光纤光缆工程师手册

烽火科技光通信产品工程师手册光纤光缆烽火通信科技股份有限公司客户服务中心光缆服务工程师手册目录FIBERHOME目录阅读说明第一章光纤光缆基础知识1光纤1.1光纤的分类1.1.1按光纤的材料分类1.1.2按光纤剖面折射率分布分类1.1.3按传输模式分类1.1.4按照ITU-T建议分类1.1.4.1渐变型多模光纤（G.651光纤）1.1.4.2常规单模光纤（G.652光纤）1.1.4.3色散位移光纤（G.653光纤）1.1.4.41550nm性能昀佳单模光纤（G.654光纤）1.1.4.5非零色散位移单模光纤（G.655光纤）1.1.4.6色散补偿光纤1.2光纤的主要参数1.2.1几何特性1.2.1.1模场直径1.2.1.2芯/包同心度误差1.2.2弯曲损耗1.2.3衰减1.2.4色度色散1.2.4.1色度色散系数1.2.4.2零色散波长λ01.2.4.3零色散斜率S01.3光纤在光缆中的序号（即光纤的色谱）2光缆2.1光缆的结构与材料2.1.1光缆的结构2.1.2光缆的材料2.1.2.1高分子材料2.1.2.1.1松套管材料2.1.2.1.2聚乙烯护套料光缆服务工程师手册目录FIBERHOME2.1.2.1.3无卤阻燃聚烯烃护套料2.1.2.1.4耐电痕黑色聚乙烯护套料2.1.2.1.5高密度聚乙烯绝缘料2.1.2.1.6阻水油膏2.1.2.1.7聚酯带2.1.2.1.8阻水带2.1.2.1.9芳纶纱2.1.2.2金属-塑料复合带2.1.2.3加强件2.1.2.3.1磷化钢丝1.2.3.2玻璃钢圆棒2.2光缆的型号2.2.1光缆分类代号及其意义2.2.2加强构件的代号及其意义2.2.3派生特征的代号及其意义2.2.4护层的代号及其意义2.2.5外护层的代号及其意义2.2.6光缆型号举例3．光纤（缆）活动连接器3.1光纤（缆）活动连接器的基本结构3.1.1套管结构3.1.2双锥结构3.1.3V形槽结构3.1.4球面定心结构3.1.5透镜耦合结构3.2常用光纤（缆）活动连接器3.2.1FC系列连接器3.2.2SC型连接器3.2.3ST型连接器3.2.4不同型号插头互相连接的转换器3.2.5不同种类的变换器4特种光缆4.1电力光缆4.1.1光纤复合地线光缆（OPGW）4.1.2全介质自承式光缆(ADSS)4.1.3“8”字型光缆4.2阻燃光缆光缆服务工程师手册目录FIBERHOME4.3海底光缆5光缆端别的识别第二章光纤光缆测试理论知识1光纤理论基础1.1光纤的类型及结构1.2瑞利散射1.3折射率和群折射率1.4反射1.5光谱窗口1.6微观弯曲和宏观弯曲1.7偏振2光缆的理论基础2.1光缆余长3OTDR的结构与基本操作3.1基本结构3.2应用场合3.3历史、趋势和发展4OTDR的功能4.1基本功能4.2特殊功能5各种测量的操作方法5.1屏幕上的显示5.2盲区和折射率匹配液（或油膏）5.3注入光纤（虚假光纤）5.4弯曲引起的端面反射衰减5.5传输损耗的测量5.6接头损耗或衰减台阶的测量5.7长度的测量5.8故障定位5.9设置群折射率6测量结果的解释6.1光纤曲线的解释6.2端面反射6.3衰减跃变和断裂6.4偏振光缆服务工程师手册目录FIBERHOME6.5尖脉冲7故障分析7.1噪声特别的光纤曲线7.2无光纤曲线8OTDR的指标第三章作业指导书及作业过程注意事项1光纤光缆测试2光纤光缆接续2.1光纤熔接2.1.1单芯光纤熔接2.1.2光纤带熔接2.2光缆接续3仪表的校准和维护3.1校准3.2维护第四章参考标准参考文献光缆服务工程师手册前言FIBERHOME前言因目前国内光缆服务相关的资料很有限，而且各资料的编写者侧重点不同，其中有部分内容是基本一样的，而另一些内容又很少有书上提及，这就给做光缆相关服务的工程人员的查阅增加了一定的难度。因此笔者收集了各方面的资料及标准，并结合诸多有丰富相关工作经验的工程师及自己平时的经验，编写了此《光纤光缆工程师手册》（以下简称《手册》）。