
第一篇:光纤熔接技术总结(模版)
光纤熔接技术总结
据我所知安徽省所有高速公路,所有干线使用的通信传输设备,95%以上为光缆传输。由于近年来光缆经常被人为破坏,有时2KM内光缆中断三到四次,相应熔接接头次数就会增加,光纤损耗就会增大,影响了通信传输设备的稳定性或者图像的传输。同时给业主带来很多麻烦。首先,我们要了解高速公路干线,及收费所传输光缆主要有那些型号。收费所与收费所之间,都为单模通信光缆;老收费车道到机房监控,以多模通信光纤为主,像合肥管理处所辖各新建收费所,全为单模通信光缆。
干线:1.GYTS(A)指松套层交式光缆,目前最大成缆芯数为144芯;
2.GYFTY指非金属松套层交式光缆,目前最大成缆芯数为144芯;
3.GY(D)XTW指中心管式(带状)光缆,目前最大成缆芯数为432芯;
4.GYXTA(S)指中心管式光缆,目前最大成缆芯数为12芯,主要用于干线道路监控分支光缆;
5.GYTY53指松套层交式光缆,目前最大成缆芯数为144芯,最大特点可以直埋在地下使用;
6.GYTA53指松套层交式光缆,目前最大成缆芯数为144芯,最大特点可以直埋在地下使用;
以上各种干线通信光缆特点:适用于长途通信和局间通信;逐工序阻水油膏填充,全截面双重阻水;具有较强的抗拉力以及较好的防弹能力;适用温度为-40℃到 60℃。收费所:主要为多模GYTA式光缆,光缆芯数一般不会多于20芯。
现在,我们怎样区分单模光缆与多模光缆呢,单模光缆代表字母为B、D两个字母,多模光缆代表字母为A。
例如:14B 指14芯单模光缆
20D 指20芯单模光缆
8A 指8芯多模光缆
16A 指16芯多模光缆
而光纤尾纤跳线区分为,单模尾纤为黄色,多模尾纤为红色。
最后,如果干线光缆中断,特别是一公里光缆中断几处,怎样处理才能降低光缆的损耗呢。所以我们熔接光纤时要注意以下几个方面:
光缆中断后,立即进行现场勘查,看是否能够尽量减少光缆熔接接头数。
熔接光纤注意熔接损耗要小于或等于0.04dB,熔接损耗能达到0.00dB更好。达不到熔接损耗要求,必须重新熔接光纤。
熔接光纤后进行盘光纤(在熔接光纤之前,要把光纤在盘纤盒里比划好,两个方向的所有光纤比划成一个椭圆状。其一看起来比较整齐,其二减少光纤在盘纤盒里的损耗。),最好盘成一个椭圆状。
在盘纤盒里减少盘纤的次数,降低光缆总体。例如:熔接光纤之前,留够光纤熔接机熔接光纤即可。
封好光缆接续盒后,把光缆用扎带扎好,保证光缆不会在人井内打折,当光缆折成一个圈,这个圈小于光缆直径的20倍后,光缆损耗就会增大,或者光缆内的光纤纤芯就会断。
如果某处光缆中断后,以上几点都能做到,干线光缆熔接的损耗就会降低很多。保证处理中断后通信设备和监控图像的正常适用。
第二篇:光纤熔接与测试心得体会
光纤熔接与测试心得体会
光纤熔接的方法一般有熔接、活动连接、机械连接三种。在实际工程中基本采用熔接法,因为熔接方法的节点损耗小,反射损耗大,可靠性高。
光纤传输具有损耗小,传输距离远,工作频带宽、抗干扰能力强等优点,是广电网络理想的传输载体。光纤由极纯净的石英制成,在有线电视中只使用单模光纤。光纤接续是光纤传输系统中工程量最大、技术要求最复杂的重要工序,其质量好坏直接影响光纤线路的传输质量和可靠性。光纤测试是信号开通和故障查找的必要手段,为了方便管理和维护,做好光纤测试记录很重要。
光纤熔接的方法一般有熔接、活动连接、机械连接三种。在实际工程中基本采用熔接法,因为熔接方法的节点损耗小,反射损耗大,可靠性高。
1、光缆熔接时应该遵循的原则
芯数相同时,要同束管内的对应色光纤;芯数不同时,按顺序先熔接大芯数再接小芯数,常见的光缆有层绞式、骨架式和中心管束式光缆,纤芯的颜色按顺序分为兰、桔、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉、青。多芯光缆把不同颜色的光纤放在同一管束中成为一组,这样一根光缆内里可能有好几个管束。正对光缆横切面,把红束管看作光缆的第一管束,顺时针依次为绿、白
1、白
2、白3等。
2、光缆的熔接过程
