光纤基本知识

光纤基本知识

新手一定要知道的光损耗计算?其实也可以不用知道的。

方案设计晓得点 发表了文章 • 0 个评论 • 605 次浏览 • 2019-07-08 11:31 • 来自相关话题

首先你要知道光纤损耗一般不是计算出来的,如果非要计算出来那只是个大概。不能做准确的。------------------------------------------- ...查看全部


首先你要知道光纤损耗一般不是计算出来的,如果非要计算出来那只是个大概。不能做准确的。

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懒人计算公式:

光纤损耗是测试出来的。准确的要用光源、光功率计进行测试。otdr次之。

单模光纤:每公里0.25db*总公里数+活动链接器0.5db*n个=总损耗

多模光纤:每公里0.36db*总公里数+活动链接器0.5db*n个=总损耗

光纤损耗是指光纤每单位长度上的衰减,单位为dB/km。光纤损耗的高低直接影响传输距离或中继站间隔距离的远近。

使光纤产生衰减的原因很多,主要有:吸收衰减,包括杂质吸收和本征吸收;散射衰减,包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射等;其它衰减,包括微弯曲衰减等。

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如果每一个数据都要有一个所以然,就按照下面的步骤来进行计算

光纤衰耗

光纤衰耗1 ODN全程衰减核算

按照最坏值法进行传输指标核算,EPON OLT-ONU之间的传输距离应满足以下公式:

光纤衰耗系数*传输距离+光分路器插损+活动连接头数量*损耗+光缆线路衰耗富余度≤ EPON R/S-S/R 点允许的最大衰耗。

1 EPON R/S-S/R点衰耗范围:

OLT PON 口发送光功率2dB~7dBm,接收光灵敏度为-27dBm。

ONU 发射光功率-1dBm~4dBm,接收光灵敏度为-24dBm。

考虑1dB的光通道代价,EPON系统R/S-S/R间允许最大衰耗为:

上行(ONU-OLT,1310nm):25dB

下行(OLT-ONU,1490nm):25dB

2 光纤衰耗系数(含固定熔接损耗):

上行(ONU-OLT,1310nm):0.4 dB/km

下行(OLT-ONU,1490nm):0.3 dB/km

3 分路器插入损耗典型值(均匀分光,不含连接器损耗)如下表所示:

类型 规格 插入损耗(dB)

FBT 1x2 ≤3.6

FBT 1x4 ≤7.3

PLC 1x8 ≤10.7

PLC 1x16 ≤14.0

PLC 1x32 ≤17.4

PLC 1x64 ≤21.6

4 活动连接头损耗:每个活接头连接损耗为0.5dB。

5 光缆线路富余度:

传输距离≤5km,取2dB

传输距离≤10km,取2~3dB

传输距离》10km,取3dB

6 综合考虑上述因素,得出OLT-ONU之间可传输距离。

光纤衰减取定: 1310nm波长时取0.36 dB /km

分路器插入衰减值:1:64光分路器取14.0 dB

序号 名 称 单位 数量 衰减值(dB)

1 光 缆 公里 1.00 0.36

2 光活动连接器 个 6 3.0

3 1:64光分路器 个 1 14

4 光缆线路富余度 公里 ≤10km 2

5 合 计 dB —— 19.36

注:光缆衰耗值取A方向光缆长度的衰耗,B方向衰耗值作为参考值。

光纤损耗计算公式

 rn(dB)=0.4dB/Km×LN(Km) LN;LN为光纤长度

LN为光纤长度,如果是用1550nm波长的光则改为0.25dB/Km,上例为1310nm波长的。

光纤链路总损耗
RN(dB)= rn +插入损耗(dB)+光分路损耗(dB)

所需光工功率
P0(dB)= RN (dB)+光接收机接收灵敏度(dB)

单位dBm是指以1mw为基准,以对来数形式表示的光功率:
P0(dBm)=10lg[P(mw)/1mw]

也就是就,dB值=10&TImes;log(mw值) 而mw值=反log(dB值/10)
反log 就是,点计算器上的Inv键后再点log。得出的值就是mw值

普及全光纤传输基础知识,不全或者不理解的部分,请提问或者在文章下评论

方案设计晓得点 发表了文章 • 0 个评论 • 375 次浏览 • 2018-08-13 14:51 • 来自相关话题

光纤通信的优点 ●通信容量大 ●中继距离长 ●不受电磁干扰 ●资源丰富 ...查看全部


光纤通信的优点



●通信容量大
●中继距离长
●不受电磁干扰
●资源丰富
●光纤重量轻、体积小



光纤通信发展简史



2000多年前
烽火台——灯光、旗语
1880年
光电话——无线光通信
1970年
光纤通信
●1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。
●1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续工作的半导体激光器。
●1970年康宁公司的卡普隆(Kapron) 之作出损耗为20dB/km光纤。
●1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。



电磁波谱



通信波段划分及相应传输媒介



光的基本知识



光通信的发展过程



光纤结构



光纤裸纤一般分为三层:
第一层:中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9-10μm,(单模)50或62.5(多模)。
第二层:中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)。
第三层:最外是加强用的树脂涂层。



