《光缆及路由基本知识》课件

光缆及路由基本知识培训目标学习完本课程后，您应该能：了解各种光缆的种类掌握光缆如何构成熟悉常用光缆的规格型号了解光缆施工如何熔接了解OTDR在光缆工程施工和光缆线路维护工作目录光纤知识介绍光缆型号介绍（常用的层绞式）光纤知识介绍常规光纤的典型结构：纤芯——折射率较高，用来传送光；包层——折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件；涂覆层——聚丙烯酸盐，强度大，能承受较大冲击，保护光纤；纤芯尺寸：典型单模光纤内径：9um典型多模光纤内径：50um、62.5um典型包层尺寸：125um典型涂覆层后尺寸：245um目前通信用的光纤主要是石英系光纤，主要成分是高纯度石英玻璃，即二氧化硅(SiO2)在石英中掺入折射率高于石英的掺杂剂，就可以制作光纤的纤芯。同样，在石英中掺入折射率低于石英的掺杂剂，就可以作为包层材料。光纤知识介绍光纤结构特点：纤芯的折射率比包层稍高，损耗比包层更低，光能主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离，并起一定的机械保护作用。光能量在光纤中传输的必要条件是纤芯折射率大于包层的折射率，即n1>n2。涂覆层保护光纤不受水汽的侵蚀和机械擦伤。光纤的传输原理---利用光的全反射原理光从光密介质射入光疏介质。入射角大于等于临界角。预制棒拉丝（光纤生产）预制棒驱动机构石墨炉预制棒在线测径仪在线测径仪涂覆模涂覆模UV固化炉UV固化炉收线盘

纤芯直径的直径单模光纤：8-10μm多模光纤：50μm包层直径：125μm光纤知识介绍全反射原理 光线在均匀介质中是以直线传播的，但在两种不同介质的分界面会产生反射和折射现象，如图所示：包层纤芯折射光反射光入射光光的反射与折射n2n1123全反射原理 当n2/n1的比值增大到一定程度，则会使折射角≥90度，此时的折射光线不再进入包层，而会在纤芯与包层的分界面上掠过，或者重返回到纤芯中进行传播，这种现象叫做光的全反射现象。 不难理解，当光在光纤中发生全反射现象时，由于光线基本上全部在纤芯区进行传播，没有光跑到包层中去，所以可以大大降低光纤的衰耗。包层n2纤芯n1光在光纤中的传播路径-----光在光纤中以“Z”形轨迹传播及沿纤芯与包层的分界面掠过光纤知识介绍光纤的重要参数——衰减衰减：当光在光纤中传输时，随着传输距离的增加，光功率逐渐减小，这种现象即称为光纤的衰减，也称损耗。

损耗一般用损耗系数α表示，单位dB/km：如:@1310nm≤0.36dB/Km;@1550nm≤0.22dB/Km

损耗大小影响光纤的传输距离长短和中继距离的选择，影响光纤通信系统的成本。光纤知识介绍光纤衰减增加的主要原因——弯曲损耗弯曲损耗可分为：

宏观弯曲损耗：是指光纤在以远远大于光纤外径的曲率半径弯曲时，所引入的附加损耗。

微观弯曲损耗：是指光纤受到不均匀应力的作用，光纤轴产生的微小不规则弯曲所引入的附加损耗。包层n2纤芯n1光纤中心轴线

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包层n2空气n01光纤的传输原理---利用光的全反射原理光纤知识介绍光纤的重要参数——色散色散：信号在光纤中是由不同的频率成份和不同的模式成份携带的，这些不同的频率成份和模式成份有不同的传播速度，使得光纤输出波形在时间上产生展宽。光纤的色散：

模间色散：在多模光纤中由于各传输模式的传输路径不同，各模式到达出射端的时间不同，从而引起光脉冲展宽；

色度色散：光源光谱中不同波长的光在光纤中的群延时差所引起的光脉冲展宽现象，包括材料色散和波导色散。

偏振模色散：单模光纤中实际存在偏振方向互相正交的两个基模，光脉冲在光纤中传输时，两个垂直的偏振模间的时延差。色度色散系数就是单位波长间隔内光波长信号通过单位长度光纤所产生的时延差，用D表示，单位是ps/nm.km。偏振模色散系数则用PMDQ来表示，单位是ps/kmⁿ（n为1/2）

从本质上讲，所有介质都是非线性的，只是一般情况下非线性特征很小，难以表现出来。当光纤的入纤功率不大时，光纤呈现线性特征，当光放大器和高功率激光器在光纤通信系统中使用后，光纤的非线性特征愈来愈显著；单模光纤的非线性效应一般可以分：受激非弹性散射（受激拉曼散射SRS、受激布里渊散射SBS）、克尔效应（自相位调制SPM、交叉相位调制XPM、四波混频FWM）光纤知识介绍光纤的重要参数-非线性效应