第一步,开剥光缆,并将光缆固定到接续盒内。在固定多束管层式光缆时由于要分层盘纤,各束管应依序放置,以免缠绞。将光缆穿入接续盒,固定钢丝时一定要压紧,不能有松动。否则,有可能造成光缆打滚纤芯。注意不要伤到管束,开剥长度取取1米左右,用卫生纸将油膏擦拭干净。
第二步,将光纤穿过热缩管。将不同管束、不同颜色的光纤分开,穿过热缩套管。剥去涂抹层的光缆很脆弱使用热缩套管,可以保护光纤接头。
第三步,打开熔接机电源,选择合适的熔接方式。熔接机的供电电源有直流和交流两种,要根据供电电流的种类来合理开关。每次使用熔接机前,应使熔接机在熔接环境中放置至少15分钟。根据光纤类型设置熔接参数、预放电时间、时间及主放电时间、主放电时间等。如没有特殊情况,一般选择用自动熔接程序。在使用中和使用后要及时去除熔接机中的粉尘和光纤碎末。
第四步,制作光纤端面。光纤端面制作的好坏将直接影响接续质量,所以在熔接前一定要做好合格的端面。裸纤的切割,首先清洁切刀和调整切刀位置,切刀的摆放要平稳,切割时,动作要自然,平稳,勿重,勿轻。避免断纤、斜角、毛刺及裂痕等不良端面产生。
第五步,裸纤的清洁 将棉花撕成面平整的小块,粘少许酒精,夹住已经剥覆的光纤,顺光纤轴向擦拭,用力要适度,每次要使用棉花的不同部位和层面,这样即可以提高棉花利用率。
第六步,放置光纤 将光纤放在熔接机的V形槽中,小心压上光纤压板和光纤夹具,要根据光纤切割长度设置光纤在压板中的位置,关上防风罩,按熔接键就可以自动完成熔接,在熔接机显示屏上会显示估算的损耗值。
第七步,移出光纤用熔接机加热炉加热。(按加热键HEAT)
第八步,盘纤并固定。科学的盘纤方法可以使光纤布局合理、附加损耗小,经得住时间和恶劣环境得考验,可以避免因积压造成得断纤现象。在盘纤时,盘纤得半径越大,弧度越大整个线路的损耗就越小。所以,一定要保持一定半径,使激光在纤芯中传输时,避免产生一些不必要的损耗。第十步,密封接续盒。野外接续盒一定要密封好。如果,接续盒进水,由于光纤以及光纤熔接点长期浸泡在水中,可能会导致光纤衰减增大。
第三篇:通讯工程项目 光纤熔接合同
宽带驻地网工程施工合同
合同编号:
工程名称:
日期:
年 月
日
协议条款
建设单位:(以下简称甲方)
施工单位:(以下简称乙方)
根据【中华人民共和国经济合同法】和有关规定,结合本工程的具体情况,经双方协商签定本合同,共同遵守。
第一条、工程概况
1、工程名称:
2、工程地点:
3、承包范围及内容:
甲方 工程。内容包括:方案设计、施工图设计、提货保管、社区光缆端接、标记、测试、竣工资料的编制与申报、网络设备安装调试的配合、工程质保维护服务等。其中,光缆端接内容为:接续熔接 芯,成端熔接 芯 总计: 芯熔接
4、材料规格:
甲方提供:尾纤主材
乙方提供:热缩管、塑料扎带等杂料辅材
5、合同价款:
本工程的承包费用价格为:熔接芯数 ×10.00元/每芯
熔接工程费: 元 共计: 整
(辅材费用由乙方支付,对乙方负责购买辅材甲方认质认价。)
结算工程费:以实际完工并验收合格的熔接芯数结算。
第二条、价款结算和付款方式:
1、本协议在双方审定正式竣工日第二个月内,支付合同总价的50%,小计¥ 元;计人民币 整(大写)。
2、在项目完工后(以各方代表签字为准)第三个月内,支付合同预算总价的40%,小计¥ 元;计人民币 整(大写)。3、3、结算总金额的10%,小计¥ 元,计人民币 整(大写)作为质量保证金,在完工一年后视质量情况支付给乙方。
4、工程质量的奖惩按《框架协议》执行。
第三条、进度计划:
1、乙方按审定的施工图编制施工组织设计或施工方案并将总进度计划在合同签定后一日内提交甲方代表。
2、在组织施工过程中,如遇到下列情况可顺延工期:(1)、因甲方不能按期提供图纸、材料、设备,或提供的材料、设备不符合设计、规范或合同规定,而导致工程被迫停工或不能顺利施工。(2)、甲方提出变更计划或施工图,由此引起的停工、窝工或工程量的增加而延长的工期。(3)、由于天灾及不可抗力所延误的工期。
3、出现上述情况后,甲乙双方应及时协商,并通过书面形式确定顺延工期及相关事宜。
第四条、质量标准及验收办法:
