光缆基础知识

通信光缆线路维护基础培训教材2011-3主要内容•一、光纤通信技术发展概述•二、光纤和光缆•三、光缆的接续和测试•四、仪表使用介绍•为什么要发展光通信中波—短波—微波—光纤•光通信的发展史1880年，贝尔发明了光电话；1960年，美梅曼发明了第一个红宝石激光器；1962年，霍尔等研制出了半导体激光器；1966年，高锟发表了一篇奠定光纤通信基础的论文；1970年，康宁公司首先制成了20dB/km的低损耗石英光纤；1974年，多模光纤损耗降到了2dB/km；1976年，获得了1310和1550两个低损耗的长波长窗口；1980年，1550窗口处的光纤损耗低至0.2dB/km；80年代中期，已经获得小于0.4dB/km和0.25dB/km的商用光纤；一、光纤通信技术发展概述概述光纤通信发展阶段：阶段时间波长模式损耗速率距离用途第一代1973-19760.85多模2.5-350-1008-10市话局间中继第二代1976-19821.31多或单模0.55-1140M20-50中短距离长途、市话局间中继第三代1982-19881.31单模0.3-0.5622M50-100PDH、长途干线第四代1988-19961.55单模0.22.5G80-120SDH、第五代1996-至今1.55160*10GDWDM光纤通信系统的基本构成调制光源光电检测放大恢复光发射机光纤光缆光接收机输入电信号输出电信号光源项目激光器(LD)发光二极管(LED)调制速率几吉赫几十兆赫输出光功率几十毫瓦几毫瓦光谱宽度窄宽驱动电路复杂简单温度影响大小可靠性较低较高寿命较短较长应用高速长距离低速短距离光电检测器项目光电二极管(PIN)雪崩光电二极管(APD)结构简单复杂应用电路简单复杂光电增益无有寿命较长较短适用波长长波长短波长应用普遍已很少二、光纤和光缆项目单模光纤多模光纤芯径细：9-10μm较粗：50-100μm传输带宽很宽：约100GHz较窄：约1GHz与光源耦合较难简单精度较高较低适用场合长距离、大容量、高速、多波长系统中短距离、中小容量、单波长系统应用电信干线传输以太网、FDDI光纤光纤通信的主要特点•通信容量大，传输距离长•抗电磁干扰，传输质量佳•信号串扰小，保密性能好•原材料丰富，节省了有色金属，环保•光纤尺寸小，质量轻，便于敷设和运输•光缆适应性强，寿命长光纤通信的传输窗口•短波长窗口，波长为0.85μm；•长波长窗口，波长为1.31μm和1.55μm波段波长(nm)使用光纤应用系统(第一传输窗口)850G.651单通道O-band(Originalband)1260~1360G.652AG.652B单通道、WDME-band(Extendedband)1360~1460G.652CG.652DCWDMS-band(Shortband)1460~1530G.655AG.655BG.655CG.656将来的DWDMC-band(Conventionalband)1530~1565DWDM/CWDML-band(Longband)1565~1625DWDMU-band(Ultra-longband)1625~1675传输波段定义光纤通信系统的分类•按传输波长划分短波长、长波长、超长波长•按光纤传导模式数量划分多模光纤、单模光纤有关光纤、光缆的标准体系ITU-T：国际电信联盟电信标准部门•ISO：国际标准化组织•IEC：国际电工委员会•ETSI：欧洲电信标准协会•ANSI：美国国家标准协会GB：国家标准(国家技术监督局)YD：通信行业标准(信息产业部)光纤的结构纤芯(n1)包层(n2)D125μm1、D为光纤纤芯直径或模场直径，单模光纤的模场直径为9-10μm。多模光纤的模场直径为50或62.5μm。2、n1＞n2光纤的分类•按光纤材料分石英光纤、全塑光纤•按光纤剖面折射率分阶跃型光纤、渐变型光纤•按传输的模式分多模光纤、单模光纤•按ITU-T建议分G651光纤，梯度折射率多模光纤。G652光纤，标准单模光纤(NDSF)。G653光纤，色散位移单模光纤(DSF)。G654光纤，截止波长位移单模光纤G655光纤，非零色散位移单模光纤(NZ-DSF)G656光纤，宽带光传输用的非零色散位移单模光纤G.657光纤，弯曲不敏感单模光纤G.651光纤•梯度型多模光纤•工作波长：1.31μm和1.55μm•处于多模工作状态•在1.31μm处有最小的色散值，在1.55μm处有最小的衰减系数•数据通信局域网(LAN)用G.652光纤•常规单模光纤或非色散位移光纤•零色散波长在1.31μm处，在1.55μm处衰减最小，但有较大的正色散，约为18ps/(nm·km)。•工作波长既可选用1.31μm，又可选用1.55μm。最佳工作波长在1.31μm。•利用G.652光纤进行速率为2.5Gb/s以上的信号长途传输时，必须引入色散补偿光纤进行色散补偿，并需引入更多的掺铒光纤放大器来补偿由于引入色散补偿光纤所产生的损耗。G.652光纤•可进一步分为G.652A、G.652B、G.652C•G.652A光纤主要适用于ITU-TG.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的高至STM-16的单通道SDH传输系统。•G.652B光纤主要适用于ITU-TG.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的高至STM-64的单通道SDH传输系统及直到STM-64的ITU-TG.692带光放大的波分复用传输系统。•G.652C光纤又称为低水峰光纤，其商用光纤有Lucent的全波光纤(All-wareFiber)等。它消除了常规光纤在1385nm附近由于OH根离子吸收造成的损耗峰，使光纤在1310-1600nm的损耗都趋于平坦。G.655光纤•非零色散位移光纤(NZDSF)•在1994年专门为新一代光放大MWDM传输系统设计和制造的光纤。•属色散位移光纤，但在1550nm处色散不是零，用以平衡四波混频等非线性效应。•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(10Gb/s以上)、大容量、DWDM的长距离光纤通信系统中。G.655光纤•可进一步分为G.655A和G.655B两个子类•G.655A适用于ITU-TG.691规定的带光放大器的单通道SDH系统和通道速率为STM-64、通道间隔不小于200GHz的G.692带光放大器的波分复用传输系统。只能使用在C波段。•G.655B适用于通道间隔不大于100GHz的G.692密集波分复用传输系统。可以使用在C波段，也可以使用在L波段。•两者不同还在于在C波段的色散值不同。G.655A光纤的色散值为0.1-6ps/(nm·km)，G.655B光纤的色散值为1-10ps/(nm·km)。G.655光纤•商用的G.655光纤有：Lucent的真波(TrueWave)光纤消除了G.652光纤在1385nm附近由于OH根离子吸收造成的损耗峰，使光纤在1310-1600nm的损耗都趋于平坦。Corning的低色散斜率(SMF-LS)光纤色散斜率小，为0.045ps/(nm2·km)，因而可以用一个色散补偿模块补偿整个频带内的色散。Corning的大有效面积光纤(LEAF)大大增加了光纤的模场直径，光纤有效面积从55μm2增加到72μm2，在相同的入纤功率时，减小了光纤的非线性效应。谢谢！