地鐵公司運營培訓課件：光纖通信基礎

二月23光纜

目錄第一章光纜系統(tǒng)原理1.光纖通信的基本知識2.光纖傳輸?shù)脑砗托阅艿诙鹿饫w在信號系統(tǒng)中的應用1.3號線光纖通信的應用2.9號線光纖通信的應用第三章光纜操作技能

1.光纜接續(xù)簡要流程

2.光時域反射計（OTDR）的測試原理第一章光纜系統(tǒng)原理思考？

光是如何在光纖中傳播的？

光在光纖中傳播有哪些損耗？

什么原因會影響光纖傳輸?shù)挠行Ь嚯x？光纖傳輸有何優(yōu)點？第一章光纜系統(tǒng)原理1.光纖通信的基本知識光纖通信的概念所謂光纖通信，就是利用光纖來傳輸攜帶信息的光波以達到通信之目的。要使光波成為攜帶信息的載體，必須在發(fā)射端對其進行調制，而在接收端把信息從光波中檢測出來（解調）。第一章光纜系統(tǒng)原理1.光纖通信的基本知識光纖傳輸?shù)脑睃c對點光纖通信鏈路示意圖光源調制器驅動電路放大器光電二極管判決器光纖光纖中繼器光纖數(shù)字基帶信號第一章光纜系統(tǒng)原理光纖通信系統(tǒng)的特點1.傳輸頻帶寬、通信容量大2.傳輸損耗低3.抗電磁干擾能力強，不會受電磁干擾.4.保密性強5.線徑細、重量輕6.資源豐富。第一章光纜系統(tǒng)原理第一章光纜系統(tǒng)原理光纖通信設備設備：光纖通信的核心設備，在發(fā)送和接收端實現(xiàn)光信號和電信號的轉換，俗稱光端機。光電耦合模塊（OLM）光交換機9SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD光收發(fā)機光中繼器第一章光纜系統(tǒng)原理第一章光纜系統(tǒng)原理光電耦合模塊（OLM）光纜和光纜配線架第一章光纜系統(tǒng)原理第一章光纜系統(tǒng)原理光纖跳線和接頭單模尾纖多模尾纖第一章光纜系統(tǒng)原理DTS-軌旁WNRA通信：第一章光纜系統(tǒng)原理2.光纖的基本知識2.1光的基本知識第一章光纜系統(tǒng)原理2.光纖的基本知識2.1光的基本知識第一章光纜系統(tǒng)原理2.光纖的基本知識2.2

光纖傳輸?shù)幕局R光纖傳輸利用光的全反射原理進行傳輸。光要在光纖中傳輸，n2>n1射入光纖中的入射角要在圖示范圍內2.光纖的基本知識2.3光纖的結構第一章光纜系統(tǒng)原理17由纖芯、包層和保護層等構成。（1）纖芯：石英，即SiO2，纖芯中摻雜折射率稍高的材料，如GeO2，P2O5折射率為n1，光波的傳輸通道。纖芯包層保護層（2）包層：石英，SiO2,摻雜折射率稍低的材料，如B2O3、F折射率為n2，n2<n1。作用：保持光纖傳輸性能的穩(wěn)定；防止光纖間相互串光；構成全反射條件n2<n1，且讓很??；增強光纖的機械強度。2.光纖的基本知識2.3光纖的結構第一章光纜系統(tǒng)原理18（3）保護層：保護、防側壓損壞、提高抗擴張強度，延長壽命。纖芯包層緩沖層一次涂敷30~150um，材料為硅樹脂或聚氨基甲酸乙酯二次涂敷又稱套塑，材料為聚乙烯、尼龍等2.光纖的基本知識2.4光纖的分類第一章光纜系統(tǒng)原理按材料分：石英、多成分玻璃、全塑光纖等。按折射率分布及導模數(shù)分：階躍多模光纖、梯度多模光纖和單模光纖等。纖芯的粗細、纖芯材料和包層材料的折射率，對光纖的特性起著決定性的影響。下圖所示為常用光纖三種基本類型：第一章光纜系統(tǒng)原理2.光纖的基本知識2.5光纖的衰減和色散第一章光纜系統(tǒng)原理（一）光纖的傳輸衰減線性散射非線性散射結構不完善散射本征吸收雜質吸收衰減吸收衰減散射衰減其它衰減（微彎曲衰減等）1.本征吸收