注意：非线性效应一旦产生，就无法消除或补偿，必须尽量防止非线性效应的产生！使用模场直径大的光纤，可以降低通过光纤的功率密度，可以抑制非线性效应的产生。最主要我们可以通过降低入纤光功率、采用大有效面积光纤等来防止非线性效应的发生。非线性效应与色散相关，色散并不是越小越好。光纤知识介绍光纤的分类：按照光纤所用的材料分类有：石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤、氟化物光纤。按照光在光纤中的传输模式分类有：单模光纤单模光纤(SingleModeFiber)，纤芯很细(芯径一般约为9μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于大容量远距离传输。多模光纤多模光纤(MultiModeFiber)，纤芯较粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光，其模间色散较大，这就限制了传输距离，适合中容量、中距离传输。单模光纤多模光纤光纤知识介绍光纤的分类：ITU-T已经在G.652、G.653、G.654和G.655建议中分别定义了4种不同设计的单模光纤，区别见下表：光纤知识介绍

类型

定义

适用范围

主要指标G.652标准单模光纤（SMF），是指色散零点（即色散为零的波长）在1310nm附近的光纤。SDH系统、DWDM系统均可。衰耗：1310nm窗口目前一般在0.3-0.4dB/km，典型值0.35dB/km；1550nm窗口目前一般在0.17-0.25dB/km，典型值0.20dB/km；色散：零色散波长的允许范围是1300nm到1324nm。在1550nm窗口的色散系数是正的。在波长1550nm处，色散系数D的典型值是17ps/nm-km，最大值一般不超过20ps/nm-km；G.653色散位移光纤（DSF），是指色散零点在1550nm附近的光纤，它相对于标准单模光纤（G.652），色散零点发生了移动。SDH系统可以，DWDM一般不采用。衰减：1310nm波段：<0.55dB/km，目前没有掌握典型值数据。1550nm波段：<0.35dB/km，目前一般在0.19-0.25dB/km；色散：G.653的零色散波长在1550nm附近，在1525-1575nm范围内，最大色散系数是3.5ps/nm-km，在1550nm窗口，特别是在C_band，色散位移光纤的色散系数太小或可能为零；G.655非零色散位移光纤（NZDSF），将色散零点的位置从1550nm附近移开一定波长数，使色散零点不在1550nm附近的DWDM工作波长范围内。SDH/DWDM系统均可，但更适合DWDM系统的传送。衰减：1310nm波段：ITU-T无规定。1550nm波段：<0.35dB/km，目前一般在0.19-0.25dB/km。色散：当1530nm<λ<1565nn，0.1ps/nm-km<|D(λ)|<6.0ps/nm-km；655光纤色散系数没有典型值，因厂家而异，常见的有4.5ps/nm.km和6pm/nm.km。需要实地确认。1550nm波长区具有最小色散和衰减，适合DWDM系统、高速信号传输G.652光纤:大量铺设，传高速信号需色散补偿G.653光纤:1550nm波长区混频严重，不适合DWDM色散系数(ps/nm·km)正色散系数G.655光纤波长λ(nm)1550131017负色散系数G.655光纤G.654于653类似，截止波长不同1530nm全波光纤消除了1380nm处的水峰增益光纤知识介绍G.652/G.653/G.655单模光纤各自的特点目录架空杆路材料光缆型号介绍（常用的层绞式）光缆型号介绍通信光缆的定义：

光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线缆。通俗的说光缆就是由光纤经过一定的工艺而形成的线缆。

光缆型号的命名规则：

根据光缆命名的国家标准，光缆型号由光缆的型式和光纤的规格两大部分组成。其中型式由光缆分类、加强构件、结构特征、护套和外护套组成；光纤规格由光纤数和光纤类别组成。

光缆型号介绍通信光缆的分类：光缆型号介绍室外光缆-层绞式光缆光缆可根据客户的应用场合，特殊要求，进行光缆设计；满足YDT901、YD/T1770、YD/T981.3等相关标准。光缆型号介绍典型单层绞式光缆GYTA（S）

金属加强构件、松套层绞填充式、铝（钢）－聚乙烯粘结护套通信用室外光缆

光缆的结构是将单模或多模光纤套入松套管中，套管内填充防水化合物。纤芯的中心是一根金属加强芯，对于某些芯数的光缆来说，金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯（PE）。松套管（和填充绳）围绕中心加强芯绞合成紧凑和圆形的缆芯，缆芯内的缝隙充以阻水填充物。涂塑铝（钢）带纵包后挤制聚乙烯护套成缆。光缆型号介绍典型带状光缆GYDXTS

GYDXTWGYDTS（A）光缆型号介绍典型骨架式带状光缆

骨架式光纤带光缆是一种高纤芯密度的新型光缆，充分满足现代通信的发展，如FTTB、FTTH等的应用要求，同时骨架光缆光纤密度高，抗侧压抗冲击能力强，全干式缆芯开剥方便卫生，特别适用于城域网、接入网及中继网建设。光缆型号介绍直埋光缆的主要性能指标及特点要求承受较大的侧压力，所以久许压扁力较大，一般光缆中采用一定扎纹深度的皱纹钢带和双层护套，提高光缆拉侧压特性。但在有沟道，直埋光缆不受侧压场合，也可采用单护套结构。在坡度较大的山区，直埋光缆也可采用有钢丝绞合的GYTA33结构；由于埋缆土壤可能潮湿，所以埋地类缆一般要求有铝护套；由于有一定埋地深度，光缆不要求具有很宽的使用温度范