信息化建設(shè)講座課件

信息化建設(shè)講座課件教學的目的和要求一、了解光纖的發(fā)展和現(xiàn)狀二、理解光通訊的基本概念三、熟悉煤礦信息化建設(shè)中的光纖通訊設(shè)備四、掌握光纖熔接技術(shù)的使用五、OTDR和光功率計的原理及應用抽出光纖束管，露出光纖LFP_ON：開啟鏈路告警功能；此后，光纖通信技術(shù)不斷創(chuàng)新：光纖從多模發(fā)展到單模,工作波長從0.光纖可磨接后用100/200倍放大鏡察看，一個小黑點的是單模，大一點有雙環(huán)的是多模。TP_FDX：RJ45端口工作于全雙工模式；光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式。TP_100M：固定RJ45端口100M速率；OTDR及光功率計概述光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為三個階段：?節(jié)約金屬材料,有利于資源合理使用。光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為三個階段：電力網(wǎng)使用的架空地線復合光纜（OPGW），跨越海洋的海底光纜，易燃易爆環(huán)境使用的阻燃光纜以及各種不同條件下使用的軍用光纜等。TP_SPD(綠色)：“常亮”表明RJ45端口與100M設(shè)備相連；單模光纖芯徑?。?0mm左右），僅允許一個模式傳輸，色散小，工作在長波長（1310nm和1550nm），與光器件的耦合相對困難將處理好的第二根光纖壓到熔接機的另一側(cè)光纖的發(fā)展和現(xiàn)狀

1966年，英籍華裔學者高錕和霍克哈姆發(fā)表了關(guān)于傳輸介質(zhì)新概念的論文，指出了利用光纖進行信息傳輸?shù)目赡苄院图夹g(shù)途徑，奠定了現(xiàn)代光通信—光纖通信的基礎(chǔ)。

此后，光纖通信技術(shù)不斷創(chuàng)新：光纖從多模發(fā)展到單模,工作波長從0.85μm發(fā)展到1.31μm和1.55μm(短波長向長波長），傳輸速率從幾十Mb/s發(fā)展到幾百Gb/s。光纖的發(fā)展和現(xiàn)狀光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為三個階段：

?第一階段(1966-1976年)，這是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應用的開發(fā)時期。

?第二階段(1976-1986年)，這是以提高傳輸速率和增加傳輸距離為研究目標和大力推廣應用的大發(fā)展時期。

?第三階段(1986-1996年)，這是以超大容量超長距離為目標、全面深入開展新技術(shù)研究的時期。

光通信的基本概念光通信光通信是利用光波來傳送信息的。光纖通信

光纖通信是以光波作為信息載體，以光纖作為傳輸媒介的通信方式。光纖通信系統(tǒng)

是以光波作載波、以光纖為傳輸媒介的通信系統(tǒng)。它由光發(fā)信機、光收信機、光纖或光纜、中繼器和光無源器件等五個部分組成。

光纖的特點和應用

特點：

?容許頻帶很寬，傳輸容量很大；?損耗很小，中繼距離很長且誤碼率很??；?重量輕、體積??；?抗電磁干擾性能好；?泄漏小，保密性能好；?節(jié)約金屬材料,有利于資源合理使用。

應用：

光纖可以傳輸數(shù)字信號，也可以傳輸模擬信號。

光纖在通信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)與計算機、網(wǎng)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，以及在其它數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，都得到了廣泛應用。光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速，是當前研究應用的主要目標。光纖的結(jié)構(gòu)和類型

光纖是一種玻璃絲，其材料是石英（SiO2），是通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)良傳輸介質(zhì)。玻璃，光能量在中心~8um?傳輸玻璃,包圍光纖纖芯，125um?