1、验收依据:按本工程施工图设计;《中正通宽带用户驻地网工程验收办法(试行)》和《中正通宽带驻地网工程施工规范(试行)》进行。
2、坚持按图施工,任何一方不得随意变更设计;如确需变更,由甲方在接到乙方书面报告七天内与原设计单位商定并变更书面通知乙方。
3、本工程采取随工质检,发现问题及时检修合格,并办理随工检查签证。隐蔽工程单独验收由乙方通知甲方共同进行验收,并办理隐蔽工程验收书手续。如甲方届时未参加,乙方可自行检查验收,并做好记录,对此甲方应予以承认。如甲方事后提出对此重作检查,则其检查费用应由甲方负担。若重检不合格,检查费用应由乙方负担。乙方必须返工并承担工程延期责任。
4、工程全部完工后,乙方应按中正通宽带网络服务有限公司工程验收办法规定的格式及内容提交竣工报告及竣工资料。乙方提交报告及资料后,甲方组织竣工验收,并办理相关手续。
5、甲方如要求缩短正常工期而赶工,乙方应提出赶工措施,因此而增加的赶工费用,应由甲方负责。
第五条、甲乙双方责任:
(一)、甲方责任:
1、在开工前叁天向乙方提交施工图设计和有关技术资料。
2、在开工前组织设计、施工及相关单位进行工程设计交底。
3、根据双方商定的工程承包范围,按规定的品种、规格、质量、数量和时间,将材料及时供应给乙方。
4、由甲方提供的设备、材料在交付乙方前,甲方应负责检验货品质量。
5、甲方在收到乙方的交(完)工报告且具备验收条件后,7天内应组织工程的交工验收,并在验收后3天内给予批准或提出整改意见。
6、工程竣工验收合格后,甲方正式接管并办理竣工决算。此后非乙方责任引发的损失及事故,应由甲方负担。
7、甲方指定 为工程项目负责人,督促检查施工进度、质量,办理随工签证。
(二)、乙方责任:
1、开工前熟悉图纸,参与设计交底,编制施工组织设计或施工方案,搭建施工
临时设施。
2、由乙方负责提供的材料,由甲方定质定价。对甲方提供的材料及时到甲方规定材料存放点领取并运往施工现场,进入施工现场时必须验证,合格方能使用。
3、按审定的施工图设计和 施工验收规范精心组织施工,确保工程质量和施工安全,按期完成施任务。
4、按时向甲方提交施工组织方案、开工报告、月进度表和交(完)工报告等各种工程管理报表。
5、准确收集,整理工程技术资料,按期提供竣工技术文件,为工程的验收投产创造必要条件。
6、工程完工后,清理现场,结清相关帐目。
7、乙方在施工中如需使用公用电、水须提前通知甲方,乙方结算相关费用。
8、乙方保证施工安全,对工人的安全负责。
9、因乙方导致的工程质量问题,由乙方负责返修,并承担相关费用。
10、乙方委派
为本工程项目负责人,负责工程的实施和施工中的协调工作。
10、乙方需按照国家相关规定,在施工期间采取安全措施,保障甲方财物安全及乙方施工人员的人身生命安全。
第六条、质保承诺:
1、乙方承诺竣工验收后的12个月为质量保证期,保证期内本协议规定的项目施工质量出现问题,乙方接到甲方通知后必须及时修复。如乙方不能对质保承诺履约,甲方有权扣除本协议规定的质保金。
2、乙方指定的质保接口人姓名: ,联系电话:
第七条、仲裁:
施工中的纠纷,应本着实事求是的原则协商解决,如双方协商不能解决时,由甲方所在地人民法院裁判。
第八条、合同生效与终止:
1、本合同双方签字鉴章即生效,全部工程竣工验收、结清尾款后自然失效。
2、本合同一式贰份,双方各持壹份。
3、本合同如有未尽事宜,根据具本情况结合有关规定由双方协商解决。
4、议定附则条款,作为本合同之附件,与本合同具有同等效力,但不得与本合同原有条款抵触。
建设单位(盖章): 施工单位(盖章):
代表: 代表:
开户行:
帐号:
年 月
开户行: 帐号: 年 月
日 日
第四篇:光纤熔接现有问题及分析
光纤熔接过程中遇到的现象分析
光纤自问世以来,就因它的特殊性而让人们倍加小心。随着光纤应用的普及,光纤技术的发展,光纤早已与人生的生活息息相关:进出办公楼的门禁,联网的主线就是光纤;办公楼、酒店、小区的监控系统,光纤也做为主线路存在,就连进入门的闸机系统背后也存在着光纤的身影。光纤如此普及,作为熔接人员也经常会遇到一些令人无耐的事情。
1、施工人 员依照电源线的方式布线。现象分析:
