光纖知識培訓(xùn)資料

1、第一部分分 光纖纖理論與與光纖結(jié)結(jié)構(gòu)一.光及及其特性性：1. 光光是一種種電磁波波?？梢姽獠坎糠植ㄩL長范圍是是： 33907600nm(毫微米米).大大于7660nmm部分是是紅外光光，小于于3900nm部部分是紫紫外光。光纖中中應(yīng)用的的是：8850，113000，15550三三種。2.光的的折射，反反射和全全反射。因光在不不同物質(zhì)質(zhì)中的傳傳播速度度是不同同的，所所以光從從一種物物質(zhì)射向向另一種種物質(zhì)時時，在兩兩種物質(zhì)質(zhì)的交界界面處會會產(chǎn)生折折射和反反射。而而且，折折射光的的角度會會隨入射射光的角角度變化化而變化化。當入入射光的的角度達達到或超超過某一一角度時時， 折折射光會會消失， 入射光光

2、全部被被反射回回來，這這就是光光的全反反射。不不同的物物質(zhì)對相相同波長長光的折折射角度度是不同同的(即即不同的的物質(zhì)有有不同的的光折射射率)，相相同的物物質(zhì)對不不同波長長光的折折射角度度也是不不同。光光纖通訊訊就是基基于以上上原理而而形成的的。二.光纖纖結(jié)構(gòu)及及種類：1.光纖纖結(jié)構(gòu)：光纖裸纖纖一般分分為三層層： 中中心高折折射率玻玻璃芯(芯徑一一般為550或662.55m)，中 間為低低折射率率硅玻璃璃包層(直徑一一般為1125m)，最最外是加加強用的的樹脂涂涂層。2.數(shù)值值孔徑：入射到光光纖端面面的光并并不能全全部被光光纖所傳傳輸，只只是在某某個角度度范圍內(nèi)內(nèi)的入射射光才可可以。這這個角度度

3、就稱為為光纖的的數(shù)值孔孔徑。光光纖的數(shù)數(shù)值孔徑徑大些對對于光纖纖的對接接是有利利的。不不同廠家家生產(chǎn)的的光纖的的數(shù)值孔孔徑不同同(ATT&TCCORNNINGG)。3.光纖纖的種類類：A. 按按光在光光纖中的的傳輸模模式可分分為： 單摸光光纖和多多模光纖纖。多模光纖纖：中心心玻璃芯芯教粗(50或或62.5mm)，可可傳多種種模式的的光。但但其模間間色散較較大，這這就限制制了傳輸輸數(shù)字信信號的頻頻率，而而且隨距距離的增增加會更更加嚴重重。例如如：6000MBB/KMM的光纖纖在2KKM時則則只有3300MMB的帶帶寬了。因此，多多模光纖纖傳輸?shù)牡木嚯x就就比較近近，一般般只有幾幾公里。單模光光纖：

4、中中心玻璃璃芯教細細(芯徑徑一般為為9或110mm)，只只能傳一一種模式式的光。因此，其其模間色色散很小小，適用用于遠程程通訊，但但其色度度色散起起主要作作用，這這樣單模模 光纖纖對光源源的譜寬寬和穩(wěn)定定性有較較高的要要求， 即譜寬寬要窄，穩(wěn)穩(wěn)定性要要好。B.按最最佳傳輸輸頻率窗窗口分：常規(guī)型型單模光光纖和色色散位移移型單模模光纖。常規(guī)型：光纖生生產(chǎn)長家家將光纖纖傳輸頻頻率最佳佳化在單單一波長長的光上上，如113000 m。色散位移移型：光光纖生產(chǎn)產(chǎn)長家將將光纖傳傳輸頻率率最佳化化在兩個個波長的的光上，如如：13000m和和15550mm。C.按折折射率分分布情況況分：突突變型和和漸變型型光纖

5、。突變型：光纖中中心芯到到玻璃包包層的折折射率是是突變的的。其成成本低，模模間色散散高。適適用于短短途低速速通訊，如如：工控控。但單單模光纖纖由于模模間色散散很小，所所以單模模光纖都都采用突突變型。漸變型光光纖：光光纖中心心芯到玻玻璃包層層的折射射率是逐逐漸變小小，可使使高模光光按正弦弦形式傳傳播，這這能減少少模間色色散，提提高光纖纖帶寬，增增加傳輸輸距離，但但成本較較高，現(xiàn)現(xiàn)在的多多模光纖纖多為漸漸變型光光纖。4.常用用光纖規(guī)規(guī)格：單模： 8/1125m， 9/1125m ， 10/1255m多模： 50/1255m 歐洲標標準62.55/1225mm 美國國標準工業(yè)，醫(yī)醫(yī)療和低低速網(wǎng)絡(luò)絡(luò)：