1.jpg



1)纤芯 core:折射率较高,用来传送光;
2)包层 coating:折射率较低,与纤芯一起形成全反射条件;
3)保护套 jacket:强度大,能承受较大冲击,保护光纤。
3mm光缆 橘色 MM  多模
黄色 SM  单模



光纤的尺寸



外径一般为125um(一根头发平均100um)
内径:单模9um 多模50/62.5um



2.jpg



数值孔径



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



光纤的种类



按光在光纤中的传输模式可分为:
多模(Multi-Mode) (简称:MM)
单模(Single-Mode)(简称:SM)
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。实际上是阶跃型光纤的种,只是纤芯径很小,理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内,并在纤芯内作直线传播。光纤脉冲几乎没有展宽。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。



光纤的分类



按材料分类:
玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高;
胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多,成本较低;
塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及短距的图像传输。
按最佳传输频率窗口:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。
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。
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。



常用光纤规格



纤尺寸:
1)单模纤芯直径:9/125μm,10/125μm   
2)包层外径(2D)=125μm
3)一次涂敷外径=250μm
4)尾纤:300μm
5)多模:
50/125μm,欧洲标准
62.5/125μm,美国标准
6)工业,医疗和低速网络:100/140μm, 200/230μm          
7)塑料:98/1000μm,用于汽车控制



光纤衰减



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。
本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。
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。
挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
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。
不均匀:光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
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。



光缆的接续与成端



光缆的接续与成端是光缆线路维护人员必须掌握的基本技能。
光缆的接续技术分类:
1)光纤的接续技术和光缆的接续技术两部分。
2)光缆的成端类似光缆的接续,只不过由于接头材料不同而操作该当也有所不同。



光缆接续的种类



光缆接续一般可分为两大类:
1)光纤的固定接续(俗称死接头)。一般采用光纤熔接机;用于光缆直接头。
2)光纤的活动接头(俗称活接头)。用能够拆卸的连接器连接(俗称活接头)。用于光纤跳线、设备连接等地方
由于光纤端面的不完整性和光纤端面压力的不均匀性,一次放电熔接光纤的接头损耗还比较大,现在采用二次放电熔接法。先对光纤端面预热放电,给端面整形,去除灰尘和杂物,同时通过预热使光纤端面压力均匀。



光纤连接损耗的监测方法



光纤连接损耗的监测方法有三种:
1、在熔接机上进行监测。
2、光源、光功率计监测。
3、OTDR测量法



光缆接续的操作方法



光纤接续操作一般分为:
1、光纤端面的处理。
2、光纤的接续安装。
3、光纤的熔接。
4、光纤接头的保护。
5、余纤的盘留五个步骤。
通常整个光缆的接续按以下步骤进行:
第一步:大量好长度,开剥光缆,除去光缆护套;
第二步:清洗、去除光缆内的石油填充膏。
第三步:捆扎好光纤。
第四步:检查光纤心数,进行光纤对号,核对光纤色标是否有误;
第五步:加强心接续;
第六步:各种辅助线对,包括公务线对、控制线对、屏蔽地线等接续(如果有上述线对。
第七步:光纤的接续。
第八步:光纤接头保护处理;
第九步:光纤余纤的盘库留处理;
第十步:完成光缆护套的接续;
第十一步:光缆接头的保护。



光纤的损耗



1310 nm : 0.35 ~ 0.5 dB/Km
1550 nm : 0.2 ~ 0.3dB/Km
850 nm : 2.3 ~ 3.4 dB/Km
光纤熔接点损耗:0.08dB/点
光纤熔接点 1点/2km



常见光纤名词



1)衰减
衰减:光在光纤中传输时的能量损耗单模光纤1310nm 0.4~0.6dB/km1550nm 0.2~0.3dB/km塑料多模光纤300dB/km



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2)色散
色散(Dispersion):光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。
模间色散:只发生在多模光纤,因为不同模式的光沿着不同的路径传输。
材料色散:不同波长的光行进速度不同。
波导色散:发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时,会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中,通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。
光纤类型
G.652零色散点在1300nm左右
G.653零色散点在1550nm左右
G.654负色散光纤
G.655色散位移光纤
全波光纤
3)散射
由于光线的基本结构不完美,引起的光能量损失,此时光的传输不再具有很好的方向性。



光纤系统基础知识



基本光纤系统的构架及其功能介绍:

  • 1.发送单元:把电信号转换成光信号;
  • 2.传输单元:载送光信号的介质;
  • 3.接收单元:接收光信号并转换成电信号;
  • 4.连接器件:连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。



4.jpg



常用连接器类型



连接头端面类型



耦合器



主要功能再分配光信号
重要应用在光纤网络
尤其是应用在局域网
在波分复用器件上应用
基本结构
耦合器是双向无源器件
基本形式有树型、星型
——与耦合器对应的有分路器(splitter)
以图形表示