经过与施工人员聊天,施工人员直接由水电工转过来做弱电;施工人员普遍现象没见过光纤的熔接过程;布线过短甚至和电源线一般长;以为只要拉到位就行啦,拉线过程粗暴,有的光纤拉到位也就废了。解决方案:
a.布线前,针对施工人员素质参此不齐的现象,要有专门人员讲解拉光纤需要注意的事项,不能只讲过程不讲结果。
b.针对小区、写字楼或办公楼弱电井等地方,要每隔300M左右留有10多米的余纤,盘在弱电井里以防光纤断了好维修。
c.进机房的光纤要留有十几M盘整齐,以备不时之需或将其盘到弱电间里面;立杆监控,放光纤要至少光纤到地,再多1M为放光纤的最低标准。
2、光纤上面没有标签或标签不清晰。现象分析:
有的施工人员图省事,先把光拉到位算把活干好啦,至于有没有标签跟整体工程相比是微不足到的小事;我们只负责拉线,熔接不关我们的事。解决方案:
a.讲解标签的重要性与必要性,光纤要做到清晰、准确,明了、没有歧义。
b.要知道光纤不与电源线一样接在一起就通啦。光纤是有方向性的,从末端到机房,光纤的方向不能错,错啦,会出现有的地方没有信号。
c.与其熔接的时候再找光纤,不如顺手将标签标在光纤上更为省事,省心,节省时间成本。在工期紧的工程中,更能体现标签在光纤熔接,甚至整个工程中的重要性。
3、光纤用多少芯的光纤为好。现象分析:
在一般的大型项目中,如政府单位,高档小区写字楼等经过设计院设计过的项目一般不会存在这种现象。一些对成本利润不高的项目,或过于注重成本控制的公司在项目中会出现这种问题。解决方案:
a.项目的设计要有前瞻性,客户的需求在定时期内是稳定的,但也是有变化的。有些项目在施工的过程中就改变了,有的需求设计之前就没有考虑客户需求的特殊性,造成没有备纤甚至没多余纤芯情况的出现。
b.要认识施工成本的高昂。不能出现因省一点料钱而多出更多工钱的现象发生。c.纤芯要留有余量,尤其是主线路,要多出6至8芯的备用芯以备不时之需。
4、光纤设备不通,是熔接出的问题 现象分析:
光纤收发器光纤灯不亮,光端机光纤灯不亮。解决方案:
河南元兴网络科技有限公司
内部资料
a.是不是设备光纤灯本身就不亮,一些小厂生产的光端机确定有设备指示灯不亮,但能正常通信的情况。
b.是不是设备坏啦,找根跳线直联,确定光纤是好的。c.以上排除,就是损耗了;一般情况下熟练的熔接人员不会出现因熔接造成损耗过大的情况。光纤本征损耗一般也不大,盘纤是否盘断,剩下要考虑拉线是否有扭伤等情况,或跳线品质差的问题或跳线时不注意跳线脏了。
5、光纤顺序:
蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、浅蓝。
好的施工素养对于工程的重要性是不言而喻的,好的施工人员对于工程的质量起到非常重要的作用,是系统长期稳定运行的重要保证。
河南元兴网络科技有限公司
内部资料
第五篇:光纤
光纤是光导纤维(OF:Optical Fiber)的简称。但光通信系统中常常将 Optical Fibe(光纤)又简化为 Fiber,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。前香港中文大学校长高锟和George A.Hockham首先提出光纤可以用于通讯传输的设想,高锟因此获得2022年诺贝尔物理学奖。
光纤简介
微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。通常,光纤的一端的发射装置使用发光二极管(light emitting diode,LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤的另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。
在日常生活中,由于光在光导纤维的传导损耗比电在电线传导的损耗低得多,光纤被用作长距离的信息传递。
