光纤光缆知识培训

HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialSecurityLevel:华为光纤光缆产品介绍HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage2第一部分光纤通信简介第二部分光纤知识介绍第三部分光缆知识介绍HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage3一、光纤通信简介1.光纤通信特点；2.光纤通信原理；3.影响因素；4.波段划分HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage4•以光波传送信号，以光纤为传送介质的通信方式称为光纤通信。信息容量大传输损耗低，无中继距离远；材料丰富；抗电磁干扰；串话小，保密性好；体积小、质量轻；耐化学腐蚀，适用于特殊环境光纤通信的优点：1.光纤通信特点HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage5发送端接收端光纤对来自信息源的信号进行调制，变换成光信号。把光信号还原。光通信系统的原理是通过一条光纤将一个信号传送到远端的接收机上。在发送端，电信号被转换到光域，并且在接收端被转换回原来的电信号。2.光纤通信原理光纤通信系统包括光纤光缆、系统、器件。HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage6•有三个主要的因素能够影响光通信系统中的光传输。光通信的影响因素：3.影响因素1.衰减：当光通过光纤传输时，由于吸收、散射以及其他辐射损耗，它将损失能量。在某一点，功率电平可能会变得太弱，以至于接收机不能分辨出光信号与背景噪声。2.带宽：由于光信号是由不同频率组成的，光纤将会限制最高与最低频率，并且将会限制信息承载容量。3.色散：当光信号通过光纤传输时，光脉冲将会扩散或者展宽，并且将会限制超高比特率上或者通过超长距离传输的信息承载容量。HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage7波段简称说明范围(nm)O-bandOriginal1260to1360E-bandExtended1360to1460S-bandShortwavelength1460to1530C-bandConventional1530to1565L-bandLongwavelength1565to1625U-bandUltralongwavelength1625to16754.波段划分HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage8二、光纤知识介绍1.光纤基本知识；2.光纤分类标准；3.光纤性能参数；HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage91.1光纤基本结构;1.2光纤传输原理；1.光纤基本知识HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage10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HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage11n1n21.2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。HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage122.光纤分类标准GB15972IEC793ITU光纤名称A1aA1aG.65150μm多模光纤A1bA1b62.5μm多模光纤B1.1B1.1G.652A,B非色散位移单模光纤B1.2B1.2G.654截止波长位移单模光纤B1.3B1.3G.652C,D波长扩展单模光纤B2B2G.653色散位移单模光纤B3B3色散平坦单模光纤B4B4G.655A,B非零色散位移单模光纤HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage13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。HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage14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。HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage15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HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage16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.HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage173.光纤性能参数3.1几何尺寸参数3.2光学及传输特性参数3.3机械及环境性能参数3.4光纤的主要限制因素HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage18光纤的几何尺寸参数•纤芯直径•纤芯/包层同心度•包层外径(d={dx+dy}/2)•包层不圆度(|dmax-dmin|/d)•涂层外径•包层/涂层同心度•光纤翘曲度RR3.1几何尺寸参数HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage19光纤几何尺寸参数典型值•纤芯直径(多模光纤)：•纤芯直径(单模光纤)：•纤芯/包层同心度：•包层外径：•包层不圆度：•涂层外径：•包层/涂层同心度：62.5/50m8～10m1.0m125m2m2%245m10m15m•光纤翘曲度：2mHUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage20•衰减系数•色散系数•截止波长•弯曲损耗•偏振模色散•模场直径3.2光学及传输特性参数HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage21模场直径：高斯分布的单模光纤，模场直径是光场幅度分布1/e处各点所围成圆的直径，也等于光功率分布1/e2处各点所围成圆的直径。模场直径HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage22衰减系数＝10log(P0/PL)/L（dB/km）这里；P0输入光功率PL经过L长度的光纤后的输出光功率L传输距离P0PLL衰减系数HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage23衰减(dB/km)波长(nm)131015500.360.20单模光纤的典型谱衰耗OH-吸收峰(又称为：水峰)HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage24色散系数：光纤的色散分为模间色散（多模光纤的模式色散）和单模光纤的模内色散（材料色散和波导色散），而造成光在相同传输介质中的传播速度不同的现象。其程度用色散系数进行反映。色散系数HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage2584-401200-818001400150016001700132nm4色散D(ps/(nm•km)波长(nm)1非色散位移光纤2色散位移光纤3色散平坦光纤4非零色散位移光纤不同单模光纤的色散曲线HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage26截止波长：光纤作为单模光纤工作的最短波长。工作波长超过此波长时，只能传输基模，此时光纤为单模光纤；工作波长低于此波长时，除基模外，高次模也可传输，此时光纤为多模光纤。截止波长HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage27弯曲损耗：宏观弯曲损耗：是指光纤在以远远大于光纤外径的曲率半径弯曲时，所引入的附加损耗。微观弯曲损耗：是指光纤受到不均匀应力的作用，光纤轴产生的微小不规则弯曲所引入的附加耗。弯曲损耗HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage28偏振模色散：基模包含两个正交的矢量，这两个偏振矢量在传播过程中会产生时延，从而引入偏振模色散偏振模色散（PMD）HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage29•偏振模色散：光学及传输特性参数典型值•衰减系数：•色散系数：•截止波长：•弯曲损耗：1310nm波长处：0.36dB/km1550nm波长处：0.22dB/km1310nm波长处：0ps/(nm•km)1550nm波长处：19ps/(nm•km)cc1260nm以75mm为直径松绕100圈1550nm波长处附加衰减：0.05dBPMD0.5ps/(km)1/2•模场直径：1310nm:8-10m;1550nm:9-11mHUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage30•光纤温度衰减特性•光纤浸水性能•光纤老化性能-60oC~+85oC下附加衰减：0.05dB/km23oC下，浸水14天后附加衰减：0.05dB/km•温度湿度衰减特性-10oC~+85oC，98%RH下附加衰减：0.05dB/km85oC下老化一个月后附加衰减：0.05dB/km3.3机械及环境性能参数HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage31光纤的主要限制因素：衰减（Attenuation）色散（Dispersion）偏振模色散（PolarizationModeDispersion）3.4光纤的主要限制因素HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.HUAWEIConfidentialPage32反映光信号损失的特性限