1、光纖、光纜flamephoenix 編撰一、光纖二光纜三、光纖通信系統及幷構成四、光纜的種類和機械性能一、光纖1、概述光纖和同軸電纜相似，只是沒有網狀屏蔽層。中心是光傳播的玻璃芯0在多模光纖中, 芯的直徑是15Pm"50um,大致與人的頭發的粗細相當。而單模光纖芯的宜徑為SumlOum.芯外而包用著一層折射率比芯低的玻璃封套，以使光纖保持在芯內。再外而的是一層薄的塑 料外套，用來保護封套。光纖通常被扎成束，外而有外殼保護。纖芯通常是由石英玻璃制成的橫截而積很小的雙層同心圓柱體，它質地脆，易斷裂，因此需要外加一保護層。尖結構如圖圖1光纖刨血結構示意a 1尢幷側椅示«陸地上的光

2、纖通常埋在地下1米處，有時會受到地下小動物的破壞。在靠近海岸的地方, 越洋光纖外殼被埋在溝里0在深水中，它們處于底部，極有可能被魚類咬壞或被漁船撞壞。2、分類光纖主要分以下兩大類:1)傳輸點模數類傳輸點模數類分單模光纖(Single Mode Fiber)和多模光纖(Multi Mode Fiber) o單模光纖的纖芯直徑很小，在給泄的工作波長上只能以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大。多模光纖是在給圧的工作波長上，能以多個模式同時傳輸的光纖。與單模光纖相比，多模光纖 的傳輸性能較差。2)折射率分布類折射率分布類光纖可分為跳變式光纖和漸變式光纖。跳變式光纖纖芯的折射率和保護層 的折射率都是一

3、個常數。在纖芯和保護層的交界而,折射率呈階梯型變化0漸變式光纖纖芯 的折射率隨著半徑的增加按一定規律減小，在纖芯與保護層交界處減小為保護層的折射率。纖芯的折射率的變化近似于拋物線。折射率分布類光纖光朿傳輸如圖2所示。圖2光在折射率分布類光纖中的傳輸過程(b)光束在#變式兄幷中的傳輸過a9 2丸4折射辜分審*丸殲中的傳敏i±«3.連接方式光纖有三種連接方式。首先，可以將它們接入連接頭并插入光纖插座。連接頭要損耗10%到20%的光.但是它使重新配置系統很容易。第二，可以用機械方法將幷接合。方法是將兩根小心切割好的光纖的一端放在一個套皆 中，然后鉗起來。可以讓光纖通過結合處來調整

4、.以使信號達到最大.機械結合需要訓練過 的人員花大約5分鐘的時間完成，光的損失大約為10亂第三，兩根光纖可以被融合在一起形成堅實的連接。融合方法形成的光纖和單根光纖差 不多是相同的，但也有一點衰減。對于這三種連接方法，結合處都有反射，并且反射的能量 會和信號交互作用。4、發送和接收有兩種光源可被用作信號源：發光二極LEDdight-emitting diode）和半導體激光ILD（injection laser diode） o它們有著不同的特性，如下表項目LED半導體激光;數據速率低商模式多欖多模或爪模距離短長生命期長短溫度墩感性較小較墩感造價低造價_ _J昂貴1光纖的接收端由光電二極管構成

5、，在遇到光時，它給出一個點脈沖。光電二極管的響應 時間一般為Ins.這就是把數據傳輸速率限制在IGb/s內的原因。熱噪聲也是個問題，因此 光脈沖必須具有足夠的能量以便被檢測到。如果脈沖能量足夠強，則出錯率可以降到非常低 的水平05、接口目前使用的接口有兩種。無源接口由兩個街頭熔于主光纖形成。接頭的一端有一個發光 二極管或激光二極管（用于發送）O另一端有一個光電二極管（用于接收）O接頭本身是完 全無源的，因而是非常可靠的。另一種接口被稱作有源中繼器（active repeater） o輸入光在中繼器中被轉變成電信號,如果信號已經減弱，則重新放大到最強度，然后轉變成光再發送出去0連接汁算機的是一根

