光缆介绍

光缆是当今信息社会各种信息网的主要传输工具。如果把“互联网”称作“信息高速公路”的话，那么，光缆网就是信息高速路的基石---光缆网是互联网的物理路由。一旦某条光缆遭受破坏而阻断，该方向的“信息高速公路”即告破坏。通过光缆传输的信息，除了通常的电话、电报、传真以外，现在大量传输的还有电视信号，银行汇款、股市行情等一刻也不能中断的信息。目前，长途通信光缆的传输方式已由PDH向SDH发展，传输速率已由当初的140MB/S发展到2.5GB/S、4×2.5GB/S、16×2.5GB/S甚至更高，也就是说，一对纤芯可开通3万条、12万条、48万条甚至向更多话路发展。如此大的传输容量，光缆一旦阻断不但给电信部门造成巨大损失，而且由于通信不畅，会给广大群众造成诸多不便，如计算机用户不能上网、股票行情不能知晓、银行汇兑无法进行、异地存取成为泡影、各种信息无法传输。在边远山区，一旦光缆中断，就会使全县甚至光缆沿线几个县在通信上与世隔绝，成为孤岛。给党政军机关和人民群众造成的损失是无法估量的。 　　第一部分　光纤理论与光纤结构
光及其特性
　　1.光是一种电磁波 　　可见光部分波长范围是：390~760nm(毫微米)。大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。目前光纤中应用较多的是：850，1310，1550三种。 　　2.光的折射，反射和全反射。 　　因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。
光纤结构及种类
 

光纤结构及种类
　　1.光纤结构： 　　光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62.5μm），中 间为低折射率硅玻璃  光缆
包层（直径一般为125μm），最外是加强用的树脂涂层。 　　2.数值孔径： 　　入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同（AT&T CORNING）。 　　3.光纤的种类： 　　A.按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤。 　　多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或62.5μm），可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。单模光纤：中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10μm），只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。 　　B.按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。 　　常规型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1310nm。 　　色散位移型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1310nm和1550nm。 　　C.按折射率分布情况分：突变型和渐变型光纤。 　　突变型：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。 　　渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。 　　4.常用光纤规格： 　　单模：8/125μm，9/125μm，10/125μm 　　多模：50/125μm，欧洲标准 　　62.5/125μm，美国标准 　　工业，医疗和低速网络：100/140μm，200/230μm 　 

光纤收发器介绍：

光纤收发器是一种将短距离的双绞线电信号和长距离的光信号进行

互换的以太网传输媒体转换单元，在很多
SUN 光纤收发器
地方也被称之为光电转换器。产品一般应用在以太网电缆无法覆盖

、必须使用光纤来延长传输距离的实际网络环境中，且通常定位于

宽带城域网的接入层应用；同时在帮助把光纤最后一公里线路连接

到城域网和更外层的网络上也发挥了巨大的作用。
企业在进行信息化基础建设时，通常更多地关注路由器、交换机乃

至网卡等用于节点数据交换的网络设备，却往往忽略介质转换这种

非网络核心必不可少的设备。特别是在一些要求信息化程度高、数

据流量较大的政府机构和企业，网络建设时需要直接上连到以光纤

为传输介质的骨干网，而企业内部局域网的传输介质一般为铜线，

确保数据包在不同网络间顺畅传输的介质转换设备成为必需品。•

按光纤性质分类：
单模光纤收发器：传输距离20公里至120公里
多模光纤收发器：传输距离2公里到5公里
按光纤来分，可以分为多模光纤收发器和单模光纤收发器。由于使

用的光纤不同，收发器所能传输的距离也不一样，多模收发器一般

的传输距离在2公里到5公里之间，而单模收发器覆盖的范围可以从

20公里至120公里。需要指出的是因传输距离的不同，光纤收发器

本身的发射功率、接收灵敏度和使用波长也会不一样。
如5公里光纤收发器的发射功率一般在-20～-14db之间，接收灵敏

度为-30db，使用1310nm的波长；而120公里光纤收发器的发射功

率多在-5～0dB之间，接收灵敏度为-38dB，使用1550nm的波长。
•按所需光纤分类：
单纤光纤收发器：接收发送的数据在一根光纤上传输
双纤光纤收发器：接收发送的数据在一对光纤上传输
顾名思义，单纤设备可以节省一半的光纤，即在一根光纤上实现数