第一涂敷保護層250um?PVDF/PVC

第二保護層900um?Kevlar+松套管增強保護層~1.5-3mm?光纖的結(jié)構(gòu)和類型

光纜一般由纜芯和護套兩部分組成，有時在護套外面加有鎧裝。

根據(jù)纜芯結(jié)構(gòu)的特點，光纜可分為四種基本型式。光纖的結(jié)構(gòu)和類型

一般光纜有：室內(nèi)光纜、架空光纜、埋地光纜和管道光纜等。特種光纜常見的有：電力網(wǎng)使用的架空地線復合光纜（OPGW），跨越海洋的海底光纜，易燃易爆環(huán)境使用的阻燃光纜以及各種不同條件下使用的軍用光纜等。光纖的結(jié)構(gòu)和類型

緊套層絞式光纜（架空、管道）光纖的結(jié)構(gòu)和類型

松套層絞式光纜（直埋防蟻）光纖的結(jié)構(gòu)和類型

骨架式光纜（直埋）光纖的結(jié)構(gòu)和類型

束管式光纜（直埋）光纖通信的發(fā)展可以粗略地分為三個階段：它由光發(fā)信機、光收信機、光纖或光纜、中繼器和光無源器件等五個部分組成。目前的儀表，大都可以選自動，完成脈寬設(shè)置。光纖中存在著微小的折射率波動，折射率變化部分的尺寸比波長還小時，會使光產(chǎn)生向各個方向的散射，稱為瑞利散射。單模傳輸與多模傳輸5mm或50mm），允許上百個模式傳輸，色散大，工作在850nm或1310nm。將切割好的光纖壓到熔接機的一側(cè)光纖在通信網(wǎng)、廣播電視網(wǎng)與計算機、網(wǎng)工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)，以及在其它數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)中，都得到了廣泛應用。用熱縮管完全套住光纖剝掉防護層的部分)，模分散技術(shù)限制了多模光纖的帶寬和距離，因此，多模光纖的芯線粗，傳輸速度低、距離短，整體的傳輸性能差，但其成本比較低，一般用于建筑物內(nèi)或地理位置相鄰的環(huán)境下。081310nm<0.光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速，是當前研究應用的主要目標。TP_FDX：RJ45端口工作于全雙工模式；OTDR是基本的光纖鏈路安裝和維護的測試工具光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速，是當前研究應用的主要目標。光纖的結(jié)構(gòu)和類型

帶狀光纜光纖的結(jié)構(gòu)和類型

根據(jù)傳輸點模數(shù)的不同，光纖可分為單模光纖和多模光纖。所謂"模"是指以一定角速度進入光纖的一束光。單模光纖采用固體激光器做光源，多模光纖則采用發(fā)光二極管做光源。多模光纖允許多束光在光纖中同時傳播，從而形成模分散(因為每一個“?！惫膺M入光纖的角度不同它們到達另一端點的時間也不同，這種特征稱為模分散。)，模分散技術(shù)限制了多模光纖的帶寬和距離，因此，多模光纖的芯線粗，傳輸速度低、距離短，整體的傳輸性能差，但其成本比較低，一般用于建筑物內(nèi)或地理位置相鄰的環(huán)境下。單模光纖只能允許一束光傳播，所以單模光纖沒有模分散特性，因而，單模光纖的纖芯相應較細，傳輸頻帶寬、容量大，傳輸距離長，但因其需要激光源，成本較高。光纖的結(jié)構(gòu)和類型

單模多模光纖的區(qū)別光纜外套標識：

50/125,62.5/125為多模，9/125(g652)為單模。光纖可磨接后用100/200倍放大鏡察看，一個小黑點的是單模，大一點有雙環(huán)的是多模。纖芯在熔接機內(nèi)也能分辯出，在熔接機顯示器看中間是空的是單模，看上去一體的是多模。簡單的用途區(qū)別：

