光纤光缆基本知识.docx

一、光纤1、概述光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层中心是光传播的玻璃芯在多模光纤中， 芯的直径是15mm〜50mm,大致与人的头发的粗细相当而单模光纤芯的直径为 8nmi-10nmi芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套，以使光纤保持在芯内再外面 的是一层薄的塑料外套，用来保护封套光纤通常被扎成束，外面有外壳保护纤芯通常 是由石英玻璃制成的横截面枳很小的双层同心圆柱体，它质地脆,易断裂，因此需要外加一保 护层其结构如图1所示www. icabling, com. 保护层光束I 纤芯保护层S1 光纤刨面结构示意陆地上的光纤通常埋在地下1米处，有时会受到地下小动物的破坏在靠近海岸的地方, 越洋光纤外壳被埋在沟里在深水中，它们处于底部，极有可能被鱼类咬坏或被渔船撞坏2、分类光纤主要分以下两大类：1) 传输点模数类传输点模数类分单模光纤(Smgle Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)o单模光纤的 纤芯直径很小，在给定的工作波长上只能以单一模式传输，传输频带宽，传输容量大多模光 纤是在给定的工作波长上，能以多个模式同时传输的光纤与单模光纤相比，多模光纤的传输 性能较差。

2) 折射率分布类折射率分布类光纤可■分为跳变式光纤和渐变式光纤跳变式光纤纤芯的折射率和保护层 的折射率都是一个常数在纤芯和保护层的交界面，折射率呈阶梯型变化渐变式光纤纤芯 的折射率随着半径的增加按一定规律减小，在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率 纤芯的折射率的变化近似于抛物线折射率分布类光纤光束传输如图2所示www. icabling, com发层—光束】比束2(a)光束在跃变式光针中的传输过程表层 光束1(b)光束在渐变式光肝中的传携过程图2光在折射率分布类光纾中的传输过程3、 连接方式光纤有三种连接方式首先，可■以将它们接入连接头并插入光纤插座连接头要损耗 10%到20%的光，但是它使重新配置系统很容易第二，可以用机械方法将其接合方法是将两根小心切割好的光纤的一端放在一个套管 中，然后钳起来可以让光纤通过结合处来调整，以使信号达到最大机械结合需要训练 过的人员花大约5分钟的时间完成，光的损失大约为10%第三，两根光纤可以被融合在一起形成坚实的连接融合方法形成的光纤和单根光纤差 不多是相同的，但也有一点衰减对于这三种连接方法，结合处都有反射，并且反射的能 量会和信号交互作用。

4、 发送和接收有两种光源可被用作信号源：发光二极管LED(Ught-enuttmg diode)和半导体激光 ILD(iiijection laser diode)它们有着不同的特性，如卜表w货苜角bling, com 数据速率LED低半导体激光 高模式多模多模或单模距离短长生命期长短温度敏感性较小较敏感造价低造价昂贵光纤的接收端由光电二极管构成，在遇到光时，它给出一个点脉冲光电二极管的响应 时间一般为Ins,这就是把数据传输速率限制在IGb/s内的原因热噪声也是个问题，因此 光脉冲必须具有足够的能量以便被检测到如果脉冲能量足够强，则出错率可以降到非常 低的水平5、接口目前使用的接I I有两种无源接I I由两个街头熔于主光纤形成接头的一端有一个发光 二极管或激光二极管(用于发送)另一端有一个光电二极管(用于接收)接头本身是完 全无源的，因而是非常可棠的另一种接I I被称作有源中继^(active repeater)o输入光在中继器中被转变成电信号，如 果信号己经减弱，则重新放大到最强度，然后转变成光再发送出去连接计算机的是一根 进入信号再生器的普通铜线现在己有了纯粹的光中继器，这种设备不需要光电转换，因而 可以以非常高的带宽运行。

二、光缆光导纤维是一种传输光束的细微而柔韧的媒质光导纤维电缆由一捆纤维组成,简称为 光缆光缆是数据传输中最有效的一种传输介质，它有以下几个优点：(1) 频带较宽2) 电磁绝缘性能好光纤电缆中传输的是光束,由于光束不受外界电磁干扰与影响，而且 本身也不向外辐射信号，因此它适用于长距离的信息传输以及要求高度安全的场合当然, 抽头困难是它固有的难题，因为割开的光缆需要再生和重发信号3) 衰减较小可以说在较长距离和范围内信号是一个常数4) 中继器的间隔较大，因此可以减少整个通道中继器的数目，可降低成本根据贝尔实验 室的测试，当数据的传输速率为420Mbps旦距离为119公里无中继器时，其误码率为10-8, 可见其传输质量很好而同轴电缆和双绞线每隔几T•米就需要接一个中继器在使用光缆互联多个小型机的应用中，必须考虑光纤的单向特性，如果要进行双向通信, 那么就应使用双股光纤由于要对不同频率的光进行多路传输和多路选择，因此在通信器件 市场上又出现了光学多路转换器在普通计算机网络中安装光缆是从用户设备开始的因 为光缆只能单向传输为了实现双向通信,光缆就必需成对出现，一个用于输入，一个用于输 出光缆两端接光学接口器。

