光纖通信系統(tǒng)課件：4第二章 幾種光纖與光纜

1、第二章 光纖與光纜(3) 光纜的結(jié)構(gòu)與種類 幾種常用的單模光纖 光纖和光纜的制造本節(jié)內(nèi)容 光纖接續(xù)2022/7/262XXXXXXXXX課程名稱光纖的材料要求：可拉長、拉細(xì)、卷繞；對特定光波長透明；物理上合適，使纖芯折射率與包層折射率僅有稍許差異成為可能。種類：玻璃纖維、鹵化物玻璃纖維、有源玻璃纖維、硫?qū)倩衔锊ＡЮw維、塑料纖維。2022/7/263XXXXXXXXX課程名稱塑料光纖（POF）塑料光纖的纖芯，既可以是有機(jī)玻璃，也可以是加氟的聚合物。盡管塑料光纖與玻璃光纖相比有更大的光信號(hào)衰減，但是它們有更好的韌性，更為耐用。與石英光纖相比，塑料光纖的纖芯直徑要大1020倍，這就使得在連接時(shí)允許

2、有一定的差錯(cuò)，而不犧牲光耦合效率。另外，廉價(jià)的塑料注入成形技術(shù)，可用于制造光連接器、光分路器和收發(fā)設(shè)備。2022/7/264XXXXXXXXX課程名稱2022/7/265XXXXXXXXX課程名稱2022/7/266XXXXXXXXX課程名稱Fiber Optic Manufacturing2022/7/267XXXXXXXXX課程名稱新型MCVD預(yù)制棒車床2022/7/268XXXXXXXXX課程名稱改進(jìn)的電爐2022/7/269XXXXXXXXX課程名稱光纖拉絲塔主體2022/7/2610XXXXXXXXX課程名稱制造光纖的注意事項(xiàng)光纖原材料的純度必須很高。必須防止雜質(zhì)污染，以及氣泡混入光

3、纖。要正確控制折射率的分布；正確控制光纖的結(jié)構(gòu)尺寸；盡量減小光纖表面的傷痕損害，提高光纖機(jī)械強(qiáng)度。2022/7/2611XXXXXXXXX課程名稱單模光纖的種類G.652(NDSF) 1310nm波長性能最佳光纖，又稱色散未移位光纖?？晒╇p窗口(1310nm和1550 nm)應(yīng)用，典型的衰減常數(shù)分別為0.30.4dB/km和0.150.25dB/km。 缺點(diǎn)：1310nm處衰減偏大。2022/7/2612XXXXXXXXX課程名稱 不適用于 10Gb/s 以上速率傳輸，但可應(yīng)用于 2.5Gb/s 或以下速率的DWDM。（G.652是大多數(shù)已安裝的光纖）低損耗 大色散分布大有效面積色散受限距離短

4、2.5Gb/s系統(tǒng)色度色散受限距離約600km10Gb/s系統(tǒng)色度色散受限距離約34km652光纖的特點(diǎn)與應(yīng)用2022/7/2613XXXXXXXXX課程名稱G.653: 色散位移光纖(DSF)。通過設(shè)計(jì)光纖折射率剖面，將 零色散點(diǎn)移到1550nm窗口，使該窗口同時(shí)具有最小色散、和最小衰減。2022/7/2614XXXXXXXXX課程名稱1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7波長(m)色散(ps/nm.km)20 100-10-201550nm處的零色散點(diǎn)G.653的色散2022/7/2615XXXXXXXXX課程名稱低損耗 零色散 小有效面積長距離、單信道超高速EDFA系統(tǒng)四

5、波混頻（FWM）是主要的問題，不利于DWDM技術(shù)結(jié)論: 適用于10Gb/s以上速率單信道傳輸，但不適用于 DWDM 應(yīng)用，已經(jīng)被市場淘汰。G.653單模光纖（DSF）2022/7/2616XXXXXXXXX課程名稱降低了1550nm處的衰減(0.18dB/km)，而零色散點(diǎn)仍在1310nm處。由于制造困難，最低衰減光纖十分昂貴。主要應(yīng)用在傳輸距離很長，且不能 插入有源器件的無中繼海底光纖通信系統(tǒng)，且傳輸容量不能太大。現(xiàn)在很少應(yīng)用。G.654截止波長位移光纖(CSFG) 2022/7/2617XXXXXXXXX課程名稱 對G.653的零色散點(diǎn)進(jìn)行了移動(dòng)，使15401565nm內(nèi)色散系數(shù)的上限能抑

6、制FWM的產(chǎn)生。在1550nm窗口有最小衰減系數(shù)和色散系數(shù)。G.655:非零色散光纖(NZDSF)2022/7/2618XXXXXXXXX課程名稱1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.55 1.6 1.7波長(m)色散(ps/nm.km)20 100-10-20 EDFA帶寬(15301565)nmG.655光纖的色散2022/7/2619XXXXXXXXX課程名稱 有幾種類型的光纖可以使用（TruewaveTM、LSTM、LEAFTM、大保實(shí)光纖等） 在15301565nm窗口有較低的色散 可以有正的或負(fù)的色散，正色散SPM效應(yīng)壓縮脈沖，負(fù)色散SPM效應(yīng)展寬脈沖。 為DWDM系統(tǒng)的應(yīng)用

