1、光纤通信基础知识,培训目标,为了顺应战略转型，提高我局基层员工的业务技能素质，使我们的一线员工由“线路卫士”转变为“维护专家”。通过此次培训，使大家对光纤通信的一些基本原理和知识进行掌握，以便今后更好的开展维护工作和使用各类仪表打下良好的基础。,光纤通信基础知识,光纤通信的特点光纤的基本知识通信用光缆基本知识,光纤通信的特点,光纤通信与电通信方式的主要差异：一是用光波作为载波传输信号；二是用光导纤维构成的光缆作为传输线路。,光纤通信的特点,一、优点：1、传输频带宽、通信容量大；2、传输损耗低；0.2dB/Km3、不受电磁干扰；光纤非金属介质4、成缆细、重量轻；光纤直径小（125m）5、资源丰富
2、；光纤的制造材料Sio2在自然中的含量十分丰富6、绕性好；弯曲直径达3mm时也不会折断7、不怕潮湿、耐高压、耐高温、抗腐蚀。光纤的化学性能稳定,光纤通信的特点,二、缺点：1、光纤性能脆，需要加保护；2、对切断和生产建设接续光纤时需要高精度技术；3、分路耦合不方便；4、光纤不能输送中继器所需要的电能；5、弯曲半径不宜太小。,光纤通信优缺点（与电通信比较）,光纤通信的特点,光纤通信的基本组成一、光发送：电端机/光端机电光转换二、光传输：光纤传输三、光接收：光端机/电端机光电转换,光纤通信的特点,光纤通信的基本组成,光纤通信基础知识,光纤通信的特点光纤的基本知识通信用光缆基本知识,光纤的基本知识,光
3、纤的结构光纤的种类光纤的主要特性,光纤的结构,光纤，实际上是我们平时所说的裸纤。它的强度较差，尤其是柔软性很差，为了达到实际使用的要求，在光纤制造过程中，即裸纤从高温炉拉出后二秒钟内要进行涂覆。经过涂覆后的光纤才能用来制造光缆，才能满足通信传输的要求。目前使用最广泛的有紧套光纤和松套光纤两种。,光纤的结构,紧套光纤：其纤芯直径达10m（多模光纤为50m ），包层外径为125 m，预涂层即一次涂覆层厚度为540m，缓冲层厚为100m左右，其二次涂覆层即尼龙套塑料层厚度为6090m。,纤芯,包层,一次涂层,缓冲层,二次涂层,光纤的结构,松套光纤：其纤芯直径达10m（多模光纤为50m ），包层外径为
4、125 m，预涂层即一次涂覆层为环氧树脂，其二次涂覆层为尼龙套塑料。,纤芯,包层,树脂涂层,硬冲层,光纤的基本知识,光纤的结构光纤的种类光纤的主要特性,光纤的种类,一、按传输模数分为单模光纤和多模光纤；二、按传输波长可分为短波长光纤（0.85m）和长波长光纤(1.31.6m)三、按套塑结构可分为紧套光纤和松套光纤；按传输模数可分为单模光纤和多模光纤。四、按折射率分布可分为阶跃型光纤和梯度型光纤。,光纤的主要特性,几何特性光学特性传输特性,光纤的几何特性,1、芯直径 芯直径主要是对梯度型光纤的要求，阶跃型光纤芯与包层界限分明，但梯度型光纤从包层折射率转变到纤芯最大折射率是逐渐形成的，芯与包层的边
5、界不明显。为了统一标准，ITU定义为：当纤芯折射率与包层折射率之差达到一定比例的区域叫做纤芯。并规定多模光纤的芯直径为503m。,光纤的几何特性,2、外径 光纤的外径是指裸纤的直径。无论是多模光纤还是单模光纤，外径必须保证合格的尺寸才能保证光纤接续质量ITU规定通信用光纤的外径为1253m。,光纤的几何特性,3、芯/包层同心度和不圆度 同心度是指张芯中心与包层中心之间的距离除以芯径。 同心度包括芯径的不圆度和包层的不圆度。用公式表示：Nc=（DmaxDmin）/Dco式中： Dmax、Dmin是芯（包层）的最大直径和最小直径； Dco是是芯（包层）的标准直径。 不圆度严重时影响接续对准效果、增
6、大接头损耗。,光纤的主要特性,几何特性光学特性传输特性,光纤的光学特性,1、折射率分布 多模阶跃型光纤 多模梯度光纤 单模阶跃型光纤,光纤的光学特性,2、最大理论数值孔径 光纤的数值孔径（NA）对光源耦合效率、光纤损耗对微弯的敏感性和带宽有着密切的关系，数值孔径大，容易耦合，微弯敏感小，带宽较窄。 最大理论数值孔径的定义为： NAmax=n12 -n22式中：n1 为纤芯折射率（多模光纤纤芯最大折射率） n2 为包层折射率,光纤的光学特性,3、模场直径 模场直径的定义，是根据功率传输函数来表示,即在功率传输函数与横向径位的关系曲线上两个1/e点之间的宽度就是模场直径。 多模光纤强调纤芯的直径标
