《光纤通信系统》课件-4第二章 几种光纤与光缆

第二章光纤与光缆(3)2025/10/17光纤通信系统2光缆的结构与种类几种常用的单模光纤

光纤和光缆的制造本节内容光纤接续2025/10/17光纤通信系统3光纤的材料要求：可拉长、拉细、卷绕；对特定光波长透明；物理上合适，使纤芯折射率与包层折射率仅有稍许差异成为可能。种类：玻璃纤维、卤化物玻璃纤维、有源玻璃纤维、硫属化合物玻璃纤维、塑料纤维。2025/10/17光纤通信系统4塑料光纤（POF）

塑料光纤的纤芯，既可以是有机玻璃，也可以是加氟的聚合物。尽管塑料光纤与玻璃光纤相比有更大的光信号衰减，但是它们有更好的韧性，更为耐用。与石英光纤相比，塑料光纤的纤芯直径要大10～20倍，这就使得在连接时允许有一定的差错，而不牺牲光耦合效率。另外，廉价的塑料注入成形技术，可用于制造光连接器、光分路器和收发设备。2025/10/17光纤通信系统52025/10/17光纤通信系统62025/10/17光纤通信系统7FiberOpticManufacturing2025/10/17光纤通信系统8新型MCVD预制棒车床2025/10/17光纤通信系统9改进的电炉2025/10/17光纤通信系统10光纤拉丝塔主体2025/10/17光纤通信系统11制造光纤的注意事项①光纤原材料的纯度必须很高。②必须防止杂质污染，以及气泡混入光纤。③要正确控制折射率的分布；④正确控制光纤的结构尺寸；⑤尽量减小光纤表面的伤痕损害，提高光纤机械强度。2025/10/17光纤通信系统12单模光纤的种类G.652(NDSF)

1310nm波长性能最佳光纤，又称色散未移位光纤。可供双窗口(1310nm和1550nm)应用，典型的衰减常数分别为0.3~0.4dB/km和0.15~0.25dB/km。缺点：1310nm处衰减偏大。2025/10/17光纤通信系统13

不适用于10Gb/s以上速率传输，但可应用于2.5Gb/s或以下速率的DWDM。（G.652是大多数已安装的光纤）低损耗大色散分布大有效面积色散受限距离短2.5Gb/s系统色度色散受限距离约600km10Gb/s系统色度色散受限距离约34km652光纤的特点与应用2025/10/17光纤通信系统14G.653:

色散位移光纤(DSF)。通过设计光纤折射率剖面，将零色散点移到1550nm窗口，使该窗口同时具有最小色散、和最小衰减。

2025/10/17光纤通信系统151.11.21.31.41.51.61.7波长(μm)色散(ps/nm.km)20

100-10-201550nm处的零色散点G.653的色散2025/10/17光纤通信系统16低损耗零色散小有效面积长距离、单信道超高速EDFA系统四波混频（FWM）是主要的问题，不利于DWDM技术结论:

适用于10Gb/s以上速率单信道传输，但不适用于DWDM应用，已经被市场淘汰。G.653单模光纤（DSF）2025/10/17光纤通信系统17

降低了1550nm处的衰减(0.18dB/km)，而零色散点仍在1310nm处。由于制造困难，最低衰减光纤十分昂贵。主要应用在传输距离很长，且不能插入有源器件的无中继海底光纤通信系统，且传输容量不能太大。现在很少应用。G.654截止波长位移光纤(CSFG)2025/10/17光纤通信系统18对G.653的零色散点进行了移动，使1540~1565nm内色散系数的上限能抑制FWM的产生。在1550nm窗口有最小衰减系数和色散系数。G.655:非零色散光纤(NZDSF)2025/10/17光纤通信系统191.11.21.31.41.51.551.61.7波长(μm)色散(ps/nm.km)20

100-10-20

EDFA带宽(1530~1565)nmG.655光纤的色散2025/10/17光纤通信系统20

有几种类型的光纤可以使用（TruewaveTM、LSTM、LEAFTM、大保实光纤等）在1530－1565nm窗口有较低的色散可以有正的或负的色散，正色散SPM效应压缩脉冲，负色散SPM效应展宽脉冲。为DWDM系统的应用而设计