6、 進入信號再生器的普通銅線。現在已有了純粹的光中繼器，這種設備不需要光電轉換因而 可以以非常高的帶寬運行。二光纜光導纖維是一種傳輸光朿的細微而柔韌的媒質。光導纖維電纜由一捆纖維組成,簡稱為 光纜。光纜是數據傳輸中最有效的一種傳輸介質，它有以下幾個優點:(1) 頻帶較寬.(2) 電磁絕緣性能好。光纖電纜中傳輸的是光束，由于光朿不受外界電磁干擾與影響,而且本身也不向外輻射信號，因此它適用于長距離的信息傳輸以及要求高度安全的場合。當然，抽頭 困難是它固有的難題，因為割開的光纜需要再生和重發信號。(3) 衰減較小。可以說在較長距離和范圍內信號是一個常數。(4) 中繼器的間隔較大，因此可以減少整個通道中

7、繼器的數目，可降低成本。根據貝爾實驗室的測試，當數據的傳輸速率為420Mbps且距離為119公里無中繼器時，英誤碼率為10&可 見其傳輸質量很好。而同軸電纜和雙絞線每隔幾千米就需要接一個中繼器。在使用光纜互聯多個小型機的應用中，必須考慮光纖的單向特性，如果要進行雙向通信, 那么就應使用雙股光纖。由于要對不同頻率的光進行多路傳輸和多路選擇，因此在通信器件 市場上又出現了光學多路轉換器。在普通訃算機網絡中安裝光纜是從用戶設備開始的。因為光纜只能單向傳輸。為了實現 雙向通信，光纜就必需成對出現,一個用于輸入，一個用于輸出。光纜兩瑞接光學接口器。安裝光纜需格外謹慎。連接毎條光纜時都要磨光端頭，

8、通過電燒烤或化學環氯工藝與光 學接口連在一起，確保光通道不被阻塞。光纖不能拉得太緊，也不能形成直角。光纖的類型由模材料(玻璃或塑料纖維及芯和外層尺寸決世，芯的尺寸大小決定光的傳 輸質量。常用的光纖纜有:& 3 Pm芯、125 urn外層、單模。625um芯.125 U m外層、多模 50 y m芯、125 P m外層、多模© 100 H m芯、140 Um外層、多模。三、光纖通信系統及幷構成1、光纖通信系統光纖通信系統是以光波為載體、光導纖維為傳輸媒體的通信方式，起主導作用的是光源、 光纖、光發送機和光接收機。光源是光波產生的根源。光纖是傳輸光波的導體。光發送機的功能是產生光

9、朿，將電信號轉變成光信號，再把光信號導入光纖。光接收機的功能負貴接收從光纖上傳輸的光信號，并將它轉變成電信號，經解碼后再作相 應處理02、組成光纖通信系統的基本構成如圖3所示:光接牧機圖5光纖通信系統的基木構成尢發送機圖3丸殲通ft*仇的基左構戍光纖通涪系統的主要優點有:(1) 傳輸頻帶寬,通信容量大。(2) 線路損耗低,傳輸距離遠。(3) 抗干擾能力強，應用范圍廣。(4) 線徑細，重量輕。(5) 抗化學腐蝕能力強。(6) 光纖制造資源豐富。在網絡工程中，一般用62.5um/125um規格的多模光纖，有時也用100um./125um和100ura/140um規格的光纖。戶外布線大于2公里時可選

10、用單模光纖。在進行綜合布線時需要了解的光纖的一些基本特性，現以AMP(安普)公司的光纖線纜產品為例說明。表1和表2 分別為光纖性能指標和使用溫度范圉。表1安普光纖線纜的特性模(1310/1550nm)多 50/125 (850/1300nm)多 ILSZH 50/125 (850/1300nm)多模625/125 (850/1300nm)多模擴展型Grade 62.5/125<850/1300nm)室內光纖 戰大衰減值 典型衰減值 帶寬MHZ. km)0. 7/0. 70. 5/0. 5f3. 5/2.02.6/L 1100, -100J3. 5/2. 02. 6/1. 1400, 80

