光缆传输通信入门知识.

光缆传输通信入门知识铁通广西分公司主讲:罗小兵2012.2培训对象、教学目标一、培训对象：地市公司线路维护人员（具有一定的实践经验或经验丰富，但理论知识较缺乏二、教学目标：1.让学员知道常用光缆的结构情况；2.掌握光纤传输的基本原理目前我们的网络状况光纤通信代表了未来通信技术的发展方向，它已经深入我们的生活中，无所不在，担负着极其重要的作用。我们广西铁通管辖范围内所有的传输骨干网、省干网、县级链网都是由光缆连接起来的，此外，还有城域网、XPON、数据专线等等，也都是光缆连接起来的。甚至已经实现光纤到户了。培训提纲1.光缆的结构2.光缆型号分类3.光纤的组成4.光纤分类5.光信号传输基本原理6.安全注意事项7.光缆的敷设第一章光缆的定义1.1什么是光缆?光缆是由光纤、高分子材料、金属－塑料复合带及金属加强件等共同构成的光信息传输介质。1.2常用光缆的组成常用光缆组成一般由:1.光纤2.纤膏(防水膏)3.松套管4.加强钢芯5.铝塑复合带6.聚乙烯护套1.3光缆结构纵剖示意图1.4光缆型号光缆型号由光缆型式代号和规格代号构成,中间用一短杠分开。1.4.1光缆规格代号1.分类代号2.加强构件代号3.派生特称代号4.护套代号5.外护套代号。1.4.2分类代号GY:通信用[室外]光缆GJ:通信用[室内]光缆GH:通信用[海底]光缆GS:通信用[设备内]光缆GR:通信用[软]光缆GT:通信用[特殊]光缆1.4.3加强构件代号S:金属型C:金属重型F:非金属H:非金属重型1.4.4派生特称代号B:扁平形状Z:自承式结构T:填充式结构1.4.5护套代号Y:聚乙烯护套V:聚氯乙烯护套Q:铅护套L:铝护套G:钢护套1.4.6外护套代号01:纤维层02：聚氯乙烯03:聚乙烯1.4.7例:GYSTL03GY-通信用室外光缆；S-金属加强构件；T-填充式结构；L-铝护套；03-聚乙烯外护套1.5光缆纤序排列的一般原则色谱：松套管色谱排序：蓝橙绿棕灰纤序：蓝橙绿棕灰黑白红一管可以2芯至12芯第二章光纤的定义2.1什么是光纤?光纤(OpticalFiber)是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。2.2光纤的结构光纤由纤芯、包层和涂覆层3部分组成，如图所示。2.2-1光纤的结构1光纤结构光纤的典型结构是多层同轴圆柱体由图3-1-1所示，自内向外为纤芯、包层及涂覆层。纤芯和包层合起来构成裸光纤，光纤的光学及传输特性主要由它决定。涂覆层的作用是增强光纤的机械强度。（1）纤芯：纤芯位于光纤的中心部位。直径d1=4μm～50μm，单模光纤的纤芯为4μm～10μm，多模光纤的纤芯为50μm。纤芯的成分是高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂（如GeO2，P2O5），作用是提高纤芯对光的折射率（n1），以传输光信号。（2）包层：包层位于纤芯的周围。直径d2=125μm，其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2。而掺杂剂（如B2O3）的作用则是适当降低包层对光的折射率（n2），使之略低于纤芯的折射率，即n1＞n2，它使得光信号封闭在纤芯中传输。（3）涂覆层：光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层，缓冲层和二次涂覆层。1.一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡胶材料；2.缓冲层一般为性能良好的填充油膏；3.二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。涂覆的作用涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm。通常所说的光纤为此种光纤。2.3光纤的分类若按传输模的数量分类可分为多模光纤和单模光纤若按传输波长分类可分为短波长光纤和长波长光纤若按套塑结构分类可分为紧套光纤和松套光纤2.3.1光纤的分类1．按传输模数分类按传输模的数量不同，光纤分为多模光纤和单模光纤。传播模式概念：当光在光纤中传播时，如果光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播。如图2-4所示。这些不同的光束称为模式。