第八部分--光纤熔接

学习内容:一.光纤的基本知识(定义、构造、分类、特点）二.光纤通信系统构成三.光纤连接器简介四.光纤接连技术五.光纤型式认别光纤光缆基本常识综述一光纤光缆基本知识1、什么是光纤？光纤：即光导纤维，是一种传输光束的细而柔韧的媒质。常见的构成材料有石英玻璃和一种特制塑料.室外光缆室内光缆2光纤的构造示意图纤芯包层涂覆层裸纤光纤包层光纤涂覆层(1)纤芯：折射率较高，用来传送光；(2)包层：折射率较低，与纤芯一起形成全反射；(3)光纤涂覆层：1.强度大，能承受较大冲击，保护光纤。2.用于区分光纤颜色。光纤结构涂覆层包层纤芯62.5μm125μm光纤内部一共有两种光折射率，纤芯的折射率为n1，包层的折射率为n2，使包层的折射率略低于纤芯的折射率，即n2n1。层绞式光缆构造示意图层绞式光纤结构层绞式光缆的结构是将光纤套入由高模量的塑料做成的松套管中，套管内填充阻水化合物。缆芯的中心是一根金属加强芯，对于某些芯数的光缆来说，金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯，松套管(和填充绳)围绕中心加强芯绞合成紧凑和圆形的缆芯，缆芯内的缝隙充以阻水填充物。涂塑铝带（APL）纵包聚乙烯外护套成缆。。适用于数字或模拟传输通信系统的架空、管道和直埋敷设。中心束管式光纤结构中心束管式光纤结构中心束管式室外光缆,内装4-12根光纤芯，并充满油膏，松套管外纵包阻水带和轧纹钢带、外护套采用优质黑色聚乙烯，在护套内平行对称设置两根圆钢丝。该光缆全截面阻水，结构紧密、外径小、重量轻、具有良好的机械性能，低损耗、低色散、适用于数字或模拟传输通信系统的架空、管道和直埋敷设。3、光缆分类(1).单模/多模（SMF：SingleModeFibre）单模光纤中光的传输如图所示：TIA/TIS-568A规范规定的单模光纤电缆的主要特征如表1属性值或特征主干段的最大长度3000米一水平段（到桌面）的最大长度不建议用于水平布线每段上接点的最大数目2最大衰减不高于0.5dB/Km缆线类型8.3/125μm连接器ST或SC连接器表1标准中的单模光纤规格图3多模光纤多模光纤(MMF：MultiModeFibre)中光的传输如图3：TIA/TIS-568A规范规定的多模光纤电缆的主要特征如表2：属性值或特征主干段的最大长度2000m一水平段（到桌面）的最大长度100m每段上结点的最大数目2最大衰减850nm波长下传输的衰减为3.75dB/Km1300nm波长下传输的衰减为1.5dB/Km段的最大数目1024带有结点的段的最大数目1024菊花链集线器的最大数目4缆线类型62.5/125μm连接器ST或SC连接器单模光纤包层包层纤芯多模光纤纤芯包层包层常见的光纤网络类型与光纤的型号对照表网络类型单模光纤波长-尺寸多模光纤波长-尺寸以太网1300nm-8/125微米850nm-62.5/125微米高速以太网1300nm-8/125微米1300nm-62.5/125微米令牌环网专利-8/125微米专利-62.5/125微米ATM网1300nm-8/125微米1300nm-62.5/125微米高速光纤环网1300nm-8/125微米1300nm-62.5/125微米(2)、光纤在综合布线中的应用光纤应用于结构化布线中的数据干线优点：（l）干线用缆量不大（2）干线升级容易（3）防电磁干扰。（4）弱电井布放，安装难度较小光纤传输的是光脉冲信号而不是电压信号，光纤将网络数据的0和1转换为某种光源的灭和亮(这种光源通常是激光管或发光二极管)，光源发出的光按照被编码的数据表示亮或者灭。当光脉冲到了目的地，一个传感器会检测出光信号是否出现，并将光信号的灭和亮相应地转换回电信号的0和1。二、光纤通信系统构成1.光纤通信系统的组成：光源、光纤、光发送机和光接收机。⑴光源—光源是光波产生的根源；有两种光源可被用作信号源：发光二极管LED(Light-EmittingDiode)和半导体激光管ILD(InjectionLaserDiode)。