光纤基础知识_中文

1、 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.光纤基础知识光纤基础知识 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.- 原理知识原理知识- 光纤基础知识光纤基础知识- 测试仪表测试仪表- 连接器的类型连接器的类型- 光纤的清洁和观察验证光纤的清洁和观察验证 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved. 原理知识原理知识 2007 EXFO Electr

2、o-Optical Engineering Inc. All rights reserved.光的性质光的性质光包括光包括:电场电场 - E 磁场磁场 - H沿沿Z轴时间方向进行传播轴时间方向进行传播电场 磁场Y X Z Y X 90o 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.电磁波频谱电磁波频谱光纤内部光的波长和频率范围光纤内部光的波长和频率范围850 nm 353 000 GHz1650 nm 182 000 GHz单位单位 微米微米 (m mm) - 10-6 m 纳米纳米 (nm) - 10-9 m

3、兆兆 - 106 吉吉 - 109 Tera（太）（太） - 1012 Peta - 1015 皮皮 - 10-12 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.司奈尔和司奈尔和 菲涅尔反射菲涅尔反射反射一束光(I) 照射到一个不同折射率的物体，该光的一部分会产生反射。反射角和入射角相同包层纤芯IRiRn1n2i = R 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.司奈尔和司奈尔和 菲涅尔反射菲涅尔反射折射同样，光照在不同的物体上，

4、会产生折射；产生折射的原因是由于穿过了不同折射率的物体；由于传播速率的不同，导致了光角度的变化；CladdingCoreIRTirRn1 sin(i) = n2 sin(r)n1n2 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.司奈尔和司奈尔和 菲涅尔反射菲涅尔反射折射和反射入射光越是垂直，反射光越少；IRTIRTIRT 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.司奈尔和司奈尔和 菲涅尔反射菲涅尔反射临界角 (全内反射)存在一个临

5、界角，100%的光都被反射，无折射，这个角度称为“临界角”；这个概念用在光纤的光传播中，非常重要. CladdingCoreIR1R2CR 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved. 光纤基础光纤基础 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.光纤结构光纤结构纤芯纤芯玻璃玻璃 1覆盖层覆盖层玻璃玻璃 2蒙皮蒙皮丙烯酸盐丙烯酸盐, 特氟隆特氟隆, 聚酰亚聚酰亚胺胺 2007 EXFO Electro-Optical Enginee

6、ring Inc. All rights reserved.光纤结构光纤结构纤芯直径纤芯直径 = 9, 50 或或 62.5 m覆盖层直径覆盖层直径 = 125 m蒙皮直径蒙皮直径= 250 m 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.光纤类型光纤类型光纤通信中有两种类型的光纤:单模多模9/125 (m)纤芯纤芯50/125 (m)覆盖层覆盖层纤芯纤芯纤芯纤芯覆盖层覆盖层覆盖层覆盖层62.5/125 (m)ITU-T G.652D用于通信 2007 EXFO Electro-Optical Engineeri

7、ng Inc. All rights reserved.光纤的护层光纤的护层单色色码的蒙皮表示不同的光纤类型:单模 9/125 黄多模 62.5/125 橙多模 50/125 (10 Gbit/s)浅绿色多模 100/140 绿色TIA/EIA-598 色码对应多光纤的线缆:色码的序列以蓝色为1号，浅绿为12号.我们用同样的序列来标示线缆的子层.1.蓝蓝2. 橙橙3. 绿绿4. 棕棕5. 暗灰色暗灰色6. 白白7. 红红9. 黄黄11. 粉红粉红8. 黑黑12. 浅绿浅绿10. 紫紫12 根光纤的线缆根光纤的线缆 2007 EXFO Electro-Optical Engineering In

8、c. All rights reserved.光纤类型光纤类型光在单模光纤和双模光纤中传输的区别：多模多模NA脉冲脉冲X 公里公里NA损耗损耗dB/Km脉冲脉冲X 公里公里单模单模 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.光纤类型光纤类型主要光纤类型主要光纤类型多模光纤多模光纤 (50/125 m 和和 62.5/125 m):50/125 m 比比62.5/125 m有更高的传输速率有更高的传输速率用在用在LAN局域网中局域网中由于模态色散，比单模光纤有更低的速率由于模态色散，比单模光纤有更低的速率经常用在

9、大楼的内部经常用在大楼的内部单模光纤单模光纤尺寸一般为尺寸一般为 8.6 to 9.5/125 m用途用途: 长距离网络长距离网络, 接入网接入网, 城域网和高速率网络城域网和高速率网络建筑物外安装建筑物外安装 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved. 测试仪表测试仪表 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.dBm 绝对值的功率绝对值的功率 dBm 用来测试光的输出功率光源光源检测器检测器光纤光纤仪表读数仪表读数- 3.5

10、0 dBm激光的输出功率 -3.50 dBm 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.mW光功率光功率 mW vs dBm10000 mW+40.00 dBm1000 mW+30.00 dBm10 mW+10.00 dBm1 mW0.00 dBm500 W-3.00 dBm100 W-10 dBm10 W-20 dBm1 W-30 dBm100 nW-40 dBm10 nW-50 dBm1 nW-60 dBm100 pW-70 dBm 如何将 dBm 转换成 mW dBm = 10*log(mW) 上一页的光

