光纤知识

光纤链路基础网管员培训什么是光纤？光纤的完整名称叫做光导纤维英文名是OPTICFIBER，是用纯石英（玻璃）以特别的工艺拉成比头发还细中间有介质的玻璃管，可以在很短的时间内传递巨大数量的信息。光纤基础知识光纤的特点光纤的特点：传输速度快、距离远、内容多，并且不受电磁干扰、不怕雷电击，很难在外部窃听，不导电，在设备之间没有接地的麻烦等。2.1光纤的结构和分类2.1.1光纤的结构n1n2n1n2纤芯包层涂覆层套塑光纤结构示意图芯层包层缓冲层保护层(core)(cladding)(coating)光纤结构示意图光纤结构一般是双层或多层的同心圆柱体。中心部分是纤芯，纤芯以外的部分称为包层。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。1.1光纤基本结构n1n21.2光纤传输原理光波在光纤中是以全反射的形式传播的。光波在光纤中实现全反射的条件是：光纤纤芯的折射率一定要大于光纤包层的折射率。进入光纤的光线向纤芯-包层界面入射时，入射角应大于临界角。2.1.1光纤的结构纤芯直径的直径单模光纤：9μm多模光纤：50μm/62.5μm包层直径：125μm光纤一次涂覆层缓冲层二次涂覆层光纤油膏一次涂覆层松套管(a)紧套光纤(b)松套光纤多模光纤定义：具有大的芯径(50或62.5μm)，能够采用不同的传输路径（多个模式）来传输的光纤。优点：容易与光源以及其他光纤进行耦合，光源（发射机）成本低，并且具有简单的连接与熔接特性。缺点：具有相对较高的衰减、低带宽，使得光在多模光纤内的传输被限制于短距离。应用：主要应用在接入网和局域网等短距离场合。多模光纤125μm50μm多模光纤示意图单模光纤定义：芯径较小（9um)，只能采用一种传输路径（单个模式）来传输的光纤。优点：消除了模式色散，衰减小，传输距离远,大带宽，能在超长距离上承载10Gbit/s与40Gbit/s信号。缺点：不能与光源以及其他光纤进行耦合，光源（发射机）成本高。应用：主要应用在长途骨干网、城域网、接入网等场合。125μm9μm单模光纤示意图单模光纤多模光纤vs单模光纤多模单模光纤成本昂贵不太昂贵传输设备基本的、成本低更昂贵（激光二级管）衰减高低传输波长850nm到1300nm1260nm到1640nm使用芯径更大，易于处理连接更复杂距离本地网络（2km）接入网/中等距离/长距离网络（200KM）带宽有限的带宽（短距离内为10Gb/s）几乎无限的带宽（对于DWDM为1Tb/s）结论光纤更昂贵，但是网络开通相对不昂贵提供更高的性能，但是建立网络很昂贵光纤应用ITU标准光纤类型适用场合G.651多模多模光纤，适合光波波长为850nm/1310nm短距离传送（局域网）G.652单模适合光波波长为1310nm~1550nm(接入网）G.653单模适合光波波长为1550nm长距离传送（主干网，海底光缆）G.654单模适合光波波长为1550nm长距离传送（海底光缆,不支持DWDM）G.655单模适合光波波长为1550nm长距离传送（主干网，海底光缆,支持DWDM）备注：各种光纤由于模场直径不一样，因而不能混用（影响光纤接续时的纤芯对中），同时由于长距离传送光缆价格较高，在接入网一般不会采用，接入网用光纤一般均为G652.光缆光缆:用适当的材料和缆结构，对通信光纤进行收容保护，使光纤免受机械和环境的影响和损害，适应不同场合使用。1.1光缆的定义SlottedCoreopticalcable骨架式光缆CentralTubeopticalcable中心束管式光缆LooseTubeopticalcable层绞式光缆Ribbonopticalcable带状光缆常见光缆结构如下：2.5光缆的结构和分类2.5.1光缆的结构光缆是以一根或多根光纤或光纤束制成符合化学、机械和环境特性的结构。不论何种结构形式的光缆，基本上都是由缆芯、加强元件和护层三部分组成。