其中LED成本较低，而激光二极管可获得很高的数据传输率和较远的传输距离。⑵光纤—光纤是传输光波的导体；⑶光发送机—光发送机负责产生光束，将电信号转变成光信号，再把光信号导入光纤；⑷光接收机—光接收机负责接收从光纤上传输过来的光信号，并将它转变成电信号，经解码后再作相应处理。图1光纤通信系统结构2．主要特点:（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、质量小；（5)抗化学腐蚀能力强；（6)光纤制造资源丰富。3．缺点：质地较脆、机械强度低三.光纤连接器简介1.光纤连接器的概念光纤连接器是把两段光纤紧密结合在一起的器件.作用是把发射光纤中光能量最大限度地耦合到接收光纤中去.2．光纤连接器的性能⑴光学性能：主要是插入损耗和回波损耗两个最基本的参数。插入损耗（InsertionLoss）：是指因连接器的导入而引起的链路有效光功率的损耗。回波损耗（ReturnLoss,ReflectionLoss）：是指连接器对链路光功率反射的抑制能力，⑵互换性、重复性⑶抗拉强度（不低于90N）⑷温度（-40oC~+70oC）⑸插拔次数（1000次以上）3．部分常见光纤连接器按传输媒介分；单模光纤连接器和多模光纤连接器；按结构分：FC、SC、ST、D4、DIN、MU、LC、MT；按连接器的插针端面分：FC、PC（UPC）和APC；按光纤芯数分：单芯、多芯。常用的光纤连接器FC型连接器的插头、转换器和内部结构1.FC系列连接器FC型连接器是一种镙纹连接，外部零件采用金属材料制作的连接器。2.SC系列连接器SC型连接器采用插拔连接，外壳使用工程塑料制作、矩形结构，便于密集安装，可以制成多芯连接器。SC型插头3.ST型连接器ST型连接器采用带键的卡口式锁紧机构。ST型连接器的插头与耦合器光纤接口的标准：接口类型最快速度其它参数SC1.0625Gb/s接口是往内凹进的LC(LucentConnector)2.125Gb/s将近SC接口的一半尺寸ST1.0625Gb/s接口是向外突出的目前比较常见的光纤连接器：⑴FC型光纤连接器（FerruleConnector）⑵SC型光纤连接器⑸MT-RJ型连接器⑶双锥型连接器（BiconicConnector）⑷DIN47256型光纤连接器⑹LC型连接器⑺MU型连接器(MiniatureunitCoupling)4．影响连接器的性能的因素(1)纤芯（或模场）尺寸失配：如图4所示。发射光纤纤芯直径为DS，接收光纤纤芯直径的Dr，DS≠DR（2）数值孔径失配：数值孔径失配产生的插入损耗如图5图4纤芯尺寸失配图5数值孔径失配（3）折射率分布失配：g为折射率分布指数，折射率分布失配产生的插入损耗如图6所示。（4）端面间隙：因为端面不重合而造成的损耗。如图7。（5）轴线倾角：因为插入的两端轴线不同轴且不平行而造成的损耗。如图8。图8轴线倾角过大图6折射率分布失配图7端面间隙过大（7）菲涅尔反射：光信号在端面形成反射而造成的信号损失。（6）横向偏移或同心度：因为插入的两端轴线不同轴，但处于平行状态时而造成的损耗。如图3-28所示。图3-28横向偏移图3-29菲涅尔反射四、光纤接入技术链路拓扑1在计算机网络通信中，光纤熔接主要用于在光纤配线架（光纤终端盒）处将光缆与光纤尾纤接续，从而形一条光纤链路。进入的光缆交换机光纤跳线光纤耦合器光纤尾纤光纤配线架熔接四.光纤熔接1.熔接的材料及设备热缩管光纤光纤切割刀光纤剥线钳光纤熔接机ST型单芯光纤连接器用户侧耦合器布线侧ST型单芯光纤连接器Ａ光缆终端盒光缆接头盒光纤配线架（或光纤终端盒）光纤终端盒光缆与光纤尾纤（同种类同型号，即所要熔接的光纤与尾纤在线径、单模多模类型要完全相同．）光纤跳线光纤尾纤光纤耦合器（要与尾纤同类型）ST型光纤耦合器光纤热缩套管（二）.光纤熔接步骤1）开缆。对于室外光纤，首先将黑色光缆外表去皮1m左右，露出里面的光纤。对于室内光纤，则可用剥线器除去外保护套。