通常光纤与光缆两个名词会被混淆.多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆.光纤外层的保护结构可防止周围环境对光纤的伤害,如水,火,电击等.光缆分为:光纤,缓冲层及披覆.光纤和同轴电缆相似,只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。在多模光纤中,芯的直径是15μm~50μm,大致与人的头发的粗细相当。而单模光纤芯的直径为8μm~10μm。芯外面包围着一层折射率比芯低的玻璃封套,以使光纤保持在芯内。再外面的是一层薄的塑料外套,用来保护封套。光纤通常被扎成束,外面有外壳保护。纤芯通常是由石英玻璃制成的横截面积很小的双层同心圆柱体,它质地脆,易断裂,因此需要外加一保护层。
光导纤维的发明和使用
1870年的一天,英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理,他做了一个简单的实验:在装满水的木桶上钻个孔,然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到,放光的水从水桶的小孔里流了出来,水流弯曲,光线也跟着弯曲,光居然被弯弯曲曲的水俘获了。
人们曾经发现,光能沿着从酒桶中喷出的细酒流传输;人们还发现,光能顺着弯曲的玻璃棒前进。这是为什么呢?难道光线不再直进了吗?这些现象引起了丁达尔的注意,经过他的研究,发现这是全反射的作用,即光从水中射向空气,当入射角大于某一角度时,折射光线消失,全部光线都反射回水中。表面上看,光好像在水流中弯曲前进。实际上,在弯曲的水流里,光仍沿直线传播,只不过在内表面上发生了多次全反射,光线经过多次全反射向前传播。
后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝──玻璃纤维,当光线以合适的角度射入玻璃纤维时,光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线,所以称它为光导纤维。
光导纤维可以用在通信技术里。1979年9月,一条3.3公里的120路光缆通信系统在北京建成,几年后上海、天津、武汉等地也相继铺设了光缆线路,利用光导纤维进行通信。
利用光导纤维进行的通信叫光纤通信。一对金属电话线至多只能同时传送一千多路电话,而根据理论计算,一对细如蛛丝的光导纤维可以同时通一百亿路电话!铺设1000公里的同轴电缆大约需要500吨铜,改用光纤通信只需几公斤石英就可以了。沙石中就含有石英,几乎是取之不尽的。
另外,利用光导纤维制成的内窥镜,可以帮助医生检查胃、食道、十二指肠等的疾病。光导纤维胃镜是由上千根玻璃纤维组成的软管,它有输送光线、传导图像的本领,又有柔软、灵活,可以任意弯曲等优点,可以通过食道插入胃里。光导纤维把胃里的图像传出来,医生就可以窥见胃里的情形,然后根据情况进行诊断和治疗。
就在刚刚公布的2022诺贝尔物理学奖获得者中,有“光纤之父”的华裔科学家高锟,凭借在光纤领域的卓著研究而获得此殊荣
光纤传输优点
直到1960年,美国科学家Maiman发明了世界上第一台激光器后,为光通讯提供了良好的光源。随后二十多年,人们对光传输介质进行了攻关,终于制成了低损耗光纤,从而奠定了光通讯的基石。从此,光通讯进入了飞速发展的阶段。
光纤传输有许多突出的优点:
1.频带宽
频带的宽窄代表传输容量的大小。载波的频率越高,可以传输信号的频带宽度就越大。在VHF频段,载波频率为48.5MHz~300Mhz。带宽约250MHz,只能传输27套电视和几十套调频广播。可见光的频率达100000GHz,比VHF频段高出一百多万倍。尽管由于光纤对不同频率的光有不同的损耗,使频带宽度受到影响,但在最低损耗区的频带宽度也可达30000GHz。目前单个光源的带宽只占了其中很小的一部分(多模光纤的频带约几百兆赫,好的单模光纤可达10GHz以上),采用先进的相干光通信可以在30000GHz范围内安排2000个光载波,进行波分复用,可以容纳上百万个频道。
2.损耗低