11、功率： -3.50 dBm 因此, -3.50 dBm 是 0.45 mW 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.dB 相对光功率相对光功率dB 和以上两种测量单位不一样以上面的 -3.50 dBm 为例-3.50 dBm-4.25 dBm-3.50 dBm激光输出= -3.50 dBm一个事件使输出变为-4.25dBm计算差值:(-3.50 dBm) (-4.25 dBm) = 0.75 dB产生0.75 dB的损耗因此，插损是 0.75dB 2007 EXFO Electro-Optical Engin

12、eering Inc. All rights reserved.EXFOs 产品线产品线NSP 便携式测试仪便携式测试仪FLS/FPM/FOT-300 SeriesFLS/FPM/FOT-100 SeriesFLS/FPM/FOT-600 SeriesFLS/FPM/FOT-500 SeriesFOT-930 MaxTesterPPM-350BMDR 小型实验室测试仪小型实验室测试仪IQS-500 SystemIQS-12001BFLS-2100 PM-1600 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.反射反

13、射(-dB)光纤部分配线架光纤部分光纤部分连接点配线架熔接点连接器：反射比: -45 dB机械熔点的反射比: -45 dB连接器：反射比: -55 dB反射一般是由于折射率的急剧变化引起的。 (如： 光纤断开,机械熔接点,隔断,连接器等).反射比用来表示：网络中特定的点上反射过来的能量。 反射比一般用负值表示。例子例子: 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.光回损光回损 ORL(dB)光纤3配线架光纤2光纤1连接器配线架熔接点 光纤2和3部分的ORL = 45 dB总连接回损 ORL = 35 dB 20

14、07 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.EXFOs 产品线产品线NSP 便携式测试仪便携式测试仪FOT-930 MaxTesterBRT-320AMDR 小型实验室测试仪小型实验室测试仪IQS-3200 Return Loss Meter 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.衰减衰减 (dB/Km)(Pout dBm - Pin dBm)Distance kmAttenuation dB/km =dB/Km -衰减测试标准单

15、位.衰减源于吸收、散射、微弯、宏弯、连接和断开衰减是性能降低的重要原因之一。在决定发送端和接受端最大距离中起重要作用。 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.衰减衰减 (dB/Km)波长因素光纤类型因素 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.衰减衰减(dB/Km)光源光线杂质激光覆层光束纤芯杂质散射吸收 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reser

16、ved.宏弯宏弯-3.50 dBm-4.75 dBm临界角条件没有满足 -1.25 dB损耗对单模光纤，最小曲率半径为3cm 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.微弯微弯-3.50 dBm-3.75 dBm微弯来源于制造过程，或者是光纤遭到极度弯曲造成的。造成一点损耗，但容易扭曲信号的传输。损耗 -0.25 dB 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.熔接点的熔合熔接点的熔合纤芯对齐熔接时，容易发生熔接损耗。熔接两个不

17、同直径的光纤，会发生损耗。 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.了解损耗了解损耗损耗损耗 dB0,010,050,10,20,30,40,50,60,70,80,9123456789102030405060光功率损耗99,898,9% 剩余光功率剩余光功率97,795,593,391,289,187,785,183,281,179,463,150,139,831,625,119,915,812,610,01,00,10,010,0010,0001连接器 熔接点-3.00 dBm-6.00 dBm-6.00

18、 dBm-9.00 dBm-9.00 dBm-6.90 dBm-13.00 dBm50/50 分光器分光器50/50 分光器分光器80/20 分光器分光器 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved. 连接器类型连接器类型 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.连接器类型连接器类型单模单模UPC抛光连接器抛光连接器:图片描述注释FC/UPC 或FC/PC螺纹连接器用于实验室和小型安装场所.重用性非常好小心对齐! SC/UPC

19、或SC/PC直角方形连接器大量用于安装，原因是能用在高密度配线架上。快速连接；塑料制作，时间长了隔离板上的夹子有可能断。LC/UPC或LC/PC小直角方形连接器用于很高密度的安装点，可快速安装；塑料制作，锁扣容易断；1.25 mm 套圈而非 2.5 mm. 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.连接器类型连接器类型单模角度抛光连接器单模角度抛光连接器图片描述注释FC/APC 带螺纹的角度连接器用于实验室或某些安装点.重用性高.通常为绿色.用于背向反射需要较低的地方(如, 光发送器的输出).SC/APC直角方

20、形角度连接器大量用于安装，可用在高密度的配线架上；可快速连接；颜色通常为绿色；用于背向反射需要较低的地方(如, 光发送器的输出和CATV 模拟信号).速率制作，隔离耦合器的扣锁时间长了容易断； 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.连接器类型连接器类型连接器都是抛光后来传输的UPC 和 APC 抛光面不兼容.UPC超级物理抛光PC物理抛光(多模) 8角角APC角度物理抛光，锥形卡套APC角度物理抛光台阶行卡套 8角角 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.连接器类型连接器类型连接器中，一部分光背向反射回光纤：反射系数（反射比）APC引入了8 倾角，让光反射到覆盖层。 2007 EXFO Electro-Optical Engineering Inc. All rights reserved.隔离适配器让两个连接头连接起来；混杂行隔离适配器允许两种不同的连接头连在一起；隔离适配器隔离适配器氧化锆 青铜 2007 EXFO Electro-Optical Engineer