指構成光纖的材料本身所固有的吸收作用。純二氧化硅對光的吸收作用所引起的光纖衰減是比較小的。在600-900nm波長范圍稍大，但小于1dB/km；而在1000-1800nm波長范圍，幾乎為零。2.光纖的基本知識第一章光纜系統(tǒng)原理2.雜質吸收光纖中雜質對光的吸收作用是造成光纖衰耗的主要原因。二大類：過渡金屬離子與氫氧根離子。過渡金屬離子包括銅、鐵、鉻、鈷、錳、鎳等離子，這些離子在光的作用下會發(fā)生震動而吸收光能量；每種離子都有自己的吸收峰波長。過渡金屬離子的吸收峰波長都落在600-1800nm波長范圍。氫氧根離子對光的吸收峰波長落在1000-1800nm波長范圍。2.光纖的基本知識第一章光纜系統(tǒng)原理3.線性散射衰耗—

瑞利散射

是指光波的某種模式的功率線性地轉換成另一種模式的功率，但光的波長不變。

線性散射會把光功率輻射到光纖外部而引起衰耗。

瑞利散射是典型的線性散射，它與波長的4次方成反比，即光波長越長，瑞利散射衰耗越小。

光纖材料不均勻，會造成其折射率分布不均勻，易產生瑞利散射。2.光纖的基本知識第一章光纜系統(tǒng)原理4.非線性散射衰減

指某光波長模式的部分功率非線性地轉換到其它的波長中。

布里淵散射與拉曼散射是典型的非線性散射。

光纖中的光功率過大，就會出現(xiàn)非線性散射現(xiàn)象。

因此，防止發(fā)生非線性散射的根本方法，就是不要使光纖中的光功率信號過大，如不超過+25dBm。5.

其它衰減

包括微彎曲衰減與連接衰減等；占的比例很小。2.光纖的基本知識第一章光纜系統(tǒng)原理2.光纖的基本知識第一章光纜系統(tǒng)原理（二）光纖的色散1.色散的概念就是光脈沖經光纖傳輸后，所引起的展寬與畸變效應。2.色散的危害

會導致光傳輸質量的劣化，產生碼間干擾、發(fā)生誤碼等，從而限制光纖的傳輸容量。3.色散分類

模式色散、材料色散與波導色散。2.光纖的基本知識第一章光纜系統(tǒng)原理（1）模式色散

光在多模光纖中傳輸時，存在多種傳播模式，由于不同的導模在傳輸過程中具有不同的傳播速度，使輸入端同時發(fā)送光脈沖信號，到達接收端的時間不同，產生時延，使光脈沖發(fā)生展寬與畸變。（2）材料色散