安装光缆需格外谨慎连接每条光缆时都要磨光端头，通过电烧烤或化学环氯工艺与光 学接「I连在一起，确保光通道不被阻塞光纤不能拉得太紧，也不能形成直角光纤的类型由模材料(玻璃或塑料纤维)及芯和外层尺寸决定，芯的尺寸大小决定光的传 输质量常用的光纤缆有：8.3pm芯、125卜im外层、单模62.5pm芯、125pm外层、多模50|.im芯、125pm外层、多模100pm芯、140jim外层、多模三、光纤通信系统及其构成1、 光纤通信系统光纤通信系统是以光波为载体、光导纤维为传输媒体的通信方式，起主导作用的是光源、 光纤、光发送机和光接收机光源是光波产生的根源光纤是传输光波的导体光发送机的功能是产生光束，将电信号转变成光信号，再把光信号导入光纤光接收机的功能负责接收从光纤上传输的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再作相 应处理2、 组成光纤通信系统的基本构成如图3所示：www. icabling, com图3光纤通信系统的入本构成光纤通信系统的主要优点有：(1) 传输频带宽,通信容量大2) 线路损耗低,传输距离远3) 抗干扰能力强，应用范围广4) 线径细，重量轻5) 抗化学腐蚀能力强6) 光纤制造资源丰富。

在网络工程中,一般用62.5呻/125皿】规格的多模光纤，有时也用100呻，125皿1和 100}.inil140|.im规格的光纤户外布线大于2公里时可选用单模光纤在进行综合布线时需 要了解的光纤的一些基本特性，现以AMP(安普)公司的光纤线缆产品为例说明表1和表2 分别为光纤性能指标和使用温度范围www. icabling, com室内光纤 最大衰硫值 典型衰减值 带宽 (MHZ/km) 空外光纤 最大衰减值 典型衰硬值 带宽 (MHZ/km)单模 (1310/1550nm)多模50/125 (850/1300nm)多模LSZH 50/125 (850/1300nm)多模 62.5/125 (850/1300nm)多模扩展型 Grade 62.5/125 (850/1300nm)0.7/0.73.5/2.03.5/2.03.5/1.03.5/1.00.5/0.52.6/1.12.6/1.12.9/0.92.9/0.9一—j __400/400400/800160/500200/6000.5/0.43.5/2.03.5/2.03.5/1.03.5/1.00.4/0.32.6/1.12.6/1.12.9/0.92.9/0.9j __400/400400/800160/500200/600表1安普光纤线缆的特性www. icabling, com室内光纤贮存应用室外光纤贮存应用表2安普光纤的温度适用范围室内和阻燃型-40°C - +85°C (-40°F -+ 185")-20°C z +85°C (・4咋-+185°F)标准光纤-40OC e +75OC (-400F -+ 167°F)-40OC e +75虻(・4吁-+167OF)低烟及无毒气性能(LSZH)-10OC - +60OC (+140F e +1400F)-10OC - +60OC (+14°F - +1400F)LSZH及铝外衣-20OC z +60°C (・40F - +19QOF)-20OC z +60°C (-4Q0F - +190°F)为了便于阅读以下的表格，先对直径、重量、拉力、弯曲半径作如下解释：直径:单位用nim表示。

重量:用kg/kin表示o拉力:拉力单位用N(牛顿)对拉力分两种情况说明:安装时最大为2700N;安装后，即长期 为 440N;弯曲半径:指光缆安装拐弯时的弯曲半径四、光缆的种类和机械性能1. 单芯互联光缆(1) 应用范围跳线内部设备连接通信柜配线面板墙上出11到工作站的连接?/11>•水平拉线，直接端接适用于使用环氧树脂或LIGHTCRIMP连接头端接2) 性能优点高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准900pm紧密缓冲外衣易于连接与剥除Aramid抗拉线增强组织，提高了对光纤的保护UL/CSA验证符合OFNR和OFNP性能要求设计和测试均根据BeUcore GR-409-CORE及IEC793-1/794-1标准扩展级别 62.5/125 符合 ISO.IEC 11801:1995 标准互联光缆单芯物理结构如图4所示www. icabling, com 7S 4 堪芯光缆2. 双芯互联光缆(1) 应用范围交连跳线水平走线直接端接光纤到桌通信柜配线面板墙上出口到工作站的连接适用于使用环氧树脂或LIGHTCRIMP连接头端接2) 性能与特点光纤之间易于区分高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准。

900pm紧密缓冲外衣易于连接与剥除Aramid抗拉线增强组织提高了对光纤的保护UL/CSA验证符合OFNR和OFNP性能要求设计和测试均根据BeUcore GR-409-CORE及正C793-1/794-1标准扩展级别 62.5/125 符合 ISO.IEC 11801:1995 标准互联光缆双芯物理结构如图5所示4芯光缆的物理结构如图6所示互联光缆的机械 性能如表3所示www. icabling, com图5 双芯双松光缆www. icabling, comS 6四芯光缆3. 分布式光缆(1) 应用范围多点信息I I水平布线垂直布线大楼内主干布线从设备间到无源跳线间的连接从主干分支到各楼层应用适用于胶水型光纤连接头以及LIGHTCRIMP光纤头端接2) 性能与特点高性能的单模和多模光纤符合所有的工业标准900pm紧密缓冲外衣易于连接与剥除按照EZA标准色码标识UL/CSA验证符合OFNR和OFNP性能要求设计和测试均根据BeUcore GR。