接下来可用光纤剥线钳剥除光纤套管3０——5０cm。剥除光缆外皮的室外光缆去除外皮的室内光缆用光纤剥线钳剥除光纤松套管2）去除光纤涂覆层。用光纤剥线钳除去光纤涂覆层4cm左右，将光纤穿上热缩管。用沾有异丙基酒精的酒精棉球清洁光纤。3）切割。打开精密光纤切割刀的压板，将光纤放入对应的槽中，置于18-20mm刻度处，盖上压板，将刀片推进进行切割。4）将制备好光纤断面的光纤放到光纤熔接机的Ｖ型槽内，盖上光纤压板.光纤端面距光纤熔接机电极的距离约为１—２mm.5）.盖上光纤熔接机的防风罩,按下操作键盘上的AUTO键进行熔接.6.熔接结束后，将光纤热缩套管套移至熔接好的光纤部位，注意使熔接的部位位于光纤热缩套管的中央。将光纤热缩套管放到光纤熔接机的加热炉中，按操作键盘上的“HEAT”键进行加热。7).将熔接好的光纤盘储在在光纤终端盒内,并与耦合器相连.光纤链路的插入损耗极限值可用以下公式计算：（1）光纤链路损耗=光纤损耗+连接器件损耗+光纤连接点损耗（2）光纤损耗=光纤损耗系数(dB／km)×光纤长度(km)（3）连接器件损耗=连接器件损耗／个×连接器件个数（4）光纤连接点损耗=光纤连接点损耗／个×光纤连接点个数种类工作波长(nm)衰减系数(dB／km)多模光纤8503.5多模光纤13001.5单模室外光纤13100.5单模室外光纤15500.5单模室内光纤13101.0单模室内光纤15501.0连接器件衰减0.75dB光纤连接点衰减0.3dB光纤链路损耗（三）.影响光纤熔接损耗的主要因素影响光纤熔接损耗的因素较多，大体可分为光纤本征因素和非本征因素两类。1．光纤本征因素是指光纤自身因素，主要有四点。（1）光纤模场直径不一致；（2）两根光纤芯径失配；（3）纤芯截面不圆；（4）纤芯与包层同心度不佳。2．影响光纤接续损耗的非本征因素即接续技术。（1）轴心错位：单模光纤纤芯很细，两根对接光纤轴心错位会影响接续损耗。当错位1.2μm时，接续损耗达0.5dB。（2）轴心倾斜：当光纤断面倾斜1°时，约产生0.6dB的接续损耗，如果要求接续损耗≤0.1dB，则单模光纤的倾角应为≤0.3°。（3）端面分离：活动连接器的连接不好，很容易产生端面分离，造成连接损耗较大。当熔接机放电电压较低时，也容易产生端面分离，此情况一般在有拉力测试功能的熔接机中可以发现。（4）端面质量：光纤端面的平整度差时也会产生损耗，甚至气泡。（5）接续点附近光纤物理变形：光缆在架设过程中的拉伸变形，接续盒中夹固光缆压力太大等，都会对接续损耗有影响，甚至熔接几次都不能改善。（四）.光纤熔接应用的场合及范围•1.光缆长距离敷设中途接续.•2.用户上网应用光纤接入.•3.架空光缆或地埋光缆意外中断.(1).光缆的标号光缆型号及规格标注形式如图(1)GYTS-12A室外12芯多模光缆GY:室外光缆T:填充式光缆S:钢塑综合12A:12芯多模光缆五．光缆型号识别五．光缆型号识别型式由5个部分构成，各部分均用代号表示1、分类的代号GY——通信用室（野）外光缆2、加强构件的代号加强构件指嵌入护套中用于增强光缆抗拉力的构件。如同时有金属和非金属的加强构件，只表示为金属构件结构特征。（无符号）——金属加强构件F——非金属加强构件3、光缆芯和光缆的派生结构特征的代号光缆结构特征应表示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代号自上而下的顺序排列。D——光纤带结构S——光纤松套被覆结构J——光纤紧套被覆结构（无符号）——层绞结构X——缆中心管（被覆）结构T——填充式结构C——自承式结构E——椭圆形状Z——阻燃结构4、护套的代号Y——聚乙烯护套V——聚氯乙烯护套A——铝—聚乙烯粘结护套（简称A护套）S——钢—聚乙烯粘结护套（简称S护套）W——夹带钢丝的钢—聚乙烯粘结护套（简称W护套）5、外护层的代号当有外护层时，它可包括垫层、铠装层和外被层的某些部分和全部，其代号用两组数字表示（垫层不需表示），第一组表示铠装层，它可