指構成光纖的材料對不同波長的光具有不同的色散作用。（3）波導色散

指因光纖的波導結構對不同波長的光產生的色散作用。（4）三者關系

多模光纖中，三種色散均存在；單模光纖中，僅存在材料與波導色散，不存在模式色散。模式色散比材料色散與波導色散之和還要高出幾十倍。2.光纖的基本知識第一章光纜系統(tǒng)原理2.6光纖的類型第一章光纜系統(tǒng)原理2.6光纖的類型第一章光纜系統(tǒng)原理2.7光纜的類型第一章光纜系統(tǒng)原理1．按傳輸性能、距離和用途分可分為市話光纜、長途光纜、海底光纜和用戶光纜。2．按光纖的種類分可分為多模光纜、單模光纜。3．按光纖套塑方法分可分為緊套光纜、松套光纜、束管式光纜和帶狀多芯單元光纜。4．按光纖芯數(shù)多少分可分為單芯光纜、雙芯光纜、四芯光纜、六芯光纜、八芯光纜、十二芯光纜和二十四芯光纜等。第一章光纜系統(tǒng)原理5．按加強件配置方法分光纜可分為中心加強構件光纜（如層絞式光纜、骨架式光纜等）、分散加強構件光纜（如束管兩側加強光纜和扁平光纜）、護層加強構件光纜（如束管鋼絲鎧裝光纜）和PE外護層加一定數(shù)量的細鋼絲的PE細鋼絲綜合外護層光纜。6．按敷設方式分光纜可分為管道光纜、直埋光纜、架空光纜和水底光纜。7．按護層材料性質分光纜可分為聚乙烯護層普通光纜、聚氯乙烯護層阻燃光纜和尼龍防蟻防鼠光纜。8．按傳輸導體、介質狀況分光纜可分為無金屬光纜、普通光纜和綜合光纜。第一章光纜系統(tǒng)原理9．按結構方式分光纜可分為扁平結構光纜、層絞式結構光纜、骨架式結構光纜、鎧裝結構光纜（包括單、雙層鎧裝）和高密度用戶光纜等。10．目前通信用光纜可分為（1）室(野)外光纜——用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷設的光纜。（2）軟光纜——具有優(yōu)良的曲撓性能的可移動光纜。（3）室（局）內光纜——適用于室內布放的光纜。（4）設備內光纜——用于設備內布放的光纜。（5）海底光纜——用于跨海洋敷設的光纜。（6）特種光纜——除上述幾類之外，作特殊用途的光纜。2.8光纖的傳輸性能第一章光纜系統(tǒng)原理光纖性能是有限制的，隨著信道數(shù)據率和傳輸距離的增加，光纖不再是一個透明管道.傳輸特性損耗(dB/km)，直接影響中繼距離；色散(ps/nm.km)，將引起光脈沖展寬和碼間串擾，最終影響通信距離和容量；非線性效應為維持誤碼率不變，需提高接收功率，所需增加相應的功率稱為功率代價。（PowerPenalty）光纖的傳輸距離？第一章光纜系統(tǒng)原理光纖沒有傳輸距離之說，只有衰耗（衰減）的不同。而傳輸距離，主要取決于發(fā)送方光強度與接收方的靈敏度，再除以光纖的衰耗特性。比如說，單模光纖每KM衰耗0.3DB，每2KM有1個接頭，每個接頭衰耗0.2DB，也就是正常情況下平均每KM衰耗0.4DB，如果發(fā)送方光強為-10DB，接收方靈敏度為-50DB，那么就有40DB的容許衰耗值，最遠傳輸距離就是100KM。如果光纖性能不良，或者接頭過多，那么傳輸距離就要下降。多模光纖衰耗大，所以傳輸距離一般不遠。一般不大于2Km。用長距離光源設備就可以延長傳輸距離。還有一個辦法，電信骨干網中大量存在的，就是中繼站。電信骨干網幾千幾萬公里的傳輸，都是通過光纖的，距離太遠的，中間每隔幾十公里就加一個中繼站，就好比加油站或古代的驛站。第一章光纜系統(tǒng)原理提高傳輸距離的方法：用長距離光源設備就可以延長傳輸距離。增設中繼站，電信骨干網中大量存在的，就是中繼站。電信骨干網幾千幾萬公里的傳輸，都是通過光纖的，距離太遠的，中間每隔幾十公里就加一個中繼站，就好比加油站或古代的驛站。第一章光纜系統(tǒng)原理1310nm:0.35~0.5dB/Km1550nm:0.2~0.3dB/Km850nm:2.3~3.4dB/Km光纖熔接點損耗：0.2dB/點光纖熔接點1點/2km第一章光纜系統(tǒng)原理1、光纖通信具有怎樣的特點？2、光纖的結構是怎樣的？3、光纖是怎樣分類的？4、光在階躍型多模光纖、階躍型單模光纖、漸變型光纖中的傳播途徑分別是怎樣的？5、光纖的最主要傳輸參數(shù)有哪些？6、光纖的衰減主要包括哪些部分？7、什么叫色散？光纖的色散包括哪些部分？色散具有什么危害？8、多模光纖與單模光纖受色散的影響是否相同？傳輸特性哪一種比較優(yōu)良？