据的接收和发送，在光纤资源紧张的地方十分适用。这类产品采用

了波分复用的技术，使用的波长多为1310nm和1550nm。但由于单纤

收发器产品没有统一国际标准，因此不同厂商产品在互联互通时可

能会存在不兼容的情况。另外由于使用了波分复用，单纤收发器产

品普遍存在信号衰耗大的特点。目前市面上的光纤收发器多为双纤

产品，此类产品较为成熟和稳定，但需要更多的光纤。

尾纤：

尾纤又叫猪尾线，只有一端有连接头，而另一端是一根光缆纤芯的断头，通过熔接与其他光缆纤芯相连，常出现在光纤终端盒内，用于连接光缆与光纤收发器（之间还用到耦合器、跳线等）。 　ITU-T国际电信联盟远程通信标准化组织(ITU-T for ITU munication Standardization Sector), 规范了三种常用光纤：符合G.652规范的光纤、符合G.653规范的光纤、符合规范G.655的光纤。　光纤熔接技术主要是用熔纤机将光纤和光纤或光纤和尾纤连接，把光缆中的裸纤和光纤尾纤熔合在一起变成一个整体，而尾纤则有一个单独的光纤头。通过与光纤收发器连接，将光纤和双绞线连接，接到信息插座。在光纤的熔接过程中用到的主要工具有:光端盒、光纤收发器、尾纤、耦合器、专用剥线钳、光纤切割刀等。
　　目前传输系统常用用的尾纤有SC/PC、FC/PC、LC/PC、E2000/APC四种接口，如下图所示。
  SC/PC型光接口尾纤　　SC/PC型光接口尾纤
　　((SC方型卡接头))
  FC/PC型光接口尾纤　　FC/PC型光接口尾纤
　　((FC圆型螺纹头))
  LC/PC光接口　　LC/PC光接口
  E2000/APC光纤接口　　((ST圆型卡接头)

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罗文清

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光缆的连接
　　方法主要有永久性连接、应急连接、活动连接。 　　1.永久性光纤连接（又叫热熔）： 　　这种连接是用放电的方法将连根光纤的连接点熔化并连接在一起。一般用在长途接续、永久或半永久固定连接。其主要特点是连接衰减在所有的连接方法中最低，典型值为0.01~0.03dB/点。但连接时，需要专用设备（熔接机）和专业人员进行操作，而且 连接点也需要专用容器保护起来。 　　2.应急连接（又叫）冷熔： 　　应急连接主要是用机械和化学的方法，将两根光纤固定并粘接在一起。这种方法的主要特点是连接迅速可靠，连接典型衰减为0.1~0.3dB/点。但连接点长期使用会不稳定，衰减也会大幅度增加，所以只能短时间内应急用。 　　3.活动连接： 　　活动连接是利用各种光纤连接器件（插头和插座），将站点与站点或站点与光缆连接 起来的一种方法。这种方法灵活、简单、方便、可靠，多用在建筑物内的计算机网络布线中。其典型衰减为1dB/接头。
光纤检测
　　光纤检测的主要目的是保证系统连接的质量，减少故障因素以及故障时找出光纤的故障点。检测方法很多，主要分为人工简易测量和精密仪器测量。 　　1.人工简易测量： 　　这种方法一般用于快速检测光纤的通断和施工时用来分辨所做的光纤。它是用一个简易光源从光纤的一端打入可见光，从另一端观察哪一根发光来实现。这种方法虽然简便，但它不能定量测量光纤的衰减和光纤的断点。 　　2.精密仪器测量： 　　使用光功率计或光时域反射图示仪（OTDR）对光纤进行定量测量，可测出光纤的衰减和接头的衰减，甚至可测出光纤的断点位置。这种测量可用来定量分析光纤网络出现故障的原因和对光纤网络产品进行评价。
编辑本段应用及系统设计