在同轴电缆组成的系统中,最好的电缆在传输800MHz信号时,每公里的损耗都在40dB以上。相比之下,光导纤维的损耗则要小得多,传输1、31um的光,每公里损耗在0.35dB以下若传输1.55um的光,每公里损耗更小,可达0.2dB以下。这就比同轴电缆的功率损耗要小一亿倍,使其能传输的距离要远得多。此外,光纤传输损耗还有两个特点,一是在全部有线电视频道内具有相同的损耗,不需要像电缆干线那样必须引人均衡器进行均衡;二是其损耗几乎不随温度而变,不用担心因环境温度变化而造成干线电平的波动。
3.重量轻
因为光纤非常细,单模光纤芯线直径一般为4um~10um,外径也只有125um,加上防水层、加强筋、护套等,用4~48根光纤组成的光缆直径还不到13mm,比标准同轴电缆的直径47mm要小得多,加上光纤是玻璃纤维,比重小,使它具有直径小、重量轻的特点,安装十分方便。
4.抗干扰能力强
因为光纤的基本成分是石英,只传光,不导电,不受电磁场的作用,在其中传输的光信号不受电磁场的影响,故光纤传输对电磁干扰、工业干扰有很强的抵御能力。也正因为如此,在光纤中传输的信号不易被窃听,因而利于保密。
5.保真度高
因为光纤传输一般不需要中继放大,不会因为放大引人新的非线性失真。只要激光器的线性好,就可高保真地传输电视信号。实际测试表明,好的调幅光纤系统的载波组合三次差拍比C/CTB在70dB以上,交调指标cM也在60dB以上,远高于一般电缆干线系统的非线性失真指标。
6.工作性能可靠
我们知道,一个系统的可靠性与组成该系统的设备数量有关。设备越多,发生故障的机会越大。因为光纤系统包含的设备数量少(不像电缆系统那样需要几十个放大器),可靠性自然也就高,加上光纤设备的寿命都很长,无故障工作时间达50万~75万小时,其中寿命最短的是光发射机中的激光器,最低寿命也在10万小时以上。故一个设计良好、正确安装调试的光纤系统的工作性能是非常可靠的。
7.成本不断下降
目前,有人提出了新摩尔定律,也叫做光学定律(Optical Law)。该定律指出,光纤传输信息的带宽,每6个月增加1倍,而价格降低1倍。光通信技术的发展,为Internet宽带技术的发展奠定了非常好的基础。这就为大型有线电视系统采用光纤传输方式扫清了最后一个障碍。由于制作光纤的材料(石英)来源十分丰富,随着技术的进步,成本还会进一步降低;而电缆所需的铜原料有限,价格会越来越高。显然,今后光纤传输将占绝对优势,成为建立全省、以至全国有线电视网的最主要传输手段。
光纤结构原理
光导纤维是由两层折射率不同的玻璃组成。内层为光内芯,直径在几微米至几十微米,外层的直径0.1~0.2mm。一般内芯玻璃的折射率比外层玻璃大1%。根据光的折射和全反射原理,当光线射到内芯和外层界面的角度大于产生全反射的临界角时,光线透不过界面,全部反射。这时光线在界面经过无数次的全反射,以锯齿状路线在内芯向前传播,最后传至纤维的另一端。这种光导纤维属皮芯型结构。若内芯玻璃折射率是均匀的,在界面突然变化降低至外层玻璃的折射率,称为阶跃型结构。如内芯玻璃断面折射率从中心向外变化到低折射率的外层玻璃,称为梯度型结构。外层玻璃具有光绝缘性和防止内芯玻璃受污染。另一类光导纤维称自聚焦型结构,它好似由许多微双凸透镜组合而成,迫使入射光线逐渐自动地向中心方向会聚,这类纤维中心的折射率最高,向四周连续均匀地减少,至边缘为最低。
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1300nm。
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:1300nm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。
通信光纤主要分类: 1)传输点模数类
传输点模数类分单模光纤(Single Mode Fiber)和多模光纤(Multi Mode Fiber)。单模光纤的纤芯直径很小, 在给定的工作波长上只能以单一模式传输,传输频带宽,传输容量大。多模光纤是在给定的工作波长上,能以多个模式同时传输的光纤。与单模光纤相比,多模光纤的传输性能较差。
2)折射率分布类
