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    光纤理论与光纤结构 [复制链接]

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    离线天涯羽
     
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    只看楼主 正序阅读 楼主  发表于: 2007-06-22
    第一部分光纤理论与光纤结构 1vKc>+9  
    6)63Yp(  
    一.光及其特性: h?E[28QB  
    C-!!1-Eq?:  
    1. 光是一种电磁波。 L&V;Xvbu%  
    iq'hel  
    可见光部分波长范围是: 390~760nm(毫微米).大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是:850,1300,1550三种。 0G`_dMN  
    s;V~dxAiv  
    2.光的折射,反射和全反射。 l_tr,3_w  
    Sq^f}q  
    因光在不同物质中的传播速度是不同的,所以光从一种物质射向另一种物质时,在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且,折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时,折射光会消失,入射光全部被反射回来,这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率),相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。 .?{rd3[ec  
    y)iT-$bQ  
    二.光纤结构及种类: I\djZG$s;N  
    &4 Py  
    1.光纤结构: 0kxo  
    ,#&\1Vxf  
    光纤裸纤一般分为三层:中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm),中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm),最外是加强用的树脂涂层。 +vOlA#t%Z  
    Yd]y`J?#  
    2.数值孔径: q =sEtH=  
    &:1PF.)N  
    入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输,只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&TCORNING)。 A&EVzmj-+X  
    ;UuCSfs{  
    3.光纤的种类: rg Gm[SL*<  
    9))E\U  
    A. 按光在光纤中的传输模式可分为: 单摸光纤和多模光纤。 Bk,:a,  
    0/{$5gy&  
    多模光纤:中心玻璃芯教粗(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:中心玻璃芯教细(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。 $n_'# m2LE  
    ~2 L{m[s|  
    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。 { No*Z'X  
    M- inlZNR  
    常规型:光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上,如1300 t^eWFX  
    hx|Cam"  
    μm。 \Tf[% Kt x  
    w`_cmI  
    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: Qtj.@CGB  
    {Up@\M  
    1300μm和1550μm。 DmDsn  
    &o{=  
    C.按折射率分布情况分:突变型和渐变型光纤。 wz1fx>Q  
    .m--# r  
    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。 qKoD*cl)Za  
    tQ!p<Q= $)  
    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。 dkTewT6'  
    z&fXxp  
    4.常用光纤规格:  zxN,ys  
    BET3tiHV  
    单模: 8/125μm, 9/125μm , 10/125μm Dn{ hU $*  
    V>"nAh]}.  
    多模: 50/125μm 欧洲标准 wHneVqI/U  
    Ns?qLSN  
    62.5/125μm 美国标准 >q W_%  
    [C1 .*Q+l  
    工业,医疗和低速网络: 100/140μm, 200/230μm :r5DR`Rfm  
    TNwBnMe  
    塑料: 98/1000μm 用于汽车控制。 M0Eq 7:Ba  
    ey'x3s_  
    三.光纤制造与衰减: b*C\0D  
    ,-!h  
    1.光纤制造: zj~(CNE  
    pPI'0x  
    现在光纤制造方法主要有:管内CVD(化学汽相沉积)法,棒内CVD法,PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法. -1\*}m%1e  
