地鐵公司運(yùn)營(yíng)培訓(xùn)課件：光纖通信基礎(chǔ)

二月23光纜

目錄第一章光纜系統(tǒng)原理1.光纖通信的基本知識(shí)2.光纖傳輸?shù)脑砗托阅艿诙鹿饫w在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用1.3號(hào)線(xiàn)光纖通信的應(yīng)用2.9號(hào)線(xiàn)光纖通信的應(yīng)用第三章光纜操作技能

1.光纜接續(xù)簡(jiǎn)要流程

2.光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）的測(cè)試原理第一章光纜系統(tǒng)原理思考？

光是如何在光纖中傳播的？

光在光纖中傳播有哪些損耗？

什么原因會(huì)影響光纖傳輸?shù)挠行Ь嚯x？光纖傳輸有何優(yōu)點(diǎn)？第一章光纜系統(tǒng)原理1.光纖通信的基本知識(shí)光纖通信的概念所謂光纖通信，就是利用光纖來(lái)傳輸攜帶信息的光波以達(dá)到通信之目的。要使光波成為攜帶信息的載體，必須在發(fā)射端對(duì)其進(jìn)行調(diào)制，而在接收端把信息從光波中檢測(cè)出來(lái)（解調(diào)）。第一章光纜系統(tǒng)原理1.光纖通信的基本知識(shí)光纖傳輸?shù)脑睃c(diǎn)對(duì)點(diǎn)光纖通信鏈路示意圖光源調(diào)制器驅(qū)動(dòng)電路放大器光電二極管判決器光纖光纖中繼器光纖數(shù)字基帶信號(hào)第一章光纜系統(tǒng)原理光纖通信系統(tǒng)的特點(diǎn)1.傳輸頻帶寬、通信容量大2.傳輸損耗低3.抗電磁干擾能力強(qiáng)，不會(huì)受電磁干擾.4.保密性強(qiáng)5.線(xiàn)徑細(xì)、重量輕6.資源豐富。第一章光纜系統(tǒng)原理第一章光纜系統(tǒng)原理光纖通信設(shè)備設(shè)備：光纖通信的核心設(shè)備，在發(fā)送和接收端實(shí)現(xiàn)光信號(hào)和電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，俗稱(chēng)光端機(jī)。光電耦合模塊（OLM）光交換機(jī)9SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD光收發(fā)機(jī)光中繼器第一章光纜系統(tǒng)原理第一章光纜系統(tǒng)原理光電耦合模塊（OLM）光纜和光纜配線(xiàn)架第一章光纜系統(tǒng)原理第一章光纜系統(tǒng)原理光纖跳線(xiàn)和接頭單模尾纖多模尾纖第一章光纜系統(tǒng)原理DTS-軌旁WNRA通信：第一章光纜系統(tǒng)原理2.光纖的基本知識(shí)2.1光的基本知識(shí)第一章光纜系統(tǒng)原理2.光纖的基本知識(shí)2.1光的基本知識(shí)第一章光纜系統(tǒng)原理2.光纖的基本知識(shí)2.2