11、03. 5/L 02 9 0 9160/50013. 5/L 02. 9 0. 9200 600 ,室外光纖 嚴大衰減值 典型衰減值 帶寬MHNko)0. 5. 0. -10. 4/0. 3/3. 5/2.02.6/Ll100/1003. 5/2. 02. 6/l 1400, 8003. 5/L 02 9 0 9160,-5003. 5/L 02. 9 0. 9200 600表2安普光纖的溫度適用范用1.J室內和阻燃型 J低煙及無禱氣性能(LS2H)11室內光纖 貯存 應用-40* C、+85° C （40嚇、+185° F）-20* C、+85° C （4

12、76;F、+185° F）-l（fc、十60% （MF、nO°F）-l（fC、十60% （MF、nO°F）標準光纖LS2i及鋁外衣1室外光纖 貯存 應用1-40'* C ' +75° C （40°F、十 167°F）-40'* C ' +75° C （4°F、"67° F）J20。C、十60% （FF、+190'* F） 20。C、十60%（-40。F、"90。F）為了便于閱讀以下的表格，先對直徑、重量、拉力、彎曲半徑作如下解釋:直徑:單位用pm

13、表示。重量:用kg/km表示。拉力:拉力單位用N(牛頓)。對拉力分兩種情況說明：安裝時最大為2700N;安裝后，即長期 為 440N;-彎曲半徑:指光纜安裝拐彎時的彎曲半徑。四、光纜的種類和機械性能L單芯互聯光纜(1)應用范圍跳線0 內部設備連接Q 通信柜配線而板。墻上出口到工作站的連接。水平拉線，直接端接。適用于使用環氧樹脂或LIGHTCRIMP連接頭端接。(2)性能優點高性能的單模和多模光纖符合所有的工業標準。 900 pm緊密緩沖外衣易于連接與剝除。 Aramid抗拉線增強組織，提高了對光纖的保護. UL/CSA驗證符合OFXR和0FNP性能要求。設il和測試均根據 Bellcore G

14、R-409-C0RE 及 IEC793-1/794-1 標準。擴展級別 62. 5/125 符合 ISO/IEC 11801:1995 標準。互聯光纜單芯物理結構如圖4所示。圖4爪芯光纜y2. 雙芯互聯光纜(1)應用范屈交連跳線。水平走線直接端接。光纖到桌。通信柜配線而板。墻上出口到工作站的連接。適用于使用環氧樹脂或LIGHTCRIMP連接頭端接。(2)性能與特點光纖之間易于區分。高性能的單模和多模光纖符合所有的工業標準。 900 pm緊密緩沖外衣易于連接與剝除。 Aramid抗拉線增強組織提高了對光纖的保護。 UL/CSA驗證符合OFXR和OFNP性能要求。設il 和測試均根據 Bellco

15、re GR-409-C0RE 及 IEC793-1/794-1 標準.擴展級別 62. 5/125 符合 ISO/IEC 11801:1995 標準。互聯光纜雙芯物理結構如圖5所示。4芯光纜的物理結構如圖6所示。互聯光纜的機械 性能如表3所示。圖5雙芯雙套光纜S 5賦S雙冬丸a圖6四芯光纜1./tt表3互聯光纜的機械性能3. 分布式光纜(1)應用范多點信息口水平布線。垂宜布線。大樓內主干布線。從設備間到無源跳線間的連接。從主干分支到各樓層應用。適用于膠水型光纖連接頭以及LIGHTCRIMP光纖頭端接。(2)性能與特點高性能的單模和多模光纖符合所有的工業標準。 900 pm緊密緩沖外衣易于連接與

