第二章 光纤与光缆(3).

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1 第二章 光纤与光缆(3)

2 本节内容 光纤和光缆的制造 几种常用的单模光纤 光纤接续 光缆的结构与种类 2019/7/20 光纤通信系统

3 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。
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。 2019/7/20 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。 2019/7/20 光纤通信系统

5 2019/7/20 光纤通信系统

6 2019/7/20 光纤通信系统

7 Fiber Optic Manufacturing
2019/7/20 光纤通信系统

8 新型MCVD预制棒车床 2019/7/20 光纤通信系统

9 改进的电炉 2019/7/20 光纤通信系统

10 光纤拉丝塔主体 2019/7/20 光纤通信系统

11 ⑤尽量减小光纤表面的伤痕损害，提高光纤机械强度。
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。 2019/7/20 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1550 nm)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。 2019/7/20 光纤通信系统

13 652光纤的特点与应用 （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600km 10Gb/s系统色度色散受限距离约34km 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。 2019/7/20 光纤通信系统

14 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。
G.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。 2019/7/20 光纤通信系统

15 G.653的色散 色散(ps/nm.km) 波长(μm) 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 20
波长(μm) 色散(ps/nm.km) 20 10 -10 -20 1550nm处的零色散点 2019/7/20 光纤通信系统

16 G.653单模光纤（DSF） 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。 2019/7/20 光纤通信系统

17 G.654截止波长位移光纤(CSFG) 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。 2019/7/20 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) 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。 2019/7/20 光纤通信系统

19 G.655光纤的色散 色散(ps/nm.km) 波长(μm) 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.55 1.6 1.7 EDFA带宽
波长(μm) 色散(ps/nm.km) 20 10 -10 -20 EDFA带宽 (1530~1565)nm 2019/7/20 光纤通信系统

20 G.655单模光纤 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。 2019/7/20 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。 2019/7/20 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。
光缆的概念 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 缆芯 光纤素线 光纤 2019/7/20 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。 2019/7/20 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。 2019/7/20 光纤通信系统

25 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。
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。 2019/7/20 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。 2019/7/20 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 2019/7/20 光纤通信系统

28 层绞式光缆 绑带 外护套 光纤或光纤单元 加强芯 松套管 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。 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。 2019/7/20 光纤通信系统

29 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。
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。 外护套 聚乙烯构件 绑带 加强芯 光纤 铜线 优点：结构简单、耐压、抗弯性能好。 缺点：制造工艺复杂。 2019/7/20 光纤通信系统

30 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。
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 2019/7/20 光纤通信系统

31 优点：结构紧凑、光纤密度高，可多根光纤一次接续。
带状式光缆 先把若干根光纤排成一排粘合在一起，制成带状芯线（光纤带），每根光纤带内可放置4~16根光纤，多根光纤带叠合起来形成一矩形带状块再放入缆芯管内。缆芯典型配置为12×12芯。目前所用的有两种，一种为薄型带，一种为密封式带，前者用于少芯数，后者用于多芯数。 外护套 带状光纤 优点：结构紧凑、光纤密度高，可多根光纤一次接续。 2019/7/20 光纤通信系统

32 敷设方式 架空敷设方式； 直埋敷设方式； 管道敷设方式； 水底敷设方式； 室内敷设方式。 2019/7/20 光纤通信系统

33 Thank You !