光纖傳輸?shù)幕局R(shí)光纖傳輸利用光的全反射原理進(jìn)行傳輸。光要在光纖中傳輸，n2>n1射入光纖中的入射角要在圖示范圍內(nèi)2.光纖的基本知識(shí)2.3光纖的結(jié)構(gòu)第一章光纜系統(tǒng)原理17由纖芯、包層和保護(hù)層等構(gòu)成。（1）纖芯：石英，即SiO2，纖芯中摻雜折射率稍高的材料，如GeO2，P2O5折射率為n1，光波的傳輸通道。纖芯包層保護(hù)層（2）包層：石英，SiO2,摻雜折射率稍低的材料，如B2O3、F折射率為n2，n2<n1。作用：保持光纖傳輸性能的穩(wěn)定；防止光纖間相互串光；構(gòu)成全反射條件n2<n1，且讓很??；增強(qiáng)光纖的機(jī)械強(qiáng)度。2.光纖的基本知識(shí)2.3光纖的結(jié)構(gòu)第一章光纜系統(tǒng)原理18（3）保護(hù)層：保護(hù)、防側(cè)壓損壞、提高抗擴(kuò)張強(qiáng)度，延長(zhǎng)壽命。纖芯包層緩沖層一次涂敷30~150um，材料為硅樹(shù)脂或聚氨基甲酸乙酯二次涂敷又稱(chēng)套塑，材料為聚乙烯、尼龍等2.光纖的基本知識(shí)2.4光纖的分類(lèi)第一章光纜系統(tǒng)原理按材料分：石英、多成分玻璃、全塑光纖等。按折射率分布及導(dǎo)模數(shù)分：階躍多模光纖、梯度多模光纖和單模光纖等。纖芯的粗細(xì)、纖芯材料和包層材料的折射率，對(duì)光纖的特性起著決定性的影響。下圖所示為常用光纖三種基本類(lèi)型：第一章光纜系統(tǒng)原理2.光纖的基本知識(shí)2.5光纖的衰減和色散第一章光纜系統(tǒng)原理（一）光纖的傳輸衰減線(xiàn)性散射非線(xiàn)性散射結(jié)構(gòu)不完善散射本征吸收雜質(zhì)吸收衰減吸收衰減散射衰減其它衰減（微彎曲衰減等）1.本征吸收

指構(gòu)成光纖的材料本身所固有的吸收作用。純二氧化硅對(duì)光的吸收作用所引起的光纖衰減是比較小的。在600-900nm波長(zhǎng)范圍稍大，但小于1dB/km；而在1000-1800nm波長(zhǎng)范圍，幾乎為零。2.光纖的基本知識(shí)第一章光纜系統(tǒng)原理2.雜質(zhì)吸收光纖中雜質(zhì)對(duì)光的吸收作用是造成光纖衰耗的主要原因。二大類(lèi)：過(guò)渡金屬離子與氫氧根離子。過(guò)渡金屬離子包括銅、鐵、鉻、鈷、錳、鎳等離子，這些離子在光的作用下會(huì)發(fā)生震動(dòng)而吸收光能量；每種離子都有自己的吸收峰波長(zhǎng)。過(guò)渡金屬離子的吸收峰波長(zhǎng)都落在600-1800nm波長(zhǎng)范圍。氫氧根離子對(duì)光的吸收峰波長(zhǎng)落在1000-1800nm波長(zhǎng)范圍。2.光纖的基本知識(shí)第一章光纜系統(tǒng)原理3.線(xiàn)性散射衰耗—

瑞利散射

是指光波的某種模式的功率線(xiàn)性地轉(zhuǎn)換成另一種模式的功率，但光的波長(zhǎng)不變。

線(xiàn)性散射會(huì)把光功率輻射到光纖外部而引起衰耗。

瑞利散射是典型的線(xiàn)性散射，它與波長(zhǎng)的4次方成反比，即光波長(zhǎng)越長(zhǎng)，瑞利散射衰耗越小。

光纖材料不均勻，會(huì)造成其折射率分布不均勻，易產(chǎn)生瑞利散射。2.光纖的基本知識(shí)第一章光纜系統(tǒng)原理4.非線(xiàn)性散射衰減

指某光波長(zhǎng)模式的部分功率非線(xiàn)性地轉(zhuǎn)換到其它的波長(zhǎng)中。

布里淵散射與拉曼散射是典型的非線(xiàn)性散射。

光纖中的光功率過(guò)大，就會(huì)出現(xiàn)非線(xiàn)性散射現(xiàn)象。

因此，防止發(fā)生非線(xiàn)性散射的根本方法，就是不要使光纖中的光功率信號(hào)過(guò)大，如不超過(guò)+25dBm。5.