7、准和一致性，而单模光纤却不规定纤芯直径，多模光纤由模场直径代替纤芯直径。,光纤的光学特性,4、截止波长 截止波长是单模光纤保证单模传输的条件，所以截止波长的定义是大于此波长的二阶LP模不再传播。要求单模光纤的截止波长一定要小于光通信系统的工作波长。目前光纤的截止波长为1.101.28 m。,光纤的主要特性,几何特性光学特性传输特性,光纤的传输特性,1、损耗 光纤通信的损耗又称衰减。光信号在光纤通信中传输，随着距离延长，光的强度随之不断减弱，这正是由于损耗特性的原因。 光纤损耗的定义：在光纤上两个相距 L的截面之间的波长上的衰减 A（）=10lg(P1/P2)dB 式中P1为输入光功率； P2为
8、输出光功率。 若光纤损耗在长度上是均匀的，将计算出单位长度的损耗，称之为损耗常数： a（）= A（）/L(dB/Km)。,光纤的传输特性,按工程习惯,将光纤的损耗、损耗常数统称损耗，用符号a表示。单位可用长度损耗dB和单位长度损耗dB/Km两种表示。 光纤产生损耗的原因很多，从材料、熔炼、拉丝、套塑到施工、运行的每一个环节都将产生损耗。其类型有固有损耗、外部损耗和应用损耗等。 A、固有损耗：来源于石英玻璃材料本身的缺陷和所含杂质，尤其和OH基的反应。固有损耗重要包括杂质吸收、固有吸收和瑞利散射等。 B、外部损耗：主要是幅射损耗。它与光纤拉制工艺、涂层、成缆方式、结构工艺等有关。 C、应用损耗：
9、施工安装和使用运行中造成的损耗称之为应用损耗。,光纤衰减的主要原因,光纤的传输特性,2、色散 色散：光脉冲沿光纤传输，脉冲宽度随距离增长而展宽。它将使传输距离和传输速率受限制。 引起色散的因素有很多，主要有：多模光纤中的模式畸变、材料色散和结构色散；单模光纤主要受材料色散的影响。 A、模式畸变：不同模式传播的速度不同，到达终点的时间亦不同，传播模式越多，模式畸变越大，即带宽越小。 B、材料色散：材料不同光纤的折射率不同，传播速度也不同。 C、结构色散：它是由于光纤的几何结构、纤芯尺寸、相对折射率差等方面原因引起的。,光纤的传输特性,三、偏振模色散 1、偏振模色散定义 在单模光纤传输中，光波的基
10、模含有两个相互垂直的偏振态。理想光纤的几何尺寸是均匀的,且没有应力,因而光波在这两个相互垂直偏振态以完全相同的速度传播,在光纤的另一端没有任何延迟。然而,在实际的光纤中,两个相互垂直的偏振模以不同的速度传播，因而到达光纤另一端的时间也不同(图1)。这两个相互垂直的偏振模在单位长度中的时间差,即是PMD，其单位为ps/km。,光纤的传输特性,2、偏振模色散产生的原因,光纤的传输特性,3、偏振模色散对于光传输距离的影响 当两个正交的偏振模之间的时延差dt达到系统速率一个脉冲时隙的三分之一时，将会付出1dB的信号功率代价。由于PMD的随机统计特性，PMD的瞬时值有可能达到平均值的3倍。为了保证信号功
11、率代价低于1dB，PMD的平均值必须小于系统速率一个脉冲时隙的十分之一。,光纤通信基础知识,光纤通信的特点光纤的基本知识通信用光缆基本知识,通信用光缆基本知识,光缆的种类光缆的型号光缆的结构,光缆的种类,一、按传输性能、距离和用途可分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用户光缆；二、按光纤通信的种类可分为单模光缆和多模光缆；按光纤套塑方式可分为紧套光缆和松套光缆；束管式光缆和带状多芯单元光缆；三、按光纤芯数多少可分为单芯光缆、双芯光缆、四芯光缆 ；四、按加强元件配置可分为中心加强构件光缆（层绞式光缆、骨架式光缆）、分散加强构件光缆（束管两侧加强光缆、扁平光缆）、护层加强构件光缆（铠装光缆）,光缆的