折射率分布类光纤可分为阶跃(SI)型光纤和渐变(GI)型光纤两种。跳变式光纤纤芯的折射率和保护层的折射率都是一个常数。在纤芯和保护层的交界面,折射率呈阶梯型变化。渐变式光纤纤芯的折射率随着半径的增加按一定规律减小, 在纤芯与保护层交界处减小为保护层的折射率。纤芯的折射率的变化近似于抛物线。GI型的折射率以纤芯中心为最高,沿向包层徐徐降低。从几何光学角度来看,在纤芯中前进的光束呈现以蛇行状传播。由于,光的各个路径所需时间大致相同。所以,传输容量较SI型大。SI型MMF光纤的折射率分布,纤芯折射率的分布是相同的,但与包层的界面呈阶梯状。由于SI型光波在光纤中的反射前进过程中,产生各个光路径的时差,致使射出光波失真,色激较大。其结果是传输带宽变窄,目前SI型MMF应用较少
光纤的模式-单模与多模光纤
光纤可以支持一个或几个(有时甚至许多)传导模式,这些模式的强度分布位于纤芯及其周围,不过也会有一些光强在包层中传导。此外,还有众多的包层模,它们并没有被约束在纤芯周围。通常包层模传输一小段距离后就会损耗掉,但是在某些情况下也可以传输更长的距离。在包层外通常还有一个起保护作用的聚合物涂覆层,它能够改进光纤的机械强度、防止潮湿、并确保包层模具有一定的损耗。这些涂覆层可由如丙烯酸酯,硅树脂或聚酰亚胺等材料组成。
单模和多模光纤的重要的区别是:
单模光纤这是指在工作波长中,只能传输一个传播模式的光纤,通常简称为单模光纤(SMF:Single ModeFiber)。目前,在有线电视和光通信中,是应用最广泛的光纤。由于,光纤的纤芯很细(约10pm)而且折射率呈阶跃状分布,当归一化频率V参数<2.4时,理论上,只能形成单模传输。另外,SMF没有多模色散,不仅传输频带较多模光纤更宽,再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消,其合成特性恰好形成零色散的特性,使传输频带更加拓宽。SMF中,因掺杂物不同与制造方式的差别有许多类型。凹陷型包层光纤(DePr-essed Clad Fiber),其包层形成两重结构,邻近纤芯的包层,较外倒包层的折射率还低。另外,有匹配型包层光纤,其包层折射率呈均匀分布。
多模光纤有更大的纤芯和(或)更大的纤芯包层折射率差,因此它们支持不同强度的分布的多种模式。多模光纤将光纤按工作波长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤(MMF:MUlti ModeFiber)。纤芯直径为50pm,由于传输模式可达几百个,与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。由于MMF较SMF的芯径大且与LED等光源结合容易,在众多LAN中更有优势。所以,在短距离通信领域中MMF仍在重新受到重视。
长距离光纤通信系统通常使用单模光纤,因为不同的模式有不同群速度,在高速数据传输时将导致信号失真(见模间色散)。但是对于较短距离的数据传输,使用多模光纤能降低对光源和准直器件的要求。因此,在局域网(LANs)中,除非需要提供非常高的带宽,通常使用的多模光纤。
单模光纤通常也用于光纤激光器和放大器。多模光纤常用于当光源的光束质量比较低且(或)需要大模场面积以传递高功率激光时的传输。
光纤中不同的模式可以通过多种效应发生耦合,如弯曲或不规则的折射率分布。它们可能是无意引入的,也可能是有意引入的,如光纤布喇格光栅。波导理论表明,波数差是影响不同模式之间耦合的重要因素,要实现有效的耦合,它必须与导致耦合的扰动的空间频率相匹配
光纤系统的运用
多股光导纤维做成的光缆可用于通信,它的传导性能良好,传输信息容量大,一条通路可同时容纳数十人通话;可以同时传送数十套电视节目,供自由选看。光导纤维内窥镜可导入心脏和脑室,测量心脏中的血压、血液中氧的饱和度、体温等。用光导纤维连接的激光手术刀已在临床应用,并可用作光敏法治癌。
光导纤维可以把阳光送到各个角落,还可以进行机械加工。计算机、机器人、汽车配电盘等也已成功地用光导纤维传输光源或图像。如与敏感元件组合或利用本身的特性,则可以做成各种传感器,测量压力、流量、温度、位移、光泽和颜色等。在能量传输和信息传输方面也获得广泛的应用。