    oWCy%76@  
    2.光纤的衰减: luA k$Es  
    Gyo[C98  
    造成光纤衰减的主要因素有:本征,弯曲,挤压,杂质,不均匀和对接等。 Af *e:}}  
    B 4s^X`?z  
    本征: 是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。 :X1~  
    ^]nnvvp  
    弯曲:光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉,造成的损耗。 eK<X7m^  
    a4'KiA2r  
    挤压: 光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。 F.9SyB$  
    FE}!I  
    杂质: 光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光,造成的损失。 K7G|cZ/^  
    K})=&<M0  
    不均匀: 光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。 N0Y$QWr_$  
    px|y_.DB2x  
    对接:光纤对接时产生的损耗,如:不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm),端面与轴心不垂直,端面不平,对接心径不匹配和熔接质量差等。 q> ;u'3}  
    n-HQk7=mQ  
    四.光纤的优点: E cS+/  
    /g|H?F0  
    1. 光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。 j=r aS  
    fW /G_  
    2. 无中继段长.几十到100多公里,铜线只有几百米。 qN5 ru2  
    c~_nO d  
    3 不受电磁场和电磁辐射的影响。 yr4j  
    +>zjTP7\e"  
    4. 重量轻,体积小。例如:通2万1千话路的900对双绞线,其直径为3英寸,重量8 吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆直径为0.5英寸,重量450P/KM。 0Dx,)C  
    dv?ael^  
    5. 光纤通讯不带电,使用安全可用于易燃,易暴场所。 _(#HQd,i  
    {zTo[i  
    6. 使用环境温度范围宽。 + F{hFuHV  
    "c0I2wq  
    7. 化学腐蚀,使用寿命长。 Z%h _g-C  
    MCPVql`+`q  
    第二部分 光 缆 |rjHH<  
    R`IFKmA EJ  
    一. 光缆的制造: hW^*b:v{  
    4*j6~  
    光缆的制造过程一般分以下几个过程: *u?QO4>  
    @D?KS;#  
    1.光纤的筛选:选择传输特性优良和张力合格的光纤。 U9?fUS  
    {P'_s ]B)  
    2.光纤的染色:应用标准的全色谱来标识,要求高温不退色不迁移。 kAu-=X  
    6Kl%|VrJs  
    3.二次挤塑:选用高弹性模量,低线胀系数的塑料挤塑成一定尺寸的管子,将光纤纳入并填入防潮防水的凝胶,最后存放几天(不少于两天)。 'H19@b5rx  
    %l4;-x<e  
    4.光缆绞合:将数根挤塑好的光纤与加强单元绞合在一起。 7P+qPcRaP  
    b" Z$?5  
    5.挤光缆外护套:在绞合的光缆外加一层护套。 {;z{U;j  
    > whcZ.8  
    二. 光缆的种类: UR3qzPm!0e  
    r JvtE}x1  
    1.按敷设方式分有:自承重架空光缆,管道光缆,铠装地埋光缆和海底光缆。 3MmpB9l#H  
    _H,xnh#nZ  
    2.按光缆结构分有:束管式光缆,层绞式光缆,紧抱式光缆,带式光缆,非金属光缆和可分支光缆。 S.<aCN<@  
    )bd)noZi  
    3.按用途分有:长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。 3"*tP+H  
    w5C$39e\G  
    三. 光缆的施工:多年来,做光缆施工使得我们已有了一套成熟的方法和经验。 ?%|w?Fdx-  
    0XcH  
    (一) 光缆的户外施工: O/(QLgUr  
    uwL^Tq}Yh  
    较长距离的光缆敷设最重要的是选择一条合适的路径。这里不一定最短的路径就是最好的,还要注意土地的使用权,架设的或地埋的可能性等。 m1 tYDZ"i  
    %9 q]  
    必须要有很完备的设计和施工图纸,以便施工和今后检查方便可靠。施工中要时时注意不要使光缆受到重压或被坚硬的物体扎伤。 Io(*_3V)B  
    6UAn# d9  
    光缆转弯时,其转弯半径要大于光缆自身直径的20倍。 gwA+%]  
    L:.z FW,  
    1. 户外架空光缆施工: y ;\m1o2  
    jkQ%b.a  
    A. 吊线托挂架空方式,这种方式简单便宜,我国应用最广泛,但挂钩加挂、整理较费时。 7J[DD5  
    7R4t%^F  
    B. 吊线缠绕式架空方式,这种方式较稳固,维护工作少。但需要专门的缠扎机。 ^vj}  
    azs lNL  
    C. 自承重式架空方式,对线干要求高,施工、维护难度大,造价高,国内目前很少采用。 ?Z0NHy;5  
    'bd|Oww1u  
    D. 架空时,光缆引上线干处须加导引装置,并避免光缆拖地。光缆牵引时注意减小摩擦力。每个干上要余留一段用于伸缩的光缆。 hf JeVT-/v  