6、 1100/1400m， 2000/2330mm塑料： 98/10000mm 用于于汽車控控制。三.光纖纖制造與與衰減：1.光纖纖制造：現(xiàn)在光纖纖制造方方法主要要有：管管內(nèi)CVVD(化化學(xué)汽相相沉積)法，棒棒內(nèi)CVVD法，PPCVDD(等離離子體化化學(xué)汽相相沉積)法和VVAD(軸向汽汽相沉積積)法.2.光纖纖的衰減減：造成光纖纖衰減的的主要因因素有： 本征征，彎曲曲，擠壓壓，雜質(zhì)質(zhì)，不均均勻和對對接等。本征： 是光纖纖的固有有損耗，包包括：瑞瑞利散射射，固有有吸收等等。彎曲： 光纖彎彎曲時部部分光纖纖內(nèi)的光光會因散散射而損損失掉，造造成的損損耗。擠壓： 光纖受受到擠壓壓時產(chǎn)生生微小的的彎曲而而

7、造成的的損耗。雜質(zhì)： 光纖內(nèi)內(nèi)雜質(zhì)吸吸收和散散射在光光纖中傳傳播的光光，造成成的損失失。不均勻： 光纖纖材料的的折射率率不均勻勻造成的的損耗。對接： 光纖對對接時產(chǎn)產(chǎn)生的損損耗，如如：不同同軸(單單模光纖纖同軸度度要求小小于0.8mm)，端端面與軸軸心不垂垂直，端端面不平平，對接接心徑不不匹配和和熔接質(zhì)質(zhì)量差等等。四.光纖纖的優(yōu)點點：1. 光光纖的通通頻帶很很寬.理理論可達達30億億兆赫茲茲。2. 無無中繼段段長.幾幾十到1100多多公里，銅銅線只有有幾百米米。3 不受受電磁場場和電磁磁輻射的的影響。4. 重重量輕，體體積小。例如：通2萬萬1千話話路的9900對對雙絞線線，其直直徑為33英寸，

8、重重量8 噸/KKM。而而通訊量量為其十十倍的光光纜直徑徑為0.5英寸寸，重量量4500P/KKM。5. 光光纖通訊訊不帶電電，使用用安全可可用于易易燃，易易暴場所所。6. 使使用環(huán)境境溫度范范圍寬。7. 化化學(xué)腐蝕蝕，使用用壽命長長。第二部分分 光 纜一. 光光纜的制制造：光纜的制制造過程程一般分分以下幾幾個過程程：1.光纖纖的篩選選：選擇擇傳輸特特性優(yōu)良良和張力力合格的的光纖。2.光纖纖的染色色：應(yīng)用用標準的的全色譜譜來標識識，要求求高溫不不退色不不遷移。3.二次次擠塑：選用高高彈性模模量，低低線脹系系數(shù)的塑塑料擠塑塑成一定定尺寸的的管子，將將光纖納納入并填填入防潮潮防水的的凝膠，最最后存

9、放放幾天(不少于于兩天)。4.光纜纜絞合：將數(shù)根根擠塑好好的光纖纖與加強強單元絞絞合在一一起。5.擠光光纜外護護套：在在絞合的的光纜外外加一層層護套。二. 光光纜的種種類：1.按敷敷設(shè)方式式分有：自承重重架空光光纜，管管道光纜纜，鎧裝裝地埋光光纜和海海底光纜纜。2.按光光纜結(jié)構(gòu)構(gòu)分有：束管式式光纜，層層絞式光光纜，緊緊抱式光光纜，帶帶式光纜纜，非金金屬光纜纜和可分分支光纜纜。3.按用用途分有有：長途途通訊用用光纜、短途室室外光纜纜、混合合光纜和和建筑物物內(nèi)用光光纜。三. 光光纜的施施工： 多年來來，做光光纜施工工使得我我們已有有了一套套成熟的的方法和和經(jīng)驗。（一） 光纜的的戶外施施工：較長距離