高分子光导纤维开发之初,仅用于汽车照明灯的控制和装饰。现在主要用于医学、装饰、汽车、船舶等方面,以显示元件为主。在通信和图像传输方面,高分子光导纤维的应用日益增多,工业上用于光导向器、显示盘、标识、开关类照明调节、光学传感器等,同时也用在装饰显示、广告显示。
光网络的结构
光网络的基本结构类型有星形、总线形(含环形)和树形等3种,可组合成各种复杂的网络结构。光网络可横向分割为核心网、城域/本地网和接入网。核心网倾向于采用网状结构,城域/本地网多采用环形结构,接入网将是环形和星形相结合的复合结构。光网络可纵向分层为客户层、光通道层(OCH)、光复用段层(OMS)和光传送段层(OTS)等层。两个相邻层之间构成客户/服务层关系。
客户层:由各种不同格式的客户信号(如SDH、PDH、ATM、IP等)组成.光通道层:为透明传送各种不同格式的客户层信号提供端到端的光通路联网功能,这一层也产生和插入有关光通道配置的开销,如波长标记、端口连接性、载荷标志(速率、格式、线路码)以及波长保护能力等,此层包含OXC和OADM相关功能.光复用段层:为多波长光信号提供联网功能,包括插入确保信号完整性的各种段层开销,并提供复用段层的生存性,波长复用器和高效交叉连接器属于此层.光传送段层:为光信号在各种不同的光媒体(如G.652、G.653、G.655光纤)上提供传输功能,光放大器所提供的功能属于此层。
从应用领域来看,光网络将沿着“干线网→本地网→城域网→接入网→用户驻地网”的次序逐步渗透。
特殊类型的光纤
所谓的双包层光纤有一个单模纤芯和一个多模的内包层,内包层用于传输高功率光纤激光器或放大器的泵浦光。
保偏光纤有各种类型,但基本上都是通过引入高双折射来实现的。线偏振光的偏振方向与光纤一个双折射轴方向相同时,其在光纤中传输可以保持初始的偏振状态。此外还有单偏振光纤(起偏光纤),它的一个偏振方向具有很高的损耗。
光子晶体光纤又称微结构光纤或多孔光纤,是一种特殊类型的光纤。这种光纤常由单一材料构成(通常是石英),包含非常小的空气孔(直径可在1 μm以下),这种光纤可利用堆砌毛细管形成带孔的预制棒进行制造。通过改变空气孔的排布方式,光纤可具有非常不同的特性,例如:
•非常大或小模场面积,从而导致极弱或极强的非线性 ; •在非常大的波长范围单模传导(无截止单模光纤)•把光场主要约束在空气孔中传导(空气传导光子带隙光纤)•不寻常的色散特性,如在可见光区域实现反常色散
目前光子晶体光纤已在广泛的应用领域获得关注,包括特殊的非线性光纤设备,工作在短波长区域的孤子光纤激光器和高功率光纤放大器。
虽然大多数光纤纤芯由各种二氧化硅(例如锗硅酸盐玻璃或铝硅酸盐玻璃)构成,但也可以使用其他的玻璃材料,如:
•磷酸盐玻璃主要用于光纤放大器和激光器(由于不易发生淬灭,可以可实现稀土离子的高浓度掺杂)
•硫系玻璃(硫化物,碲化物或硒化物玻璃)具有小声子能量,主要用于中红外应用 •氟化物玻璃也具有小声子能量,用于中红外和上转换激光器
低成本多模光纤可采用廉价的聚合物材料(塑料光纤,POF),这种光纤能够采用简单的挤压方法制造,即使在大直径的情况下仍具有较高的耐用性和灵活性。塑料光纤常用于中等速率的光数据传输,预计将在消费市场(如家庭网络)、汽车和飞机制造业等领域中得到广泛应用。现在即使是光子晶体光纤也可以利用聚合物制造。一些聚合物光纤还可用于传输太赫兹波。
在某些情况下,光纤可采用某些晶体材料如蓝宝石制成。但这些光纤通常不灵活,可以被看作是使用波导传播细柱(中心可以有或没有纤芯结构)。它们可用于极高功率光纤激光器和放大器。
光纤生产方法
①管棒法:将内芯玻璃棒插入外层玻璃管中(尽量紧密),熔融拉丝;
②双坩埚法:在两个同心铂坩埚内,将内芯和外层玻璃料分别放入内、外坩埚中;
③分子填充法:将微孔石英玻璃棒浸入高折射率的添加剂溶液中,得所需折射率分布的断面结构,再进行拉丝操作,它的工艺比较复杂。在光导纤维通信中还可用内外气相沉积法等,以保证能制造出光损耗率低的光导纤维。光导纤维应用时还要做成光缆,它是由数根光导纤维合并先组成光导纤维芯线,外面被覆塑料皮,再把光导纤维芯线组合成光缆,其中光导纤维的数目可以从几十到几百根,最大的达到4000根。