目錄第一章光纜系統(tǒng)原理1.光纖通信的基本知識2.光纖傳輸?shù)脑砗托阅艿诙鹿饫w在信號系統(tǒng)中的應用1.3號線光纖通信的應用2.9號線光纖通信的應用第三章光纜操作技能

1.光纜接續(xù)簡要流程

2.光時域反射計（OTDR）的測試原理第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用3號線光纖通信的應用軌旁

WNRADTS機柜正線干線網絡第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用DTS-軌旁WNRA通信：第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用DTS-DTS第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用R4與OBC機柜通信：采用跳站模式實現(xiàn)區(qū)域內環(huán)路鏈接。第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用9號線光纖通信的應用9號線信號系統(tǒng)由光纜組成兩個骨干網。CBTC骨干網ATS骨干網。單模光纜與多模光纜在9號線信號系統(tǒng)中都有應用。第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用9號線光纖通信的應用1）單模光纜WDZB-GYTZA53-8B1芯直徑：9um覆層直徑：125um工作波長：1310nm最大色散@1300nm：3.2psec/nm*km最大光纖衰減：0.4dB/km電纜線徑長度控制范圍：光纖分線盒到光纖分線盒光纜合芯：CBTC和ATS光纜合用一根光纜用4芯備4芯。第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用9號線光纖通信的應用2）多模光纜WDZB-GYTZA53-4A1a多模光纜芯直徑：50um覆層直徑：125um工作波長：1300nm最大色散@1300nm：3.2psec/nm*km最大光纖衰減：1.0dB/km電纜線徑長度控制范圍：光纖分線盒到AP箱、AP箱到AP箱第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用WDZB-GYTZA53-8B1WDZB是指低煙無鹵阻燃聚烯烴護套。

W指：無鹵；

D指：低煙；

Z指：阻燃；

B指：聚烯烴護套。第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用WDZB-GYTZA53-8B1GYTZA53GY指：通信用室外光纜T指：填充式結構Z指：阻燃

A指：聚乙烯粘連結構5指：皺紋鋼帶3指：聚乙烯護套第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用1.9號線信號系統(tǒng)光纜內容簡介光纜WDZB-GYTZA53-8B1（4A1a）8B1（4A1a）其中數(shù)字代表光纜芯數(shù)。數(shù)字后面的字母：多模纖（A）分為A1a（光纖芯徑50um）和A1b（芯徑62.5um）另一種單模纖(B）分為B1、B4、B6等，而再其中的B1纖又分為G652B和G652D，B4光纖又叫G655纖，而B6又叫G657纖。第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用骨干網交換機和光纖與車控室連接的光纖第二章光纖在信號系統(tǒng)中的應用聯(lián)鎖機內部環(huán)網室外AP環(huán)網

目錄第一章光纜系統(tǒng)原理1.光纖通信的基本知識2.光纖傳輸?shù)脑砗托阅艿诙鹿饫w在信號系統(tǒng)中的應用1.3號線光纖通信的應用2.9號線光纖通信的應用第三章光纜操作技能

1.光纜接續(xù)簡要流程

2.光時域反射計（OTDR）的測試原理第三章光纜操作技能1、光纜如何對接？跟電線對接有何區(qū)別？2、光纜有哪些常用工具？SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD光纜構造示意圖：第三章光纜操作技能光纜橫切面示意圖光纜分層結構示意圖1、光纜接續(xù)簡要流程SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD光纖構造示意圖：第三章光纜操作技能SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD

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3光纜加強芯的處理克絲鉗第三章光纜操作技能59SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD4束管開剝束管開剝刀第三章光纜操作技能60SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD束管色譜排列：光纖色譜排列：束管號12345678顏色藍色橙色綠色棕色灰色白色紅色黑色光纖號123456789101112顏色藍色橙色綠色棕色灰色白色紅色黑色黃色紫色粉紅色青綠色第三章光纜操作技能SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD

5光纖的預盤留第三章光纜操