10、離的光纜纜敷設(shè)最最重要的的是選擇擇一條合合適的路路徑。這這里不一一定最短短的路徑徑就是最最好的，還還要注意意土地的的使用權(quán)權(quán)，架設(shè)設(shè)的或地地埋的可可能性等等。必須要有有很完備備的設(shè)計計和施工工圖紙，以以便施工工和今后后檢查方方便可靠靠。施工工中要時時時注意意不要使使光纜受受到重壓壓或被堅堅硬的物物體扎傷傷。光纜轉(zhuǎn)彎彎時，其其轉(zhuǎn)彎半半徑要大大于光纜纜自身直直徑的220倍。1. 戶戶外架空空光纜施施工：A. 吊吊線托掛掛架空方方式，這這種方式式簡單便便宜，我我國應(yīng)用用最廣泛泛，但掛掛鉤加掛掛、整理理較費時時。B. 吊吊線纏繞繞式架空空方式，這這種方式式較穩(wěn)固固，維護護工作少少。但需需要專門門的纏扎

11、扎機。C. 自自承重式式架空方方式，對對線干要要求高，施施工、維維護難度度大，造造價高，國國內(nèi)目前前很少采采用。D. 架架空時，光光纜引上上線干處處須加導(dǎo)導(dǎo)引裝置置，并避避免光纜纜拖地。光纜牽牽引時注注意減小小摩擦力力。每個個干上要要余留一一段用于于伸縮的的光纜。E. 要要注意光光纜中金金屬物體體的可靠靠接地。特別是是在山區(qū)區(qū)、高電電壓電網(wǎng)網(wǎng)區(qū)和多多地區(qū)一一般要 每公里里有3個個接地點點，甚至至選用非非金屬光光纜。2. 戶戶外管道道光纜施施工：A. 施施工前應(yīng)應(yīng)核對管管道占用用情況，清清洗、安安放塑料料子管，同同時放入入牽引線線。B. 計計算好布布放長度度，一定定要有足足夠的預(yù)預(yù)留長度度。詳見

12、見下表： 自然彎曲曲增加長長度(mm/kmm)人孔內(nèi)拐拐彎增加加長度(m/孔孔)接頭重疊疊長度(m/側(cè)側(cè))局內(nèi)預(yù)留留長度(m)注50.51810015220其它余留留安設(shè)計計預(yù)留C. 一一次布放放長度不不要太長長(一般般2KMM)，布布線時應(yīng)應(yīng)從中間間開始向向兩邊牽牽引。D. 布布纜牽引引力一般般不大于于1200kg，而而且應(yīng)牽牽引光纜纜的加強強心部分分，并作作好光纜纜頭部的的防水加加強處理理。E. 光光纜引入入和引出出處須加加順引裝裝置，不不可直接接拖地。D. 管管道光纜纜也要注注意可靠靠接地。3. 直直接地埋埋光纜的的敷設(shè)：A. 直直埋光纜纜溝深度度要按標標準進行行挖掘，標標準見下下表：B

13、. 不不能挖溝溝的地方方可以架架空或鉆鉆孔預(yù)埋埋管道敷敷設(shè)。C. 溝溝底應(yīng)保保正平緩緩堅固，需需要時可可預(yù)填一一部分沙沙子、水水泥或支支撐物。D. 敷敷設(shè)時可可用人工工或機械械牽引，但但要注意意導(dǎo)向和和潤滑。E. 敷敷設(shè)完成成后，應(yīng)應(yīng)盡快回回土覆蓋蓋并夯實實。4. 建建筑物內(nèi)內(nèi)光纜的的敷設(shè)：A. 垂垂直敷設(shè)設(shè)時，應(yīng)應(yīng)特別注注意光纜纜的承重重問題，一一般每兩兩層要將將光纜固固定一次次。B. 光光纜穿墻墻或穿樓樓層時，要要加帶護護口的保保護用塑塑料管，并并且要用用阻燃的的填充物物將管子子填滿。C. 在在建筑物物內(nèi)也可可以預(yù)先先敷設(shè)一一定量的的塑料管管道，待待以后要要敷射光光纜時再再用牽引引或真空空