12、种类,五、按敷设方式可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和海底光缆；六、按护层的材料性质可分为聚乙烯护层普通光缆、聚氯乙烯护层阻燃光缆和尼龙防蚁防鼠光缆；七、按传输导体、介质状况可分为无金属光缆、普通光缆、综合光缆；八、按结构方式可分为扁平光缆、层绞式光缆、骨架光缆、铠装光缆和高密度用户光缆；,光缆的种类,九、目前通信光缆可分为：1、室（野）外光缆用于室外直埋、管道、槽道、架空及水下敷设的光缆；2、软光缆具有优良的曲绕性能的可移动光缆；3、室（局）内光缆适用于室内布放的光缆；4、设备内光缆用于设备内布放的光缆；5、海底光缆用于跨越海洋敷设的光缆；6、特种光缆除上述几类这外，作特殊用途的光缆。,通
13、信用光缆基本知识,光缆的种类光缆的型号光缆的结构,光缆的型号,光缆的种类较多，同其他产品一样有具体的型式和规格。目前光缆型号由它的型式代号和规格代号构成。,光缆的型号,一、光缆的型式代号由五个部分组成,分类,加强构件,派生（形状、特性）,护层,外护层,光缆的型号,、分类代号及其意义1、GY通信用室（野）光缆；2、GR通信用软光缆；3、GJ通信用局（室）内光缆；4、GS通信用设备内光缆；5、GH通信用海底光缆；6、GT通信用特殊光缆。,光缆的型号,、加强构件的代号及其意义1、无符号金属加强构件；2、F非金属加强构件；3、G金属重型加强构件；4、H非金属重型加强构件；,光缆的型号,、派生特征的代号
14、及其意义1、D光纤带状结构；2、G骨架槽结构；3、B扁平式结构；4、Z自承式结构；5、T填充式结构；,光缆的型号,、护层的代号及其意义1、Y聚乙烯护层；2、V聚氯乙烯护层；3、U聚氨脂护层；4、A铝聚乙烯粘结护层；5、L铝护套；6、G钢护套；7、Q铅护套；8、S钢铝聚乙烯综合护层；,光缆的型号,、外护层的代号及其意义,光缆的型号,二、光缆的规格代号由五个部分七基内容组成,a,bb,cc,光纤数,光纤类别,光纤主要尺寸参数,使用波长,损耗,模式带宽,适用温度,光缆的型号,、光纤数代号用光缆芯数表示：1、2、3、4、II、光纤主要尺寸参数的代号用阿拉伯数字（含小数点）及m为单位表示多模光纤的芯径及
15、包层直径、单模光纤的模场直径及包层直径。,光缆的型号,III、光纤类别的代号及其意义1、J二氧化硅多模渐变型光纤；2、T二氧化硅多模突变型光纤；3、Z二氧化硅多模准突变型光纤；4、D二氧化硅单模光纤；5、X二氧化硅纤芯塑料包层光纤；6、S塑料光纤；,光缆的型号,、带宽、损耗、波长表示光纤传输特性的代号由a、bb、cc三组数字构成。其中： a表示光纤使用波长，其数字代号如下：1使用波长在0.85m区域；2使用波长在1.31m区域；3使用波长在1.55m区域；bb表示损耗常数的代号。其数字数字依次为光纤损耗常数值（dB/Km）的个位和十分位数字。cc表示模式带宽的代号 。其数字数字依次为光纤模式带
16、宽的分类数值（MHz/ Km ）的千位和百位数字。（单模光缆无此项）同一光缆适用于两种及以上波长，应同时列出各波长上的规格代号。用“”划开，如：1.30/2.08,光缆的型号,、适用温度的代号及其意义1、A适用于-40+40；2、B适用于-30+50；3、C适用于-20+60；4、D适用于 -5+60； 此外，光缆中导电芯线的规格构成应符合有关电缆标准中导线电缆规格构成的规定。如：210.5，表示2根线径为0.5mm的铜线。,光缆的型号,例：设有：金属重型加强构件，自承式，铅护套，聚乙烯护层的通信用室外光缆，包括12根芯径/包层直径为50/125m的二氧化硅多模梯度型光纤和5根用于远供及监测的线径为0.9mm的铜线，且在1.31m波长上，光纤的损耗常数不大于1.0 dB/Km,模式带宽不小于800 MHz/ Km ,光缆适用温度范围为-20+60。则光缆的型号应表示为： GYGZL031212J50/125（21008）C+54 0.9,通信用光缆基本知识,光缆的种类光缆的型号光缆的结构,光缆的结构,1、层绞式结构；2、骨架式结构；3、束管式结构；4、带状结构；5、自承式结构；6、单芯结构；7、特殊结构。,光缆的结构,光缆的结构,谢谢！,