    ~6Xr^An/Z  
    E. 要注意光缆中金属物体的可靠接地。特别是在山区、高电压电网区和多地区一般要每公里有3个接地点,甚至选用非金属光缆。 D2y[?RG  
    K9HXy*y49  
    2. 户外管道光缆施工: n@JZ2K4  
    O)aWTI  
    A. 施工前应核对管道占用情况,清洗、安放塑料子管,同时放入牵引线。 -MK9IO]i  
    <hV%OrBz-  
    B. 计算好布放长度,一定要有足够的预留长度。详见下表: @^2?97i c  
    L0Ycf|[s,  
    自然弯曲增加长度(m/km) tl=H9w&@  
    人孔内拐弯增加长度(m/孔) t@;r~S b  
    接头重叠长度 yrF"`/zv6|  
    nOCCOTf  
    (m/侧) TwI'}J|w  
    局内预留长度 W"v"mjYud  
    sGp]jqX2,m  
    (m) lEYAq'=  
    W{i s2s  
    +F4SU(T  
    5 (-[73v-w  
    0.5~1 \C}_l+nY  
    8~10 ?;YymD_  
    15~20 d7]~t|  
    其它余留安设计预留  m<e_Z~^G  
    %K[u  
    C. 一次布放长度不要太长(一般2KM),布线时应从中间开始向两边牵引。 X{u\|e{  
    '@{Mq%`  
    D. 布缆牵引力一般不大于120kg,而且应牵引光缆的加强心部分,并作好光缆头部的防水加强处理。 7C>5XyyJ  
    Bnfp_SM  
    E. 光缆引入和引出处须加顺引装置,不可直接拖地。 $`&zIz  
    V#,jUH|  
    D. 管道光缆也要注意可靠接地。 *DcB?8%  
    di4>Ir~]  
    3. 直接地埋光缆的敷设: v;o/M6GL5  
    f.G"[p  
    A. 直埋光缆沟深度要按标准进行挖掘,标准见下表: =#>F' A  
    )>]@@Trx  
    B. 不能挖沟的地方可以架空或钻孔预埋管道敷设。 O>3f*Cc  
    ,<t)aZL,A;  
    C. 沟底应保正平缓坚固,需要时可预填一部分沙子、水泥或支撑物。 @~CXnc0  
    UbEK2&q/8  
    D. 敷设时可用人工或机械牵引,但要注意导向和润滑。 9SQc ChG~j  
    fc<~R  
    E. 敷设完成后,应尽快回土覆盖并夯实。 \(&UDG$  
    f 0r?cZ  
    4. 建筑物内光缆的敷设: @#2KmM~I  
     va [r~  
    A. 垂直敷设时,应特别注意光缆的承重问题,一般每两层要将光缆固定一次。 U}R (  
    {fI"p;|  
    B. 光缆穿墙或穿楼层时,要加带护口的保护用塑料管,并且要用阻燃的填充物将管子填满。 Pk{%2\%&2  
    XI\P#"  
    C. 在建筑物内也可以预先敷设一定量的塑料管道,待以后要敷射光缆时再用牵引或真空法布光缆。
    1条评分
    cyqdesign 金钱 +3 优秀文章 2007-06-22
     
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    离线xuyantao09
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    只看该作者 10楼 发表于: 2009-08-16
    我的神啊,精神可嘉!
    离线cjg2035
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    只看该作者 9楼 发表于: 2008-01-28
    谢谢共享!
    离线vieky1982
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    只看该作者 8楼 发表于: 2008-01-16
    好文章啊
    离线agassi
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    只看该作者 7楼 发表于: 2008-01-12
    不错,给我启蒙了。
    离线happy9826
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    光券
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    只看该作者 6楼 发表于: 2007-08-17
    态度认真,值得发扬。
    离线spirit4999
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    只看该作者 5楼 发表于: 2007-08-15
    实例不错呀!~
    离线benimarv
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    只看该作者 4楼 发表于: 2007-07-16
    挺专业的,可惜后半部分我用不上
    离线天涯羽
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    只看该作者 3楼 发表于: 2007-06-29
    光纤的知识,好深奥啊,需要多多学习撒!
    离线天涯羽
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    只看该作者 2楼 发表于: 2007-06-27
    好文章啊,很有用的