（1）缆芯缆芯结构应满足一下基本要求：①使光纤在缆内处于最佳位置和状态，保证光纤传输性能稳定。在光缆受到一定打拉、侧压等外力时，光纤不应承受外力影响。②缆芯中的加强元件应能经受允许拉力。③缆芯截面应尽可能小，以降低成本缆芯内有光纤、套管或骨架和加强元件，在缆芯内还需填充油膏，具有可靠的防潮性能，防止潮气在缆芯中扩散。（2）护层光缆的护层只要是对已成缆的光纤芯起保护作用，避免受外界机械力和环境损坏，使光纤能适应于各种敷设场合，因此要求护层具有耐压力、防潮、温度特性好、重量轻、耐化学浸蚀和阻燃等特点。光缆的护层可分为内护层和外护层。内护层一般采用聚乙烯或聚氯乙烯等，外护层可根据敷设条件而定，采用铝带和聚乙烯组成的LAP外护套加钢丝铠装等。（3）加强元件加强元件主要是承受敷设安装时所加的外力。光缆加强元件的配置方式一般分为“中心加强元件”方式和“外周加强元件”方式。一般层绞式和骨架式光缆的加强元件均处于缆芯中央，属于“中心加强元件”（加强芯）；中心管式光缆的加强元件从缆芯移到护层，属于“外周加强元件”。加强元件一般有金属钢线和非金属玻璃纤维增强塑料（FRP)。使用非金属加强元件的非金属光缆能有效地反之雷击。2.5.2典型结构的光缆常用的光缆结构有层绞式、骨架式、中心束管式和带状四种。（1）层绞式光缆钢塑复合带松套管光纤加强芯填充绳PE护层皱纹钢带松套管光纤加强芯填充绳PE护层阻水层层绞式光缆是经过套塑的光纤在加强芯周围绞合而成的一种结构。层绞式结构光缆，收容光纤数有限，多数为6-12芯，也有24芯的。随着光纤数的增多，出现单元式绞合：一个松套管就是一个单元，其内可有多根光纤。生产时先绞合成单元，再挤制松套管，然后再绞合成缆。（2）骨架式光缆铝塑复合带骨架光纤加强芯PE护层阻水层骨架式光缆是将紧套光纤或一次涂覆光纤放入螺旋形塑料骨架凹槽内而构成，骨架的中心是加强元件。在骨架式光缆的一个凹槽内，可放置一根或几根涂覆光纤，也可放置光纤带，从而构成大容量的光缆。骨架式光缆对光纤保护较好，耐压、抗弯性能较好，但制造工艺复杂。（3）中心束管式光缆中心束管式光缆是将树根一次涂覆光纤或光纤束放入一个大塑料套管中，加强元件配置在塑料套管周围而构成（4）带状式光缆PE护层光纤带加强芯松套管阻水层钢塑复合带光纤带加强芯松套管阻水层钢塑复合带PE护层带状式光缆结构是将多根一次涂覆光纤排列成行制成带状光纤单元，然后再把带状光纤单元放入在塑料套管中，形成中心束管式结构；也可以把带状光纤单元放入凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构。带状结构光缆的优点是可容纳大量的光纤（一般在100芯以上），满足作为用户光缆的需要；同时每个带状光缆单元的接续可以一次完成，以适应大量光纤接续、安装的需要。2.1室外光缆主用于干线和城域网的直埋、管道、架空建设黑色PE护套双面涂塑钢带阻水带平行加强钢丝光纤光纤油膏松套管黑色PE护套铝(钢)塑复合带阻水带充油松套管铠装钢丝光缆油膏GYXTW2~12GYXTA(S)2~12黑色PE护套双面涂塑铝(钢)带扎纱金属加强件充油松套管光缆油膏外PE护套涂塑钢带扎纹铠装阻水带金属加强件充油松套管铝塑复合带内PE护套GYTA(S)2~216（96）GYTA532~2162.2带状光缆GYDXTW8~432GYDTA(S)36~648GYDTA5336~576GYDGA48~480黑色PE护套涂塑皱纹钢带阻水带平行加强钢丝光纤带光纤油膏充油松套管黑色PE护套双面涂塑铝（钢）带金属加强件小PE填充绳光缆油膏充油松套管外黑色PE护套涂塑钢带铠装阻水带内黑色PE护套双面涂塑铝带金属加强件光缆油膏充油光纤带松套管小PE填充绳肋标4芯带涂塑铝带阻水带中心加强芯骨架PE外护套撕裂绳主用于大芯数高度密集的城域骨干网络的建设2.3“8”字光缆该光缆将缆芯部分和钢丝吊线集成到一个“8”字形的PE护套内，形成自承式结构，在敷设过程中无需架设吊线和挂钩，施工效率高，施工费用低。