其它衰減

包括微彎曲衰減與連接衰減等；占的比例很小。2.光纖的基本知識(shí)第一章光纜系統(tǒng)原理2.光纖的基本知識(shí)第一章光纜系統(tǒng)原理（二）光纖的色散1.色散的概念就是光脈沖經(jīng)光纖傳輸后，所引起的展寬與畸變效應(yīng)。2.色散的危害

會(huì)導(dǎo)致光傳輸質(zhì)量的劣化，產(chǎn)生碼間干擾、發(fā)生誤碼等，從而限制光纖的傳輸容量。3.色散分類(lèi)

模式色散、材料色散與波導(dǎo)色散。2.光纖的基本知識(shí)第一章光纜系統(tǒng)原理（1）模式色散

光在多模光纖中傳輸時(shí)，存在多種傳播模式，由于不同的導(dǎo)模在傳輸過(guò)程中具有不同的傳播速度，使輸入端同時(shí)發(fā)送光脈沖信號(hào)，到達(dá)接收端的時(shí)間不同，產(chǎn)生時(shí)延，使光脈沖發(fā)生展寬與畸變。（2）材料色散

指構(gòu)成光纖的材料對(duì)不同波長(zhǎng)的光具有不同的色散作用。（3）波導(dǎo)色散

指因光纖的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)對(duì)不同波長(zhǎng)的光產(chǎn)生的色散作用。（4）三者關(guān)系

