光纤光缆基础知识大全,请收好

一、光 纤

光纤,完整名称叫做光导纤维,它是一种由玻璃或塑料制成的纤维,可作为光传导工具。

光纤的主要用途,是通信。目前通信用的光纤,基本上是石英系光纤,其主要成分是高纯度石英玻璃,即二氧化硅(SiO2) 。

光纤通信系统,就是利用光纤来传输携带信息的光波,以达到通信的目的。

▎光纤通信的特点

  • 通信容量巨大

从理论上讲,一根光纤可以同时传输100亿个话路,目前同时传输50万个话路的试验已经成功,比传统同轴电缆、微波等高出几千乃至几十万倍。

  • 中继距离长

光纤具有极低的衰耗系数,配以适当的光发送、光接收设备、光放大器、前向纠错与RZ编码调制技术等,可使其中继距离达数千公里以上,而传统电缆只能传送1.5km,微波50km,根本无法与之相比拟。

  • 保密性能好
  • 适应能力强

具有不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀等优点

  • 体积小、重量轻
  • 原材料来源丰富、价格低廉

▎光纤的工作原理

  • 全反射原理

若使光束从光密媒质射向光疏媒质时,则折射角大于入射角,如图所示。

如果不断增大θ0可使折射角θ1达到90°, 这时的θ1称为临界角。

当光线从光密媒质射向光疏媒质, 且入射角大于临界角时, 就会产生全反射现象。

光纤就是利用这种全反射来传输光信号的。

▎光纤的分类

  • 阶跃光纤

在纤芯与包层区域内,折射率的分布分别是均匀的,分别为n1和n2,在纤芯与包层的边界处,其折射率的变化是阶跃的(n2<n1) 。


  • 渐变光纤

光纤轴心处的折射率最大(n1),但随横截面径向的增加而逐渐减小,到纤芯与包层的边界处,正好降到与包层区域的折射率n2。


  • 多模光纤(MMF,multimode fiber)

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。

  • 单模光纤(SMF, single-mode fiber)

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。



多模光纤和单模光纤的对比:

多模光纤和单模光纤的应用:

▎光纤的接口

光纤接口有以下几种 :

  • FC 圆型带螺纹(配线架上用的最多)
  • ST 卡接式圆型
  • SC 卡接式方型(路由器交换机上用的最多)
  • LC 接头与 SC 接头形状相似,较 SC 接头小一些
  • MT-RJ 方型,一头双纤收发一体
  • MPO/MTP型
  • BFOC型
  • DIN型
  • FDDI型
  • MU型


常见的表示方法,如“FC/PC”,“SC/PC”,“SC/APC”什么含义?

“/”前面部分,表示尾纤的连接器型号,FC,SC如前所述,从略;

“/”后面部分,表示光纤接头截面工艺,即研磨方式。

  • “PC:Physical Contact”:

其接头截面是平的,实际上是微球面研磨抛光,在电信运营商的设备中应用得最为广泛。

  • “APC”:

呈8度角并做微球面研磨抛光,在广电和早期的CATV中应用较多的是型号,其尾纤头采用了带倾角的端面,可以改善电视信号的质量,主要原因是电视信号是模拟光调制,当接头耦合面是垂直的时候,反射光沿原路径返回。

  • “UPC”:

衰耗比“PC”要小,一般用于有特殊需求的设备,一些国外厂家ODF架内部跳纤用的就是FC/UPC,主要是为提高ODF设备自身的指标。

▎光纤模块

光模块,全称叫光收发一体模块(optical transceiver),是光纤通信系统中的重要器件。

一般在网络设备中包括以下种类:

SFP(Small Form-factor Pluggable transceiver ):

小封装可插拔收发器 (LC 接口),SFP 支持的速率有 100M、 155M、 622M、1000M、1250M、2500M。

GBIC (GigaBit Interface Converter):

千兆以太网接口转换器(SC 接口)

XFP(10-Gigabit small Form-factor Pluggable transceiver ):

万兆以太网接口小封装可插拔收发器(LC 接口)

XENPAK(10 Gigabit EtherNet Transceiver PAcKage ):

万兆以太网接口收发器集合封装(SC 接口)

二、光缆

用适当的材料和缆结构,对通信光纤进行收容保护,使光纤免受机械和环境的影响和损害,适应不同场合使用。

▎光缆的典型结构

常用的光缆结构有层绞式、骨架式、中心束管式和带状四种。


层绞式光缆结构


骨架式光缆结构


中心束管式光缆结构


带状式光缆结构图

▎光缆的分类

  • 室外光缆

主用于干线和城域网的直埋、管道、架空建设。

  • 带状光缆

主用于大芯数高度密集的城域骨干网络的建设。

  • “8”字光缆

该光缆将缆芯部分和钢丝吊线集成到一个“8”字形的PE护套内,形成自承式结构,在敷设过程中无需架设吊线和挂钩,施工效率高,施工费用低。可以十分简单地实现电杆与电杆之间、电杆与楼宇之间、楼宇与楼宇之间等的架空敷设。

  • 室内光缆

主要用于楼宇内局域网建设,楼内垂直布线

▎光缆的型号

根据ITU-T的有关建议,目前光缆的型号是由光缆的型式代号和光纤的规格代号两部分构成,中间用一短横线分开。

光缆的型式代号由分类、加强构件、派生特征、护套和外乎层5个部分组成。

  • 光缆分类的代号及其意义

GY:通信用室(野)外光缆

GM:通信用移动式光缆

GJ:通信用室(局)内光缆

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

  • 加强构件的代号及其意义

无符号:金属加强构件

F:非金属加强构件

  • 派生特征的代号及其意义

光缆结构特征应能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,其组合代号按下列相应的各代号自上而下顺序排列。

D:光纤带结构

无符号:光纤松套被覆结构

J:光纤紧套被覆结构

无符号:层绞结构

G:骨架槽结构

X:中心束管结构

T:油膏填充式结构

Z:自承式结构

B:扁平形状

Z:阻燃

  • 护套的代号及其意义

Y:聚乙烯护套

V:聚氯乙烯护套

U:聚氨酯护套

A:铝-聚乙烯粘结护套(A护套)

S:钢-聚乙烯粘结护套(S护套)

W:夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套(W护套)

L:铝护套

G:钢护套

Q:铅护套

  • 外护层代号及其意义

外护层是指铠装层及铠装层外边的外被层。

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