结 护套通信用