图2-41.1多模光纤当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1）远大于光波波长时（约1μm），光纤传输的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模式，这样的光纤称为多模光纤。1.2单模光纤当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1）较小，与光波长在同一数量级，如芯径d1在4μm～10μm范围，这时，光纤只允许一种模式（基模）在其中传播，其余的高次模全部截止，这样的光纤称为单模光纤。如图所示。1.2.1单模光纤的分类ITU-T建议规范了G.652、G.653、G.654和G.655四种单模光纤。单模光纤是在给定的工作波长上，只传输单一基模的光纤。1）G.652光纤G.652光纤，也称标准单模光纤（SMF），是指色散零点（即色散为零的波长）在1310nm附近的光纤。2）G.653光纤G.653光纤也称色散位移光纤（DSF），是指色散零点在1550nm附近的光纤，它相对于G.652光纤，色散零点发生了移动，所以叫色散位移光纤。3）G.654光纤G.654光纤是截止波长移位的单模光纤。其设计重点是降低1550nm的衰减，其零色散点仍然在1310nm附近，因而1550nm窗口的色散较高。G.654光纤主要应用于海底光纤通信。4）G.655光纤由于G.653光纤的色散零点在1550nm附近，DWDM系统在零色散波长处工作易引起四波混频效应。为了避免该效应，将色散零点的位置从1550nm附近移开一定波长数，使色散零点不在1550nm附近的DWDM工作波长范围内。这种光纤就是非零色散位移光纤（NDSF）。2．按传输波长分类光纤可分为短波长光纤和长波长光纤。短波长光纤的波长为0.85μm（0.8μm～0.9μm）长波长光纤的波长为1.3μm～1.6μm，主要有1.31μm和1.55μm两个窗口。1．折射率光线在不同的介质中以不同的速度传播，描述介质的这一特征的参数就是折射率，或称折射指数。折射率可由下式确定：n=c/v其中ν是光在某种介质中的速度，с是光在真空中的速度。2.4光在光纤中传输原理光的折射2折射、反射当一条光线照射到两种介质相接的边界时，入射光线分成两束：反射光线和折射光线（如图2-9所示）。图2-9光的折射图2-9光的反射全反射是光信号在光纤中传播的必要条件。2.5光纤通信的低损耗窗口光纤的损耗谱特性如下图所示2.5-1光纤通信的低损耗窗口由石英光纤的损耗谱曲线自然地显示光纤通信①第一低损耗窗口短波长0.85μm②第二低损耗窗口长波长1.31μm附近；③第三低损耗窗口长波长1.55μm附近；实验上曲线的损耗值为：对于单模光纤，在0.85μm时约为2.5dB/km；在1.31μm时约为0.4dB/km；在1.55μm时仅为0.2dB/km，已接近理论值(理论极限为0.15dB/km)。1．光纤主要成分是SIO2（玻璃），很脆，容易折断，在日常工作中一定要注意避免2.光纤上发送的光信号就是激光，有一定的杀伤力，如果用肉眼去看，就会极大地伤害眼睛，一定要特别注意2.5安全注意事项第三章光缆敷设注意事项3.1.1光缆的敷设为了保证光缆敷设的安全和成功，光缆敷设时，应遵守下列规定。（1）光缆的弯曲半径应不小于光缆外径的15倍，施工过程中应不小于20倍。3.1.2光缆的敷设（2）布放光缆的牵引力不应超过光缆最大允许张力的80％，瞬间最大牵引力不得超过光缆的最大允许张力，而且主要牵引力应作用在光缆的加强芯上。（3）有A，B端要求的光缆要按设计要求的方向布放。（4）为了防止在牵引过程中扭转损伤光缆，光缆牵引端头与牵引索之间应加入转环。光缆的牵引端头可以预制，也可以现场制作。3.1.3光缆的敷设（5）布放光缆时，光缆必须由缆盘上方放出并保持松弛的弧形。光缆布放过程中应无扭转，严禁打背扣、浪涌等现象发生。（6）机械牵引敷设时，牵引机速度调节范围应为0～20m/min，且为无级调速；牵引张力也可以调节，且当牵引力超过规定值时，应能自动告警并停止牵引。3.1.4光缆的敷设（7）人工牵引敷设时，速度要均匀，一般控制在10m/min左右为宜，且牵引长度不宜过长，可以分几次牵引。（8）为了确保光缆敷设质量和安全，施工过程中必须严密组织并有专人指挥。备有良好联络手段。严禁未经训练的人员上岗和无联络工具的情况下作业。谢谢大家！祝各位身体健康！万事如意!