14、法布光光纜。四. 光光纜的選選用：光纜的選選用除了了根據(jù)光光纖芯數(shù)數(shù)和光纖纖種類以以外，還還要根據(jù)據(jù)光纜的的使用環(huán)環(huán)境來選選擇 光光纜的外外護套。 1. 戶戶外用光光纜直埋埋時 ，宜宜選用鎧鎧裝光纜纜。架空空時，可可選用帶帶兩根或或多根加加強筋的的黑色塑塑料外護護套的光光纜。2. 建建筑物內(nèi)內(nèi)用的光光纜在選選用時應(yīng)應(yīng)注意其其阻燃、毒和煙煙的特性性。一般般在管道道中或強強制通風(fēng)風(fēng)處可選選用阻燃燃但有煙煙的類型型(Pllenuum)，暴暴露的環(huán)環(huán)境中應(yīng)應(yīng)選用阻阻燃、無無毒和無無煙 的的類型(Risser)。3. 樓樓內(nèi)垂直直布纜時時，可選選用層絞絞式光纜纜(Diistrribuutioon CCa

15、blles)；水平平布線時時，可選選用可分分支光纜纜(Brreakkoutt Caablees)。4. 傳傳輸距離離在2kkm以內(nèi)內(nèi)的，可可選擇多多模光纜纜，超過過2kmm可用中中繼或選選用單模模光纜。直 埋 光 纜纜 埋 深 標標 準敷設(shè)地段段或土質(zhì)質(zhì)埋 深 (m)備 注普通土(硬土)1.22半石質(zhì)(沙礫土土、風(fēng)化化石)1.00全石質(zhì)0.88從溝底加加墊100cm細細土或沙沙土流沙0.88市郊、村村鎮(zhèn)1.22市內(nèi)人行行道1.00穿越鐵路路、公路路1.22距道渣底底或距路路面溝、渠、塘1.22農(nóng)田排水水溝0.88第三部分分 連 接 和和 檢 測 一. 光光纜的連連接：方法主要要有永久久性連接接

16、、應(yīng)急急連接、活動連連接。1. 永永久性光光纖連接接(又叫叫熱熔)：這種連接接是用放放電的方方法將連連根光纖纖的連接接點熔化化并連接接在一起起。一般般用在長長途接續(xù)續(xù)、永久久或半永永久固定定連接。其主要要特點是是連接衰衰減在所所有的連連接方法法中最低低，典型型值為00.0110.03ddB/點點。但連連接時，需需要專用用設(shè)備(熔接機機)和專專業(yè)人員員進行操操作，而而且 連連接點也也需要專專用容器器保護起起來。2. 應(yīng)應(yīng)急連接接(又叫叫)冷熔熔：應(yīng)急連接接主要是是用機械械和化學(xué)學(xué)的方法法,將兩兩根光纖纖固定并并粘接在在一起。這種方方法的主主要特點點是連接接迅速可可靠,連連接典型型衰減為為0.11

17、0.3dBB/點。但連接接點長期期使用會會不穩(wěn)定定，衰減減也會大大幅度增增加，所所以只能能短時間間內(nèi)應(yīng)急急用。3. 活活動連接接：活動連接接是利用用各種光光纖連接接器件(插頭和和插座)，將站站點與站站點或站站點與光光纜連接接 起來來的一種種方法。這種方方法靈活活、簡單單、方便便、可靠靠，多用用在建筑筑物內(nèi)的的計算機機網(wǎng)絡(luò)布布線中。其典型型衰減為為1dBB/接頭頭。二. 光光纖檢測測：光纖檢測測的主要要目的是是保證系系統(tǒng)連接接的質(zhì)量量，減少少故障因因素以及及故障時時找出光光纖的故故障點。檢測方方法很多多，主要要分為人人工簡易易測量和和精密儀儀器測量量。1. 人人工簡易易測量：這種方法法一般用用于

18、快速速檢測光光纖的通通斷和施施工時用用來分辨辨所做的的光纖。它是用用一個簡簡易光源源從光纖纖的一端端打入可可見光，從從另一端端觀察哪哪一根發(fā)發(fā)光來實實現(xiàn)。這這種方法法雖然簡簡便，但但它不能能定量測測量光纖纖的衰減減和光纖纖的斷點點。2. 精精密儀器器測量：使用光功功率計或或光時域域反射圖圖示儀(OTDDR)對對光纖進進行定量量測量，可可測出光光纖的衰衰減和接接頭的衰衰減，甚甚至可測測出光纖纖的斷點點位置。這種測測量可用用來定量量分析光光纖網(wǎng)絡(luò)絡(luò)出現(xiàn)故故障的原原因和對對光纖網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品品進行評評價。第四部分分 光纖纖的應(yīng)用用及系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計一. 光光纖的應(yīng)應(yīng)用： 人類社會會現(xiàn)在已已發(fā)展到到了信息息社會