16、剝除。按照EZA標準色碼標識。 UL/CSA驗證符合OFXR和0FNP性能要求。設il 和測試均根據 Bellcore GR-409-C0RE 及 IEC793T/794-1 標準。擴展級別 62. 5/125 符合 ISO, IEC 11801:1995 標準o 防護網可抵擋尖銳物損傷。分布式光纜分多單元分散型12芯光纜和多單元分散型2472芯兩種，英物理結構如圖7所示Q圖7分布式光纜多IK無分纖Z4-72芯昭圖7分審式丸規分布式光纜的機械性能如表4所示。表4分布式光纜的機械性能4. 分敢式光纜(1)應用范ffl分散光纜組合。多根光纖交插連接，結構堅固水平光纖到多站點出口，端接簡單、直接。-

17、適于環氧樹脂光纖連接頭以及LIGHTCRIMP 光纖頭直接端接。(2)性能與特點高性能的單模和多模光纖符合所有的工業標準。 900 pm緊密緩沖外衣易于連接與剝除。2.4pm獨立光纖輔單元，允許帶套連接頭端接。 UL/CSA驗證符合OFXR和OFNP性能要求。設il 和測試均根據 Bellcore GR-409-C0RE 及 IEC793-1/794-1 標準。擴展級別 62. 5/125 符合 ISO, IEC 11801:1995 標準o 走線方式高度靈活。 Aramid抗拉線增強組織提高了對光纖的保護。分散式光纜有4芯.6芯、8芯、12芯。它的物理結構如圖8所示.機械性能如表5所不0S

18、8分散式光芯表5分散式光纜的機械性能5室外光纜412芯鎧裝型與全絕緣類型(1)應用范園區中樓宇之間的連接。長距離網絡。-主T線系統。本地環路和支路網絡。嚴重潮濕、溫度變化大的環境。架空連接(和懸纜線一起使用)、地下管道或宜埋、懸吊纜/服務纜。(2)性能與特點高性能的單模和多模光纖符合所有的工業標準。 900 pm緊密緩沖外衣易于連接與剝除匚套管內具有獨立TIA彩色編碼的光纖。輕質的單通道結構節省了管內空間，管內灌注防水凝膠，以防止水滲入。設il和測試均根據Bellcore GR-20Y：0RE標準。擴展級別 62. 5/125 符合 ISO/IEC 11801:1995 標準o Aramid抗

19、拉線增強組織提高了對光纖的保護。聚乙烯外衣對紫外線或惡劣的室外環境有保護作用。低磨擦的外皮使之可輕松穿過管道，完全絕緣或鎧裝結構,撕剝繩使剝離外表更方便。室外光纜有4芯、6芯、8芯、12芯,又分鎧裝和全絕緣型，英物理結構如圖9所示其 機械性能如表6所示圖9室外光纜X鈴光4-12 B(«««)a 9 t介尢表6室外光纜的機械性能6室外光纜24-144芯鎧裝類型與全絕緣類型(1)應用范園區中樓宇之間的連接。長距離網絡。主干線系統。本地環路和支路網絡。嚴重潮濕、溫度變化大的環境。架空連接(和懸纜線一起使用)、地下管道或直埋。(2)性能與特點高性能的單模和多模光纖符合所有的工業標準。絕緣結構可避免雷擊。套管內具有獨立TIA彩色編碼的光纖。輕質的單通道結構節省了管內空間，管內灌注防水凝膠，以防止水滲入，注膠芯完全由聚脂 帶包裹。設il和測試均根據Bellcore GR-20Y0RE標準。擴展級別 62. 5/125 符合 ISO, IEC 11801:1995 標準© Aramid抗拉線增強組織性能，提高對光纖的保護。聚乙烯外衣在紫外線或惡劣的室外環境下有保護作用。低曆擦的外皮使之可輕松穿過管道，完全絕緣或鎧裝結構,撕剝繩使剝離外表更方便。室