多模一般應用在園區(qū)內(nèi)較近的地方之間；單模傳輸距離較遠，一般應用在電信領(lǐng)域。單模多模光纖的區(qū)別單模傳輸與多模傳輸

在光纖通信理論中，光纖有單模、多模之分，區(qū)別在于：1.單模光纖芯徑?。?0mm左右），僅允許一個模式傳輸，色散小，工作在長波長（1310nm和1550nm），與光器件的耦合相對困難2.多模光纖芯徑大（62.5mm或50mm），允許上百個模式傳輸，色散大，工作在850nm或1310nm。與光器件的耦合相對容易。而對于光端模塊來講，嚴格的說并沒有單模、多模之分。所謂單模、多模模塊，指的是光端模塊采用的光器件與何種光纖配合能獲得最佳傳輸特性。短光纖測量：是OTDR的測量難度。OTDR是如何利用菲涅爾反射原理的OTDR是基本的光纖鏈路安裝和維護的測試工具光纖可以傳輸數(shù)字信號，也可以傳輸模擬信號。TP_LINK/ACT(綠色)：“常亮”表明RJ45端口連接有效，“閃爍”表明收發(fā)器正在從RJ45連接器接收或發(fā)送數(shù)據(jù)；光通信是利用光波來傳送信息的。主要因為曲線的波動性會短鏈路影響加劇。LFP_ON：開啟鏈路告警功能；先將光纖穿過光纖收容箱FC連接頭一般電信網(wǎng)絡(luò)采用，有一螺帽擰到適配器上，優(yōu)點是牢靠、防灰塵，缺點是安裝時間稍長。目前的儀表，大都可以選自動，完成脈寬設(shè)置。?第一階段(1966-1976年)，這是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應用的開發(fā)時期。緊套層絞式光纜（架空、管道）抽出光纖束管，露出光纖根據(jù)菲涅爾反射原理，只要在發(fā)送端探測到背向反射回來的光，就可以看到前后端面的回波脈沖，它們之間的時間間隔就是光走了兩倍纖長度的時間，據(jù)此可以測量出光纖的長度。光纖接口連接器的種類ST、SC、FC光纖接頭是早期不同企業(yè)開發(fā)形成的標準，使用效果一樣，各有優(yōu)缺點。ST、SC連接器接頭常用于一般網(wǎng)絡(luò)。ST頭插入后旋轉(zhuǎn)半周有一卡口固定，缺點是容易折斷；SC連接頭直接插拔，使用很方便，缺點是容易掉出來；FC連接頭一般電信網(wǎng)絡(luò)采用，有一螺帽擰到適配器上，優(yōu)點是牢靠、防灰塵，缺點是安裝時間稍長。光纖接口連接器的種類光纖收發(fā)器指示燈含義T-LinkTR-962D正面光纖收發(fā)器指示燈含義指示燈含義說明：POWER(綠色)：“常亮”表明光纖收發(fā)器處于通電狀態(tài)；LFP指示燈：“常亮”表明LFP功能開啟，“常滅”表示LFP功能關(guān)閉；FX_LINK/ACT(綠色)：“常亮”表明光纖端口連接有效，“閃爍”表明收發(fā)器正在從光纖連接器接收或發(fā)送數(shù)據(jù)；TP_LINK/ACT(綠色)：“常亮”表明RJ45端口連接有效，“閃爍”表明收發(fā)器正在從RJ45連接器接收或發(fā)送數(shù)據(jù)；TP_SPD(綠色)：“常亮”表明RJ45端口與100M設(shè)備相連；TP_FDX/COL(綠色)：“常亮”表明RJ45端口工作于全雙工模式；“閃爍”表明RJ45端口數(shù)據(jù)信號有沖突?！安涣痢北砻麟p絞線端口工作在半雙工狀態(tài)。光纖收發(fā)器開關(guān)含義T-LinkTR-962D背面光纖收發(fā)器開關(guān)含義開關(guān)含義說明：