适用于10Gb/s以上速率DWDM传输，是未来大容量传输光纤的理想选择。G.655单模光纤2025/10/17光纤通信系统21光缆光缆的概念；光缆的优点；如何安装；常用光缆；敷设方式。2025/10/17光纤通信系统22定义：把光纤和其他元器件组合起来构成一体,

这种组合体就是光缆。作用：为光纤提供可靠的机械保护，使之适应外部使用环境，并确保在敷设和使用过程中光缆中的光纤具有 稳定可靠的传输性能。制造过程：光缆的概念光缆缆芯光纤素线光纤2025/10/17光纤通信系统23光缆的基本要求缆内光纤不断裂；传输特性不劣化；缆径细、重量轻；制造工艺简单；施工简便、维护方便。2025/10/17光纤通信系统24光缆组成

光缆是由光纤、导电线芯、加强芯和护套等部分组成。一根完整、实用的光缆，从一次涂敷到最后成缆，要经过很多道工序，结构上有很多层次，包括光纤缓冲层、结构件和加强芯、防潮层、光缆护套、油膏、吸氧剂和恺装等，以满足上述各项要求。2025/10/17光纤通信系统25光缆的基本结构及作用光纤：1~144根，每根光纤位置不同，颜色不同，便于识别。导电线芯：进行遥远供电、遥测、遥控和通信联络。加强芯：加大光缆抗拉、耐冲击的能力，以承受光缆在施工和使用过程中产生的拉伸负荷。2025/10/17光纤通信系统26光缆护套作用：保护纤芯不受外界伤害。材料：内护套的材料要能经受日晒雨淋，不致因紫外线的照射而龟裂，要有一定的抗拉、抗弯能力，能经受施工时的磨损和使用过程中的化学腐蚀。室内光缆可以用聚氯乙烯护套，室外光缆可用聚乙烯护套。要求阻燃时，可用阻燃聚乙烯、阻燃聚氯乙烯等。在湿热地区、鼠害严重地区和海底，应用铠装光缆。聚氯乙烯护套适合于架空或管道敷设，双钢带绕包恺装和纵包搭接皱纹复合钢带适用于直埋式敷设，钢丝铠装和铅包适用于水下敷设。2025/10/17光纤通信系统27光缆的分类分类方法光缆种类按所使用光纤分类单模、多模（阶跃、渐变）按缆芯结构分类层绞式、骨架式、束管式、叠带式、单元式按外护套结构分类无铠装、钢带铠装、钢丝铠装按光缆材料有无金属分类金属、非金属按维护方式分类充油占69％、充气占8％按敷设方式分类直埋、管道、架空、水底按适用范围分类中继、海底、用户、局内2025/10/17光纤通信系统28层绞式光缆

从电缆的结构演示而来，在一根松套管内放置多根光纤（12芯以下），一个松套管就是一个单元。多根松套管围绕加强芯绞合成一体，加上聚乙烯护层成为缆芯，松套管内充稀油膏，松套管材料为尼龙、聚丙烯或其他聚合物材料。

绑带外护套光纤或光纤单元加强芯松套管优点：结构简单、性能稳定、制造容易、光纤密度高、价格便宜。缺点：难以保证施工与使用中不受外部侧压力和内部应力的影响。2025/10/17光纤通信系统29骨架式光缆

在多股钢丝绳外挤压开槽硬塑料而成，中心钢丝绳用于提高抗拉伸和低温收缩能力，铜线用于公务联络。 槽的数目依光纤数设计，6～18槽（可放置上千根光纤）。放置一次涂覆光纤，槽内填充油膏。

优点：结构简单、耐压、抗弯性能好。缺点：制造工艺复杂。外护套聚乙烯构件绑带加强芯光纤铜线2025/10/17光纤通信系统30束管式光缆

中心管内放置一次涂覆光纤，可达近百根，加强件由缆芯中央移到缆芯外部的护层中。 优点：体积小、质量轻、成本低.

高强度塑料管6～48芯光纤钢丝

（分散增强）铝纵包PE外护套2025/10/17光纤通信系统31带状式光缆0外护套

优点：结构紧凑、光纤密度高，可多根光纤一次接续。

带状光纤

先把若干根光纤排成一