多模光纖中，三種色散均存在；單模光纖中，僅存在材料與波導(dǎo)色散，不存在模式色散。模式色散比材料色散與波導(dǎo)色散之和還要高出幾十倍。2.光纖的基本知識(shí)第一章光纜系統(tǒng)原理2.6光纖的類(lèi)型第一章光纜系統(tǒng)原理2.6光纖的類(lèi)型第一章光纜系統(tǒng)原理2.7光纜的類(lèi)型第一章光纜系統(tǒng)原理1．按傳輸性能、距離和用途分可分為市話(huà)光纜、長(zhǎng)途光纜、海底光纜和用戶(hù)光纜。2．按光纖的種類(lèi)分可分為多模光纜、單模光纜。3．按光纖套塑方法分可分為緊套光纜、松套光纜、束管式光纜和帶狀多芯單元光纜。4．按光纖芯數(shù)多少分可分為單芯光纜、雙芯光纜、四芯光纜、六芯光纜、八芯光纜、十二芯光纜和二十四芯光纜等。第一章光纜系統(tǒng)原理5．按加強(qiáng)件配置方法分光纜可分為中心加強(qiáng)構(gòu)件光纜（如層絞式光纜、骨架式光纜等）、分散加強(qiáng)構(gòu)件光纜（如束管兩側(cè)加強(qiáng)光纜和扁平光纜）、護(hù)層加強(qiáng)構(gòu)件光纜（如束管鋼絲鎧裝光纜）和PE外護(hù)層加一定數(shù)量的細(xì)鋼絲的PE細(xì)鋼絲綜合外護(hù)層光纜。6．按敷設(shè)方式分光纜可分為管道光纜、直埋光纜、架空光纜和水底光纜。7．按護(hù)層材料性質(zhì)分光纜可分為聚乙烯護(hù)層普通光纜、聚氯乙烯護(hù)層阻燃光纜和尼龍防蟻防鼠光纜。8．按傳輸導(dǎo)體、介質(zhì)狀況分光纜可分為無(wú)金屬光纜、普通光纜和綜合光纜。第一章光纜系統(tǒng)原理9．按結(jié)構(gòu)方式分光纜可分為扁平結(jié)構(gòu)光纜、層絞式結(jié)構(gòu)光纜、骨架式結(jié)構(gòu)光纜、鎧裝結(jié)構(gòu)光纜（包括單、雙層鎧裝）和高密度用戶(hù)光纜等。10．目前通信用光纜可分為（1）室(野)外光纜——用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷設(shè)的光纜。（2）軟光纜——具有優(yōu)良的曲撓性能的可移動(dòng)光纜。（3）室（局）內(nèi)光纜——適用于室內(nèi)布放的光纜。（4）設(shè)備內(nèi)光纜——用于設(shè)備內(nèi)布放的光纜。（5）海底光纜——用于跨海洋敷設(shè)的光纜。（6）特種光纜——除上述幾類(lèi)之外，作特殊用途的光纜。2.8光纖的傳輸性能第一章光纜系統(tǒng)原理光纖性能是有限制的，隨著信道數(shù)據(jù)率和傳輸距離的增加，光纖不再是一個(gè)透明管道.傳輸特性損耗(dB/km)，直接影響中繼距離；色散(ps/nm.km)，將引起光脈沖展寬和碼間串?dāng)_，最終影響通信距離和容量；非線(xiàn)性效應(yīng)為維持誤碼率不變，需提高接收功率，所需增加相應(yīng)的功率稱(chēng)為功率代價(jià)。（PowerPenalty）光纖的傳輸距離？第一章光纜系統(tǒng)原理光纖沒(méi)有傳輸距離之說(shuō)，只有衰耗（衰減）的不同。而傳輸距離，主要取決于發(fā)送方光強(qiáng)度與接收方的靈敏度，再除以光纖的衰耗特性。比如說(shuō)，單模光纖每KM衰耗0.3DB，每2KM有1個(gè)接頭，每個(gè)接頭衰耗0.2DB，也就是正常情況下平均每KM衰耗0.4DB，如果發(fā)送方光強(qiáng)為-10DB，接收方靈敏度為-50DB，那么就有40DB的容許衰耗值，最遠(yuǎn)傳輸距離就是100KM。如果光纖性能不良，或者接頭過(guò)多，那么傳輸距離就要下降。多模光纖衰耗大，所以傳輸距離一般不遠(yuǎn)。一般不大于2Km。用長(zhǎng)距離光源設(shè)備就可以延長(zhǎng)傳輸距離。還有一個(gè)辦法，電信骨干網(wǎng)中大量存在的，就是中繼站。電信骨干網(wǎng)幾千幾萬(wàn)公里的傳輸，都是通過(guò)光纖的，距離太遠(yuǎn)的，中間每隔幾十公里就加一個(gè)中繼站，就好比加油站或古代的驛站。第一章光纜系統(tǒng)原理提高傳輸距離的方法：用長(zhǎng)距離光源設(shè)備就可以延長(zhǎng)傳輸距離。增設(shè)中繼站，電信骨干網(wǎng)中大量存在的，就是中繼站。電信骨干網(wǎng)幾千幾萬(wàn)公里的傳輸，都是通過(guò)光纖的，距離太遠(yuǎn)的，中間每隔幾十公里就加一個(gè)中繼站，就好比加油站或古代的驛站。第一章光纜系統(tǒng)原理1310nm:0.35~0.5dB/Km1550nm:0.2~0.3dB/Km850nm:2.3~3.4dB/Km光纖熔接點(diǎn)損耗：0.2dB/點(diǎn)光纖熔接點(diǎn)1點(diǎn)/2km第一章光纜系統(tǒng)原理1、光纖通信具有怎樣的特點(diǎn)？2、光纖的結(jié)構(gòu)是怎樣的？3、光纖是怎樣分類(lèi)的？4、光在階躍型多模光纖、階躍型單模光纖、漸變型光纖中的傳播途徑分別是怎樣的？5、光纖的最主要傳輸參數(shù)有哪些？6、光纖的衰減主要包括哪些部分？7、什么叫色散？光纖的色散包括哪些部分？色散具有什么危害？8、多模光纖與單模光纖受色散的影響是否相同？傳輸特性哪一種比較優(yōu)良？

目錄第一章光纜系統(tǒng)原理1.光纖通信的基本知識(shí)2.光纖傳輸?shù)脑砗托阅艿诙鹿饫w在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用1.3號(hào)線(xiàn)光纖通信的應(yīng)用2.9號(hào)線(xiàn)光纖通信的應(yīng)用第三章光纜操作技能

1.光纜接續(xù)簡(jiǎn)要流程

2.光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）的測(cè)試原理第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用3號(hào)線(xiàn)光纖通信的應(yīng)用軌旁