19、，聲聲音、 圖象和和數(shù)據(jù)等等信息的的交流量量非常大大。以前前的通訊訊手段已已經(jīng)不能能滿足現(xiàn)現(xiàn)在的要要求，而而光纖通通訊以其其信息容容量大、保密性性好、 重量輕輕體積小小、無中中繼段距距離長等等優(yōu)點得得到廣泛泛應(yīng)用。其應(yīng)用用領(lǐng)域遍遍及通訊訊、交通通、工業(yè)業(yè)、醫(yī)療療、教育育、航空空航天和和計算機機等行業(yè)業(yè)，并正正在向更更廣更深深的層次次發(fā)展。光及光光纖的應(yīng)應(yīng)用正給給人類的的生活帶帶來深刻刻的影響響與變革革。二. 光光纖網(wǎng)絡(luò)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)設(shè)計：光纖系統(tǒng)統(tǒng)的設(shè)計計一般遵遵循以下下步驟：1. 首首先弄清清所要設(shè)設(shè)計的是是什么樣樣的網(wǎng)絡(luò)絡(luò)，其現(xiàn)現(xiàn)狀如何何，為什什么要用用光纖。2. 根根據(jù)實際際情況選選擇合適適是

20、光纖纖網(wǎng)絡(luò)設(shè)設(shè)備、光光纜、跳跳線及連連接用的的其它物物品。選選用時應(yīng)應(yīng)以可用用為基礎(chǔ)礎(chǔ)，然后后再依據(jù)據(jù)性能、價格、服務(wù)、產(chǎn)地和和品牌來來確定。3. 按按客戶的的要求和和網(wǎng)絡(luò)類類型確定定線路的的路由，并并繪制布布線圖。4. 路路線較長長時則需需要核算算系統(tǒng)的的衰減余余量，核核算可按按下面公公式進行行：衰減余量量=發(fā)射射光功率率-接受受靈敏度度-線路路衰減-連接衰衰減 (dB)其中線線路衰減減=光纜纜長度單位衰衰減；單單位衰減減與光纖纖質(zhì)量有有很大關(guān)關(guān)系，一一般單模模為0.400.5ddB/kkm；多多模為224ddB/kkm。連接衰減減包括熔熔接衰減減接頭衰衰減，熔熔接衰減減與熔接接手段和和人員

21、的的素質(zhì)有有關(guān)，一一般熱熔熔為0.010.33dB/點；冷冷熔0.100.3ddB/點點；接頭頭衰減與與接頭的的質(zhì)量有有很大關(guān)關(guān)系，一一般為11dB/點。系系統(tǒng)衰減減余量一一般不少少于4ddB。5. 核核算不合合格時，應(yīng)應(yīng)視情況況修改設(shè)設(shè)計，然然后再核核算。這這種情況況有時可可能會反反復(fù)幾次次。三. 設(shè)設(shè)計實例例：1. 北北航部分分校園網(wǎng)網(wǎng)的改造造：根據(jù)其情情況,在在已有細細纜網(wǎng)的的一邊使使用一臺臺LANNartt的三口口中繼器器(雙絞絞線-光光纖-細細纜)，另另一邊使使用一臺臺LANNartt的帶光光纖主干干的雙絞絞線HUUB。中中間用架架空或地地埋勻可可的束管管式4芯芯室外多多模光纜纜再經(jīng)

22、過過熔接為為帶STT頭的室室內(nèi)跳線線(因設(shè)設(shè)備的光光纖接口口為STT型)。衰減核算算：(一一般多模模設(shè)備在在2kmm范圍內(nèi)內(nèi)不用核核算，這這里只做做個例子子)發(fā)射功率率： -16ddBm 接收靈敏敏度： -299.5ddBm線路衰減減： 11.5kkm33.5ddB/kkm=55.255dB連接衰減減： 接接頭2個個衰減為為：2點點1ddB/點點=2 dB熔接兩個個點為：2點0.007dBB/點=0.114dBB衰減余量量 = -166 dBBm-(-299.5ddBm)-5.25 dB-0.114dBB-2 dB =6.11(dB)經(jīng)過上面面的計算算,可以以看出系系統(tǒng)容量量大于44dB,以上選選擇可以以滿足要要求。2. 福福建校園園網(wǎng)：它是144座樓要要用