TP_AUTO：開啟RJ45端口10/100M自適應；

TP_DIS：關(guān)閉RJ45端口10/100M自適應；

TP_100M：固定RJ45端口100M速率；

TP_10M：固定RJ45端口10M速率；

TP_FDX：RJ45端口工作于全雙工模式；

TP_HDX：RJ45端口工作于半雙工模式；

LFP_ON：開啟鏈路告警功能；

LFP_OFF：關(guān)閉鏈路告警功能；*每次更改配置開關(guān)，都必須將設(shè)備重啟才能生效。光纖收發(fā)器的連接光纖熔接過程認識常用光纖熔接工具光纖熔接過程先將光纖穿過光纖收容箱所謂"模"是指以一定角速度進入光纖的一束光。將切割好的光纖壓到熔接機的一側(cè)抽出光纖束管，露出光纖5mm或50mm），允許上百個模式傳輸，色散大，工作在850nm或1310nm。TP_HDX：RJ45端口工作于半雙工模式；將熔接好的光纖裝入光纖收容箱?節(jié)約金屬材料,有利于資源合理使用。?第一階段(1966-1976年)，這是從基礎(chǔ)研究到商業(yè)應用的開發(fā)時期。纖芯在熔接機內(nèi)也能分辯出，在熔接機顯示器看中間是空的是單模，看上去一體的是多模。光纖寬帶干線傳送網(wǎng)和接入網(wǎng)發(fā)展迅速，是當前研究應用的主要目標。先將光纖穿過光纖收容箱主要因為曲線的波動性會短鏈路影響加劇。根據(jù)纜芯結(jié)構(gòu)的特點，光纜可分為四種基本型式。將光纖放入切割刀槽內(nèi)壓好后進行切割需要找到一個代價最小的選擇。光纖熔接過程剝光纜外皮光纖熔接過程露出光纖束管，用美工刀輕割一圈光纖熔接過程輕掰光纖束管，使其斷裂，彎曲角度不大于45°光纖熔接過程抽出光纖束管，露出光纖光纖熔接過程將脫脂棉浸酒精光纖熔接過程擦拭光纖的油膏光纖熔接過程將光纖套入熱縮管光纖熔接過程剝光光纖表面涂層光纖熔接過程擦拭光纖表面光纖熔接過程將光纖放入切割刀槽內(nèi)壓好后進行切割光纖熔接過程將切割好的光纖壓到熔接機的一側(cè)光纖熔接過程將處理好的第二根光纖壓到熔接機的另一側(cè)光纖熔接過程蓋好防塵蓋，手動或自動調(diào)整光纖的X軸Y軸光纖熔接過程按“set”建進行熔接光纖熔接過程用熱縮管完全套住光纖剝掉防護層的部分光纖熔接過程將套好光纖的熱縮管輕放到加熱器中光纖熔接過程按“HEAT”鍵加熱光纖熔接過程取出加熱好的熱縮管光纖熔接過程將熔接好的光纖裝入光纖收容箱光纖熔接過程將光纖盤好并固定光纖熔接過程連接好光纖耦合器

光纖熔接線序松套管中光纖的色譜排列

OTDR及光功率計概述

OTDR：中文名光時域反射儀，是利用光線在光纖中傳輸時的瑞利散射和菲涅爾反射所產(chǎn)生的背向散射而制成的精密的光電一體化儀表，它被廣泛應用于光纜線路的維護、施工之中，可進行光纖長度、光纖的傳輸衰減、接頭衰減和故障定位等的測量。

光功率計：用于測量絕對光功率或通過一段光纖的光功率相對損耗。在光纖系統(tǒng)中，測量光功率是最基本的，非常像電子學中的萬用表。光時域反射儀光功率計OTDR原理OTDR將窄的光脈沖注入光纖端面作為探測信號。在光脈沖沿著光纖傳播時，各處瑞利散射的背向散射部分將不斷返回光纖入射端，當光信號遇到裂紋時，就會產(chǎn)生菲涅爾反射，其背向反射光也會返回光纖入射端。

通過合適的光耦合和高速響應的光電檢測器檢測到輸入端的背向光的大小和到達時間，就能定量的測量出光纖的傳輸特性、長度及故障點等。瑞利散射

光纖中存在著微小的折射率波動，折射率變化部分的尺寸比波長還小時，會使光產(chǎn)生向各個方向的散射，稱為瑞利散射。

NAOTDR是如何利用瑞利散射原理的在光纖輸入端面注入窄脈沖，在光脈沖沿著光纖傳播時，各點瑞利散射部分不斷返回到光纖的輸入端。光纖接收檢測電路檢測到這些返回的光，經(jīng)過數(shù)字處理提高信噪比以后，把與反射功率對應的電信號接到示波器，經(jīng)處理后，在屏幕上可以顯示出相應的對數(shù)衰減曲線。菲涅爾反射

光在傳輸過程中通過折射率不同的介質(zhì)產(chǎn)生的反射稱菲涅爾反射。

菲涅爾反射通常發(fā)生在連接器、機械接頭、光纜的不匹配處和光纖末端。n1n2OTDR是如何利用菲涅爾反射原理的根據(jù)菲涅爾反射原理，只要在發(fā)送端探測到背向反射回來的光，就可以看到前后端面的回波脈沖，它們之間的時間間隔就是光走了兩倍纖長度的時間，據(jù)此可以測量出光纖的長度。同理，如光纖內(nèi)部發(fā)生斷裂或有缺陷也會在光纖輸入端檢測到回波脈沖，根據(jù)回波脈沖情