WNRADTS機(jī)柜正線(xiàn)干線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用DTS-軌旁WNRA通信：第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用DTS-DTS第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用R4與OBC機(jī)柜通信：采用跳站模式實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)環(huán)路鏈接。第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用9號(hào)線(xiàn)光纖通信的應(yīng)用9號(hào)線(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)由光纜組成兩個(gè)骨干網(wǎng)。CBTC骨干網(wǎng)ATS骨干網(wǎng)。單模光纜與多模光纜在9號(hào)線(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)中都有應(yīng)用。第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用9號(hào)線(xiàn)光纖通信的應(yīng)用1）單模光纜WDZB-GYTZA53-8B1芯直徑：9um覆層直徑：125um工作波長(zhǎng)：1310nm最大色散@1300nm：3.2psec/nm*km最大光纖衰減：0.4dB/km電纜線(xiàn)徑長(zhǎng)度控制范圍：光纖分線(xiàn)盒到光纖分線(xiàn)盒光纜合芯：CBTC和ATS光纜合用一根光纜用4芯備4芯。第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用9號(hào)線(xiàn)光纖通信的應(yīng)用2）多模光纜WDZB-GYTZA53-4A1a多模光纜芯直徑：50um覆層直徑：125um工作波長(zhǎng)：1300nm最大色散@1300nm：3.2psec/nm*km最大光纖衰減：1.0dB/km電纜線(xiàn)徑長(zhǎng)度控制范圍：光纖分線(xiàn)盒到AP箱、AP箱到AP箱第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用WDZB-GYTZA53-8B1WDZB是指低煙無(wú)鹵阻燃聚烯烴護(hù)套。

W指：無(wú)鹵；

D指：低煙；

Z指：阻燃；

B指：聚烯烴護(hù)套。第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用WDZB-GYTZA53-8B1GYTZA53GY指：通信用室外光纜T指：填充式結(jié)構(gòu)Z指：阻燃

A指：聚乙烯粘連結(jié)構(gòu)5指：皺紋鋼帶3指：聚乙烯護(hù)套第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用1.9號(hào)線(xiàn)信號(hào)系統(tǒng)光纜內(nèi)容簡(jiǎn)介光纜WDZB-GYTZA53-8B1（4A1a）8B1（4A1a）其中數(shù)字代表光纜芯數(shù)。數(shù)字后面的字母：多模纖（A）分為A1a（光纖芯徑50um）和A1b（芯徑62.5um）另一種單模纖(B）分為B1、B4、B6等，而再其中的B1纖又分為G652B和G652D，B4光纖又叫G655纖，而B(niǎo)6又叫G657纖。第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用骨干網(wǎng)交換機(jī)和光纖與車(chē)控室連接的光纖第二章光纖在信號(hào)系統(tǒng)中的應(yīng)用聯(lián)鎖機(jī)內(nèi)部環(huán)網(wǎng)室外AP環(huán)網(wǎng)

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1.光纜接續(xù)簡(jiǎn)要流程

2.光時(shí)域反射計(jì)（OTDR）的測(cè)試原理第三章光纜操作技能1、光纜如何對(duì)接？跟電線(xiàn)對(duì)接有何區(qū)別？2、光纜有哪些常用工具？SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD光纜構(gòu)造示意圖：第三章光纜操作技能光纜橫切面示意圖光纜分層結(jié)構(gòu)示意圖1、光纜接續(xù)簡(jiǎn)要流程SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD光纖構(gòu)造示意圖：第三章光纜操作技能SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD

1光纜外護(hù)套的開(kāi)剝第三章光纜操作技能光纜外護(hù)套開(kāi)剝刀57SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD

2光纜內(nèi)護(hù)套的開(kāi)剝光纜內(nèi)護(hù)套開(kāi)剝刀第是章光纜操作技能58SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD

3光纜加強(qiáng)芯的處理克絲鉗第三章光纜操作技能59SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD4束管開(kāi)剝束管開(kāi)剝刀第三章光纜操作技能60SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD束管色譜排列：光纖色譜排列：束管號(hào)12345678顏色藍(lán)色橙色綠色棕色灰色白色紅色黑色光纖號(hào)123456789101112顏色藍(lán)色橙色綠色棕色灰色白色紅色黑色黃色紫色粉紅色青綠色第三章光纜操作技能SHENZHENMETRONO.3LINEINVESTMENTCO.LTD

5光纖的預(yù)盤(pán)留第三章光纜操