光缆光纤基本知识

光缆光纤基本知识第一页，共二十六页，2022年，8月28日为什么要使用光缆？

传输安全不会产生：※电磁脉冲※辐射※或任何可以探测到的能量2第二页，共二十六页，2022年，8月28日为什么要使用光缆？抑制噪声

光纤是绝缘体，不受下列因素影响：※电磁波※闪电※辐射噪声※相邻电缆3第三页，共二十六页，2022年，8月28日为什么要使用光缆？体积小光缆与铜导线相比※光缆0.9CM（12芯光缆）※铜导线2.5CM（900芯双绞线）重量轻※12芯光缆60KG/KM※900芯双绞线铜缆726KG/KM高带宽※光纤带宽：无限※理论传输率：50，000，000，000bps(500亿位/位)4第四页，共二十六页，2022年，8月28日为什么要使用光缆？长距离传输※很少或不需求中继器※传输性能好※长距离传输不会报废※扩充能力※无需更换光缆

-系统可升级光学性能或电性能5第五页，共二十六页，2022年，8月28日为什么要使用光缆？拓扑结构※波分多路技术（WDM）※插接技术※星型或令牌环网络※容错能力故障检测容易※光缆很容易检测※光缆很容易隔离故障源---光时域反射仪OTDROpticalTimeDomainReflectometer主要用来测量光纤长度，光纤故障点，光纤衰耗及光纤接头损耗等---光功率计主要用来测量光纤衰耗值及判断光纤通路的好坏程度6第六页，共二十六页，2022年，8月28日为什么要使用光缆？参考—光缆线路故障的判断和处理光缆线路故障的判断和处理.docx7第七页，共二十六页，2022年，8月28日光纤通信简介1、光纤通信特点以光波传送信号，以光纤为传送介质的通信方式称为光纤通信。光纤通信的优点：★信息容量大★传输损耗低，传输距离远★抗电磁干扰能力强，保密性好★材料丰富、体积小、质量轻★抗腐蚀性强，可适用于特殊场合8第八页，共二十六页，2022年，8月28日光纤通信简介2、光纤通信原理光通信系统的原理是通过一条光纤将一个信号传送至远端的接收机上。在发送端，电信号被转成光域，在接收端执行相反操作，把光信号转换成电信号。9第九页，共二十六页，2022年，8月28日光纤通信简介3、光通信的影响因素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，能量将损失。在某一点，功率电平可能会变得太弱，以致于接收端不能分辨出光信号和背景噪声。②带宽：由于光信号是由不同频率组成，光纤会限制最高和最低频率，并且会限制信息承载容量。③色散：当光信号通过光纤传输时，光脉冲将会扩散或展宽，会限制超高比特率或者通过超长距离传输的信息承载容量。10第十页，共二十六页，2022年，8月28日光纤通信简介4、波段划分波段简称说明范围（nm）O-band原始波段1260to1360E-band扩展波段1360to1460S-band短波长波段1460to1530C-band常规波段1530to1565L-band长波长波段1565to1625U-band超长波长波段1625to167511第十一页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍1、光纤基本知识1、1光纤基本结构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。芯层包层缓冲层保护层(core)(cladding)(coating)12第十二页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍1、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。n1n213第十三页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍2、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14第十四页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍多模光纤定义：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。15第十五页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍单模光纤定义：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。16第十六页，共二十六页，2022年，8月28日多模光纤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17第十七页，共二十六页，2022年，8月28日光纤应用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G652.18第十八页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍3、光纤性能参数3、1几何尺寸参数光纤几何尺寸参数典型值纤芯直径(多模光纤)62.5/50m纤芯直径(单模光纤)8～10m纤芯/包层同心度1.0m包层外径125m2m包层不圆度2%涂层外径245m10m包层/涂层同心度15m光纤翘曲度2m19第十九页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍3、2光学及传输特性参数

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20第二十页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍3、3光纤的主要限制因素衰减（Attenuation）色散（Dispersion）偏振模色散（PolarizationModeDispersion）21第二十一页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍衰减反映光信号损失的特性限制了传输的距离原因：—

吸收:紫外吸收、红外吸收—散射：受激布里渊散射、受激拉曼散射、瑞利散射

22第二十二页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍目前的技术已经基本上达到了光纤衰减的理论极限光纤放大器的出现解决了衰减对光纤系统的限制目前实用化的光纤放大器中主要有：掺铒光纤放大器（EDFA）、半导体光放大器（SOA）、光纤拉曼放大器（FRA）单信道全光中继数字通信光--电--光中继的数字通信23第二十三页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍色散反映脉冲展宽的特性限制了传输容量的大小和传输距离的距离原因：不同的波长具有不同的速度24第二十四页，共二十六页，2022年，8月28日光纤知识介绍