可以十分简单地实现电杆与电杆之间、电杆与楼宇之间、楼宇与楼宇之间等的架空敷设。承重钢丝黑色PE护套吊带黑色PE护套涂塑钢(铝)带铠装光缆油膏金属加强件阻水带充油光纤松套管大8字光缆GYTC8S(A)4~144钢绞线吊带黑色PE护套阻水带松套管光纤油膏小8字光缆GYXTC8Y2~12主要用于楼宇内局域网建设，楼内垂直布线PVC护套900μm紧套光纤芳纶丝紧套光纤中心加强构件芳纶丝外护套光纤纤芯光纤包层光纤涂覆层紧套缓冲层外护套紧套光纤芳纶丝芳纶丝涂覆光纤紧套层外护套外护套紧套光纤芳纶丝紧套光纤中心加强芯芳纶丝子单元护套PVC外护套芳纶丝光纤带PVC外护套2.4室内光缆2.6光缆的型号根据ITU-T的有关建议，目前光缆的型号是由光缆的型式代号和光纤的规格代号两部分构成，中间用一短横线分开。2.6.1光缆的型式代号光缆的型式代号由分类、加强构件、派生特征、护套和外乎层5个部分组成。派生特征加强构建分类护套外护层ⅠⅡⅢⅣⅤ（1）光缆分类的代号及其意义GY:通信用室（野）外光缆GM:通信用移动式光缆GJ:通信用室（局）内光缆GS:通信用设备内光缆GH:通信用海底光缆GT:通信用特殊光缆（2）加强构件的代号及其意义无符号：金属加强构件F：非金属加强构件（3）派生特征的代号及其意义光缆结构特征应能表示出缆芯的主要类型和光缆的派生结构。当光缆型式有几个结构特征需要注明时，可用组合代号表示，其组合代号按下列相应的各代号自上而下顺序排列。D:光纤带结构无符号:光纤松套被覆结构J:光纤紧套被覆结构无符号:层绞结构G:骨架槽结构X:中心束管结构T:油膏填充式结构Z:自承式结构B:扁平形状Z:阻燃（4）护套的代号及其意义Y:聚乙烯护套V:聚氯乙烯护套U:聚氨酯护套A:铝-聚乙烯粘结护套（A护套）S:钢-聚乙烯粘结护套（S护套）W:夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套（W护套）L:铝护套G:钢护套Q:铅护套（5）外护层代号及其意义外护层是指铠装层及铠装层外边的外被层。代号铠装层（方式）代号外被层0无0无1-1纤维层2双钢带2聚氯乙烯套3细圆钢丝3聚乙烯套4粗圆钢丝-5单钢带皱纹纵包-2.6.2光纤的规格代号光纤的规格代号由光缆中光纤的数目和光纤类别组成。如果同一根光缆中含有两种或两种以上规格（光纤数和类别）的光纤时，中间应用“+”号连接。ⅠⅡ光纤的类别光纤的数目（1）光纤数目用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。（2）光纤类别光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示，按IEC60793-2(2001)的标准规定，用大写字母A表示多模光纤，大写字母B表示单模光纤，再以数字和小写字母表示不同的种类、类型的光纤。多模光纤分类代号类型纤芯直径（μm）包层直径材料A1a渐变型50125二氧化硅A1b渐变型62.5125二氧化硅A2阶跃型50125二氧化硅单模光纤分类代号名称材料B1非色散位移型二氧化硅B2色散位移型二氧化硅B3非零色散位移型二氧化硅光纤接入设备光纤跳线单芯跳线缆单芯跳线缆截面图单芯跳线缆实物图单芯跳线光缆的外径一般为2.8-3.0MM或1.8-2.0MM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。多模光纤跳线单模光纤跳线光纤接头类型光纤接头FC圆型带螺纹(配线架上用的最多)ST卡接式圆型SC卡接式方型(路由器交换机上用的最多)LC接头与SC接头形状相似，较SC小MT-RJ方型,一头双纤收发一体常用光纤连接器类型SC型FC型LC型光纤跳线类型ＦＣ－ＳＣＦＣ－ＬＣＦＣ－ＦＣ光纤适配器FC/PC型光纤适配器FC/FC型光纤适配器ST/ST型光纤适配器光纤配线架光纤收发器光模块GBIC模块将千兆位电信号转换为光信号的接口器件光模块SFP光模块