本《手册》的四个组成章节及各章主要内容分别如下：第一章光纤光缆基础知识。主要讲述光纤光缆的分类、结构、型号命名等内容，旨在让初学者对国际国内及我公司生产的光纤光缆的相关特征产生一个大致的轮廓，并能够完成基本的技术应答；第二章光纤光缆测试理论知识。主要讲述光纤光缆测试中常用的概念和参数的意义、设置方法和不同的设置会给测试带来什么样的影响等内容，旨在区分概念并为工程人员在工作中遇到各种不同问题时提供一条解决的思路；第三章作业指导书及作业过程注意事项。主要以我公司现有的主要光缆相关服务常用仪表为例，编制了相关作业指导书，其中包括大部分作业过程注意事项。旨在让初学者可以按照其中内容，完成基本的光纤光缆测试、接续以及熔接仪表的日常维护；第四章参考标准。主要是汇集了光缆服务过程中需用到的昀新的国家、行业和企业标准，以便查询。另外，就像要做好其它很多事情一样，光纤光缆服务相关知识的积累是一个循序渐进的过程，需要在工作中处处留意、认真总结，并追根究底，然后再应用于实践中，如此循环往复，循序渐进。本《手册》是在众多相关专家的著作基础上编写的，同时得到了李青梅老师的严格审核，同时提出很多了宝贵意见，在此一并表示感谢。还衷心希望在《手册》使用过程中，能得到各方面专家的批评指正，以改善之，并使之真正成为一本对工程人员有用的手册。-1-光缆服务工程师手册第一章光纤光缆基础知识FIBERHOME第一章光纤光缆基础知识1光纤1.1光纤的分类根据不同的分类方法，同一根光纤将会有不同的名称。1.1.1按光纤的材料分类按照光纤的材料，可以将光纤分为石英光纤和全塑光纤。石英光纤一般是指由掺杂石英芯和掺杂石英包层组成的光纤。这种光纤有很低的损耗和中等程度的色散。目前通信用光纤绝大多数是石英光纤。全塑光纤是一种通信用新型光纤，尚在研制、试用阶段。全塑光纤具有损耗大、纤芯粗（直径100～600μm）、数值孔径（NA）大（一般为0.3～0.5，可与光斑较大的光源耦合使用）及制造成本较低等特点。目前，全塑光纤适合于较短长度的应用，如室内计算机联网和船舶内的通信等。1.1.2按光纤剖面折射率分布分类按照光纤剖面折射率分布的不同，可以将光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤。1.1.3按传输模式分类按照光纤传输的模式数量，可以将光纤分为多模光纤和单模光纤。单模光纤是只能传输一种模式的光纤。单模光纤只能传输基模（昀低阶模），不存在模间时延差，具有比多模光纤大得多的带宽，这对于高码速传输是非常重要的。单模光纤的模场直径仅几微米（μm），其带宽一般比渐变型多模光纤的带宽高一两个数量级。因此，它适用于大容量、长距离通信。1.1.4按照国际标准规定分类按照ITU-T建议分类为了使光纤具有统一的国际标准，国际电信联盟（ITU-T）制定了统一的光纤标准（G标准）。按照ITU-T关于光纤的建议，可以将光纤分为：G.651光纤（50/125μm多模渐变型折射率光纤）G.652光纤（非色散位移光纤）G.653光纤（色散位移光纤DSF）G.654光纤（截止波长位移光纤）G.655光纤（非零色散位移光纤）。为了适应新技术的发展需要，目前G.652类光纤已进一步分为了G.652A、-2-光缆服务工程师手册第一章光纤光缆基础知识FIBERHOMEG.652B、G.652C三个子类，G.655类光纤也进一步分为了G.655A、G.655B两个子类。按照IEC标准分类IEC标准将光纤分为A类多模光纤：A1a多模光纤（50/125μm型多模光纤）A1b多模光纤（62.5/125μm型多模光纤）A1d多模光纤（100/140μm型多模光纤）B类单模光纤：B1.1对应于G652光纤，增加了B1.3光纤以对应于G652C光纤B1.2对应于G654光纤B2光纤对应于G.653光纤B4光纤对应于G.655光纤1.1.4.1A类多模光纤渐变型多模光纤工作于0.85μm波长窗口或1.3μm波长窗口，或同时工作于这两个波长窗口。光纤适用于哪个窗口，主要由其带宽指标决定。