光纤的应用
　　人类社会现在已发展到了信息社会，声音、图象和数据等信息的交流量非常大。以前的通讯手段已经不能满足现在的要求，而光纤通讯以其信息容量大、保密性好、重量轻体积小、无中继段距离长等优点得到广泛应用。其应用领域遍及通讯、交通、工业、医疗、教育、航空航天和计算机等行业，并正在向更广更深的层次发展。光及光纤的应用正给人类的生活带来深刻的影响与变革。
光纤网络系统设计
　　光纤系统的设计一般遵循以下步骤： 　　1.首先弄清所要设计的是什么样的网络，其现状如何，为什么要用光纤。 　　2.根据实际情况选择合适是光纤网络设备、光缆、跳线及连接用的其它物品。选用时应以可用为基础，然后再依据性能、价格、服务、产地和品牌来确定。 　　3.按客户的要求和网络类型确定线路的路由，并绘制布线图。 　　4.路线较长时则需要核算系统的衰减余量，核算可按下面公式进行： 　　衰减余量＝发射光功率－接受灵敏度－线路衰减－连接衰减（dB）其中线路衰减＝光缆长度×单位衰减； 　　单位衰减与光纤质量有很大关系，一般单模为0.4~0.5dB/km；多模为2~4dB/km。 　　连接衰减包括熔接衰减接头衰减，熔接衰减与熔接手段和人员的素质有关，一般热熔为0.01~0.3dB/点；冷熔0.1~0.3dB/点；接头衰减与接头的质量有很大关系，一般为1dB/点。系统衰减余量一般不少于4dB。 　　5.核算不合格时，应视情况修改设计，然后再核算。这种情况有时可能会反复几次。
设计实例
　　1.某校园网的改造： 　　根据其情况,在已有细缆网的一边使用一台三口中继器（双绞线-光纤-细缆），另一边使用一台带光纤主干的双绞线HUB。中间用架空或地埋匀可的束管式4芯室外多模光缆再经过熔接为带ST头的室内跳线（因设备的光纤接口为ST型）。 　　衰减核算：（一般多模设备在2km范围内不用核算，这里只做个例子） 　　发射功率：－16dBm 　　接收灵敏度：－29.5dBm 　　线路衰减：1.5km×3.5dB/km=5.25dB 　　连接衰减：接头2个衰减为：2点×1dB/点=2dB 　　熔接两个点为：2点×0.07dB/点=0.14dB 　　衰减余量＝－16dBm－（－29.5dBm）－5.25dB－0.14dB－2dB＝6.11（dB） 　　经过上面的计算，可以看出系统容量大于4dB，以上选择可以满足要求。
编辑本段型号的识别方法
　　例： 　　  光缆
第一部分
　　分类的代号 　　GY 通信用室（野）外光缆 GS 通信用设备内光缆
GH 通信用海底光缆  GT  通信用特殊光缆
GJ 通信用室（局）内光缆 GW 通信用无金属光缆
GR 通信用软光缆 GM 通信用移动式光缆
　　注：第一部分与第二部分之间：加强件（加强芯）的代号 　　加强构件指护套以内或嵌入护套中用于增强光缆抗拉力的构件： 　　无符号-金属加强构件；G-金属重型加强构件 　　F-非金属加强构件；H-非金属重型加强构件 　　（例如：GYTA：金属加强芯；GYFTA：非金属加强芯）
第二部分
　　缆芯和光缆内填充结构特征的代号 　　光缆的结构特征应表示出缆芯的主要类型和光缆的派生结构，当光缆型式有几个结构特征需要注明时，可用组合代号表示。
第三部分
　　B 扁平形状 C  自承式结构
D  光纤带结构 E  椭圆形状
G 骨架槽结构 J 光纤紧套涂覆结构
T 油膏填充式结构 R  充气式结构
X 缆束管式（涂覆）结构 Z 阻燃

第四部分
　　护套的代号 　　A 铝-聚乙烯粘结护套 G 钢护套
L 铝护套 Q 铅护套
S 钢-聚乙烯粘结护磁 U 聚氨脂护套
V 聚氯乙烯护套 Y 聚乙烯护套
W 夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套