4第二章 几种光纤与光缆

第二章光纤与光缆(3)光缆的结构与种类几种常用的单模光纤光纤和光缆的制造本节内容光纤接续光纤的材料要求：可拉长、拉细、卷绕；对特定光波长透明；物理上合适，使纤芯折射率与包层折射率仅有稍许差异成为可能。种类：玻璃纤维、卤化物玻璃纤维、有源玻璃纤维、硫属化合物玻璃纤维、塑料纤维。塑料光纤（POF）塑料光纤的纤芯，既可以是有机玻璃，也可以是加氟的聚合物。尽管塑料光纤与玻璃光纤相比有更大的光信号衰减，但是它们有更好的韧性，更为耐用。与石英光纤相比，塑料光纤的纤芯直径要大10～20倍，这就使得在连接时允许有一定的差错，而不牺牲光耦合效率。另外，廉价的塑料注入成形技术，可用于制造光连接器、光分路器和收发设备。FiberOpticManufacturing新型MCVD预制棒车床改进的电炉光纤拉丝塔主体制造光纤的注意事项①光纤原材料的纯度必须很高。②必须防止杂质污染，以及气泡混入光纤。③要正确控制折射率的分布；④正确控制光纤的结构尺寸；⑤尽量减小光纤表面的伤痕损害，提高光纤机械强度。单模光纤的种类G.652(NDSF)1310nm波长性能最佳光纤，又称色散未移位光纤。可供双窗口(1310nm和1550nm)应用，典型的衰减常数分别为0.3~0.4dB/km和0.15~0.25dB/km。缺点：1310nm处衰减偏大。不适用于10Gb/s以上速率传输，但可应用于2.5Gb/s或以下速率的DWDM。（G.652是大多数已安装的光纤）低损耗大色散分布大有效面积色散受限距离短2.5Gb/s系统色度色散受限距离约600km10Gb/s系统色度色散受限距离约34km652光纤的特点与应用G.653:色散位移光纤(DSF)。通过设计光纤折射率剖面，将零色散点移到1550nm窗口，使该窗口同时具有最小色散、和最小衰减。1.11.21.31.41.51.61.7波长(μm)20100-10-201550nm处的零色散点G.653的色散低损耗零色散小有效面积长距离、单信道超高速EDFA系统四波混频（FWM）是主要的问题，不利于DWDM技术结论:适用于10Gb/s以上速率单信道传输，但不适用于DWDM应用，已经被市场淘汰。G.653单模光纤（DSF）降低了1550nm处的衰减(0.18dB/km)，而零色散点仍在1310nm处。由于制造困难，最低衰减光纤十分昂贵。主要应用在传输距离很长，且不能插入有源器件的无中继海底光纤通信系统，且传输容量不能太大。现在很少应用。G.654截止波长位移光纤(CSFG)对G.653的零色散点进行了移动，使1540~1565nm内色散系数的上限能抑制FWM的产生。在1550nm窗口有最小衰减系数和色散系数。G.655:非零色散光纤(NZDSF)1.11.21.31.41.51.551.61.7波长(μm)20100-10-20EDFA带宽(1530~1565)nmG.655光纤的色散有几种类型的光纤可以使用（TruewaveTM、LSTM、LEAFTM、大保实光纤等）在1530－1565nm窗口有较低的色散可以有正的或负的色散，正色散SPM效应压缩脉冲，负色散SPM效应展宽脉冲。为DWDM系统的应用而设计适用于10Gb/s以上速率DWDM传输，是未来大容量传输光纤的理想选择。G.655单模光纤光缆光缆的概念；光缆的优点；如何安装；常用光缆；敷设方式。定义：把光纤和其他元器件组合起来构成一体,这种组合体就是光缆。作用：为光纤提供可靠的机械保护，使之适应外部使用环境，并确保在敷设和使用过程中光缆中的光纤具有稳定可靠的传输性能。制造过程：光缆的概念光缆缆芯光纤素线光纤光缆的基本要求缆内光纤不断裂；传输特性不劣化；缆径细、重量轻；制造工艺简单；施工简便、维护方便。光缆组成光缆是由光纤、导电线芯、加强芯和护套等部分组成。一根完整、实用的光缆，从一次涂敷到最后成缆，要经过很多道工序，结构上有很多层次，包括光纤缓冲层、结构件和加强芯、防潮层、光缆护套、油膏、吸氧剂和恺装等，以满足上述各项要求。光缆的基本结构及作用光纤：1~144根，每根光纤位置不同，颜色不同，便于识别。导电线芯：进行遥远供电、遥测、遥控和通信联络。加强芯：加大光缆抗拉、耐冲击的能力，以承受光缆在施工和使用过程中产生的拉伸负荷。光缆护套作用：保护纤芯不受外界伤害。材料：内护套的材料要能经受日晒雨淋，不致因紫外线的照射而龟裂，要有一定的抗拉、抗弯能力，能经受施工时的磨损和使用过程中的化学腐蚀。室内光缆可以用聚氯乙烯护套，室外光缆可用聚乙烯护套。要求阻燃时，可用阻燃聚乙烯、阻燃聚氯乙烯等。在湿热地区、鼠害严重地区和海底，应用铠装光缆。聚氯乙烯护套适合于架空或管道敷设，双钢带绕包恺装和纵包搭接皱纹复合钢带适用于直埋式敷设，钢丝铠装和铅包适用于水下敷设。光缆的分类分类方法光缆种类按所使用光纤分类单模、多模（阶跃、渐变）按缆芯结构分类层绞式、骨架式、束管式、叠带式、单元式按外护套结构分类无铠装、钢带铠装、钢丝铠装按光缆材料有无金属分类金属、非金属按维护方式分类充油占69％、充气占8％按敷设方式分类直埋、管道、架空、水底按适用范围分类中继、海底、用户、局内层绞式光缆从电缆的结构演示而来，在一根松套管内放置多根光纤（12芯以下），一个松套管就是一个单元。多根松套管围绕加强芯绞合成一体，加上聚乙烯护层成为缆芯，松套管内充稀油膏，松套管材料为尼龙、聚丙烯或其他聚合物材料。绑带外护套光纤或光纤单元加强芯松套管优点：结构简单、性能稳定、制造容易、光纤密度高、价格便宜。缺点：难以保证施工与使用中不受外部侧压力和内部应力的影响。骨架式光缆在多股钢丝绳外挤压开槽硬塑料而成，中心钢丝绳用于提高抗拉伸和低温收缩能力，铜线用于公务联络。槽的数目依光纤数设计，6～18槽（可放置上千根光纤）。放置一次涂覆光纤，槽内填充油膏。优点：结构简单、耐压、抗弯性能好。缺点：制造工艺复杂。外护套聚乙烯构件绑带加强芯光纤铜线束管式光缆中心管内放置一次涂覆光纤，可达近百根，加强件由缆芯中央移到缆芯外部的护层中。优点：体积小、质量轻、成本低.高强度塑料管6～48芯光纤钢丝（分散增强）铝纵包PE外护套带状式光缆0外护套优点：结构紧凑、光纤密度高，可多根光纤一次接续。带状光纤先把若干根光纤排成一排粘合在一起，制成带状芯线（光纤带），每根光纤带内可放置4~16根光纤，多根光纤带叠合起来形成一矩形带状块再放入缆芯管内。缆芯典型配置为12×12芯。目前所用的有两种，一种为薄型带，一种为密封式带，前者用于少芯数，后者用于多芯数。敷设方式架空敷设方式；直埋敷设方式；管道敷设方式；水底敷设方式；室内敷设方式。