7、而設(shè)計(jì) 適用于 10Gb/s 以上速率DWDM傳輸，是未來大容量傳輸光纖的理想選擇。G.655單模光纖2022/7/2620XXXXXXXXX課程名稱光纜光纜的概念；光纜的優(yōu)點(diǎn)；如何安裝；常用光纜；敷設(shè)方式。2022/7/2621XXXXXXXXX課程名稱定義：把光纖和其他元器件組合起來構(gòu)成一體, 這種組合體就是光纜。作用：為光纖提供可靠的機(jī)械保護(hù)，使之適應(yīng)外部使用環(huán)境，并確保在敷設(shè)和使用過程中光纜中的光纖具有穩(wěn)定可靠的傳輸性能。制造過程：光纜的概念光纜纜芯光纖素線光纖2022/7/2622XXXXXXXXX課程名稱光纜的基本要求纜內(nèi)光纖不斷裂；傳輸特性不劣化；纜徑細(xì)、重量輕；制造工藝簡單；施

8、工簡便、維護(hù)方便。2022/7/2623XXXXXXXXX課程名稱光纜組成 光纜是由光纖、導(dǎo)電線芯、加強(qiáng)芯和護(hù)套等部分組成。一根完整、實(shí)用的光纜，從一次涂敷到最后成纜，要經(jīng)過很多道工序，結(jié)構(gòu)上有很多層次，包括光纖緩沖層、結(jié)構(gòu)件和加強(qiáng)芯、防潮層、光纜護(hù)套、油膏、吸氧劑和愷裝等，以滿足上述各項(xiàng)要求。2022/7/2624XXXXXXXXX課程名稱光纜的基本結(jié)構(gòu)及作用光纖：1144根，每根光纖位置不同，顏色不同，便于識(shí)別。導(dǎo)電線芯：進(jìn)行遙遠(yuǎn)供電、遙測、遙控和通信聯(lián)絡(luò)。加強(qiáng)芯：加大光纜抗拉、耐沖擊的能力，以承受光纜在施工和使用過程中產(chǎn)生的拉伸負(fù)荷。2022/7/2625XXXXXXXXX課程名稱光纜護(hù)

9、套作用：保護(hù)纖芯不受外界傷害。材料：內(nèi)護(hù)套的材料要能經(jīng)受日曬雨淋，不致因紫外線的照射而龜裂，要有一定的抗拉、抗彎能力，能經(jīng)受施工時(shí)的磨損和使用過程中的化學(xué)腐蝕。室內(nèi)光纜可以用聚氯乙烯護(hù)套，室外光纜可用聚乙烯護(hù)套。要求阻燃時(shí)，可用阻燃聚乙烯、阻燃聚氯乙烯等。在濕熱地區(qū)、鼠害嚴(yán)重地區(qū)和海底，應(yīng)用鎧裝光纜。聚氯乙烯護(hù)套適合于架空或管道敷設(shè)，雙鋼帶繞包愷裝和縱包搭接皺紋復(fù)合鋼帶適用于直埋式敷設(shè)，鋼絲鎧裝和鉛包適用于水下敷設(shè)。2022/7/2626XXXXXXXXX課程名稱光纜的分類分類方法光纜種類按所使用光纖分類單模、多模（階躍、漸變）按纜芯結(jié)構(gòu)分類層絞式、骨架式、束管式、疊帶式、單元式按外護(hù)套結(jié)構(gòu)分

10、類無鎧裝、鋼帶鎧裝、鋼絲鎧裝按光纜材料有無金屬分類金屬、非金屬按維護(hù)方式分類充油占69 、充氣占8 按敷設(shè)方式分類直埋、管道、架空、水底按適用范圍分類中繼、海底、用戶、局內(nèi)2022/7/2627XXXXXXXXX課程名稱層絞式光纜從電纜的結(jié)構(gòu)演示而來，在一根松套管內(nèi)放置多根光纖（12芯以下），一個(gè)松套管就是一個(gè)單元。多根松套管圍繞加強(qiáng)芯絞合成一體，加上聚乙烯護(hù)層成為纜芯，松套管內(nèi)充稀油膏，松套管材料為尼龍、聚丙烯或其他聚合物材料。綁帶外護(hù)套光纖或光纖單元加強(qiáng)芯松套管優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、制造容易、光纖密度高、價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：難以保證施工與使用中不受外部側(cè)壓力和內(nèi)部應(yīng)力的影響。2022/7/

11、2628XXXXXXXXX課程名稱骨架式光纜在多股鋼絲繩外擠壓開槽硬塑料而成，中心鋼絲繩用于提高抗拉伸和低溫收縮能力，銅線用于公務(wù)聯(lián)絡(luò)。槽的數(shù)目依光纖數(shù)設(shè)計(jì)，618槽（可放置上千根光纖）。放置一次涂覆光纖，槽內(nèi)填充油膏。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、耐壓、抗彎性能好。缺點(diǎn)：制造工藝復(fù)雜。外護(hù)套聚乙烯構(gòu)件綁帶加強(qiáng)芯光纖銅線2022/7/2629XXXXXXXXX課程名稱束管式光纜中心管內(nèi)放置一次涂覆光纖，可達(dá)近百根，加強(qiáng)件由纜芯中央移到纜芯外部的護(hù)層中。優(yōu)點(diǎn)：體積小、質(zhì)量輕、成本低.高強(qiáng)度塑料管648芯光纖鋼絲（分散增強(qiáng)）鋁縱包PE外護(hù)套2022/7/2630XXXXXXXXX課程名稱帶狀式光纜0外護(hù)套 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊、光纖密度高，可多根光纖一次接續(xù)。帶狀光纖先把若干根光纖排成一排粘合在一起，制成帶狀芯線（光纖帶），每根光纖帶內(nèi)可放置416根光纖