多模光纤由于衰减大、带宽小，主要适合于低速率、短距离的场合传输需要，因其传输设备和器件费用低廉、连接容易，至今仍无法由单模光纤完全代替。1.1.4.2常规单模光纤（G.652光纤）常规单模光纤也称为非色散位移光纤，于1983年开始商用。其零色散波长在1310nm处，在波长为1550nm处衰减昀小，但有较大的正色散，大约为18ps/（nm·km）。工作波长既可选用1310nm，又可选用1550nm。这种光纤是使用昀为广泛的光纤，我国已敷设的光纤、光缆绝大多数是这类光纤。G.652光纤中的三个子类G.652A、G.652B、G.652C的区别主要在于：G.652A：昀高传输速率为2.5Gb/sG.652B：昀高速率10Gb/s，昀高速率传输时需色散补偿G.652C：低水峰光纤，波长范围更宽，昀高速率10Gb/s，昀高速率传输时需色散补偿。1.1.4.3色散位移光纤（G.653光纤）G.653光纤又称为色散位移光纤（DSF，DispersionShiftedFiber），于1985年开始商用。色散位移光纤通过改变光纤的结构参数、折射率分布形状，来加大波导色散，从而将昀小零色散点从1310nm位移到1550nm处，昀低衰减和零色散波长一致，并且在掺铒光纤放大器（EDFA，ErbiumDopedFiberAmplifier）工作波长区域内。这种光纤非常适合于长距离、单信道、高速光纤通信系统，如可在这种光纤上直接开通达20Gb/s系统，而不需要采取任何色散补偿措施。这种光纤在有些国家，特别在日本被推广使用，我国京九干线上也有所采用。但是，该光纤在通道进行波分复用信号传输时，在1550nm附近低色散区存在有害的四波混频等光纤非线性效应，阻碍光纤放大器在1550nm窗口的应用，正是这个原因，色散位移光纤正在由非零色散位移光纤所取代。1.1.4.4截止波长位移光纤（G.654光纤）-3-光缆服务工程师手册第一章光纤光缆基础知识FIBERHOME截止波长位移光纤是在G.652光纤基础上将截止波长向长波长方向位移，以适应G.652光纤在1550nm窗口的应用，这种光纤在国内基本上不再提了，因目前的G.652光纤的截止波长已经都是向长波长方向位移了。1.1.4.5非零色散位移单模光纤（G.655光纤）G.655光纤常称非零色散位移光纤（NZDSF，NonZeroDispersionShiftedFiber），是在1994年专门为新一代光放大密集波分复用传输系统设计和制造的新型光纤，属于色散位移光纤，不过在1550nm处色散不是零值（按ITU-T.G.655规定，在波长1530～1565nm范围内对应的色散值为0.1～6.0ps/（nm·km）），用以平衡四波混频等非线性效应。由于这种光纤利用较低的色散抑制了四波混频等非线性效应，使其能用于高速率（10G以上）、大容量、密集波分复用的长距离光纤通信系统中。G.655类光纤的两个子类G.655A和G.655B的区别在于：G.655A：用于单通道放大系统和通道间隔不小于200G·Hz(≈1.6nm)的波分复用系统G.655B：用于通道间隔不大于100G·Hz(≈0.8nm)的密集波分复用系统G.655A具代表性的商用光纤有康宁的大有效面积(LEAF)光纤，G.655B具代表性的商用光纤有Lucent的真波（TrueWave）光纤，。其中，大有效面积光纤的优点是，光纤具有更大的有效面积，可以大大减小光纤中光功率的密度，在相同的入射光功率时，减小了光纤的非线性效应，使光信号能传输更远的距离。真波光纤的优点是，在C波段和L波段具有低的色散斜率，因而可以用一个色散补偿模块补偿整个频带内的色散，使光纤能进行更多通道的传输。G.655A光纤在长途骨干网中有更多的应用优势，而G.655B光纤在城域网中有更多的应用优势。1.1.4.6色散补偿光纤还有一类特殊的光纤，是色散补偿光纤。如果在国内外已大量敷设的常规单模光纤G.652上开设速率为10Gb/s的高速系统或在G.655光纤上开设速率10