5.jpg




6.jpg



光纤通信的优点



WDM—Wavelength Division Multiplexer在一条光纤中传输多个光信号,这些光信号频率不同,颜色不同。波分复用器就是要把多个光信号耦合进同一根光纤中;解波分复用器就是从一根光纤中把多个光信号区分出来。
波分复用器(图例)



8.jpg



发送单元



接收单元



放大器



光纤数字通信



9.jpg



数字系统中脉冲的定义:
1.振幅:脉冲的高度在光纤系统中表示光功率能量。
2.上升时间:脉冲从最大振幅的10%上升到90%所需要的时间。
3.下降时间:脉冲从振幅的90%下降到10%所需要的时间。
4.脉冲宽度:脉冲在50%振幅位置的宽度,用时间表示。
5.周期:脉冲特定的时间,就是完成一个循环所需要的工作时间。
6.消光比:1信号光功率于0信号光功率的比值。
光纤通信中常用单位的定义:
1. dB = 10 log10 ( Pout / Pin )
Pout :输出功率 ; Pin :输入功率
2. dBm = 10 log10 ( P / 1mw)
是通信工程中广泛使用的单位;
通常表示以1毫瓦为参考的光功率;
example: –10dBm表示光功率等于100uw。
3. dBu = 10 log10 ( P / 1uw)


智能化设计要了解的通信光缆分类(整理基本知识)

方案设计晓得点 发表了文章 • 0 个评论 • 583 次浏览 • 2018-06-22 09:30 • 来自相关话题

通信光缆 ●用途 长途干线通信系统;市话中继通信系统;用户网络系统;CATV等数像传输系统;计算机间数据传输系统;电力输电线路网、铁路、军事等通信传输系统。 ...查看全部
通信光缆 
●用途 
长途干线通信系统;市话中继通信系统;用户网络系统;CATV等数像传输系统;计算机间数据传输系统;电力输电线路网、铁路、军事等通信传输系统。

 ●适用范围 
适用于长途干线和本地网的局间中继线路中做光通信室外传输、馈线、配线。

 ●执行标准 
1、行业标准
 YD/T-901-2001《核心网用光缆层绞式通信用室外光缆》 
YD/T-769-1995《中心束管式全填充型通信用室外单模光缆》 
YD/T-980-1998《全介质自承式光缆》 
YD/T981.1-981.3-1998《接入网用光纤带光缆》
 YD/T979-1998《光纤带技术要求和试验方法》

 2、国际标准
    
IEC、ITU-T最新建议、IEEEP1222
3、用户特殊要求 

●型号表示方法 
1、型号的组成
型号由产品型式和规格两大部分组成。 
格式:型式 规格
型式──由以下五部分组成:
分类 加强构件  结构特征  护套 外护层

 2、分类代号
GY──通信用室外光缆
G J──通信用室内光缆 

3、加强构件代号
无符号──金属加强构件
        F──非金属加强构件 

4、结构特征代号-缆芯和光缆的派生结构特征代号 
无符号──光纤松套被覆结构
        
J──光纤紧套被覆结构
        
D──光纤带结构
无符号──层绞结构
        
X──光缆中心管(被覆)结构
        
T──油膏填充式结构
        
C──自承式结构
        
8──“8”字型结构
        
E──椭圆结构
       
 B──扁平形状
        
Z──阻燃结构 

5、护套代号 
Y──普通聚乙烯
        
V──聚氯乙烯护套
        
A──铝-聚乙烯粘结护套
        
S──钢-聚乙烯粘结护套
        
W──夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套(简称W护套)
       
AT──耐电痕聚乙烯护套
  

6、外护层代号 
23──双层绕包钢带铠装聚乙外护套 
33──单层细圆钢丝铠装聚乙外护套 
333──双层细圆钢丝铠装聚乙外护套
53──纵包皱纹钢带铠装聚乙外护套 

●规格─由光纤数和光纤类别组成 
1、光纤数的代号
以光缆中实际光纤数目的数字表示 
2、光纤类别代号
二氧化硅系单模光纤用大写B表示,多模光纤用大写A表示,再以数字和小写字母表示不同种类型的光纤。
 
B1.1─非色散位移型单模光纤
 
B1.2─截止波长位移型单模光纤
    
B2─色散位移型单模光纤
  
B3─色散平坦型单模光纤
    
B4─非零色散位移型单模光纤
   
A1a─渐变型多模光纤(50/125μm)
   
A1b─渐变型多模光纤(62.5/125μm) 

 ●光缆结构 
松套层绞式、中心束管式、全介质自承式光缆结构都是由若干元件构成,各元件使用的材料保证光缆中光纤的各项性能指标满足标准要求。 
1、光纤
二氧化硅系单模光纤和多模光纤(50/125μm及62.5/125μm),其全部性能指标符合ITU-TG.652/G.651/G.655建议最新版本要求。并用它们制作各种型式规格的光缆产品。
 2、光纤带
光纤类型:二氧化硅系单模光纤,全部性能指标符合ITU-T建议的最新版本。
 粘结形式:采用UV固化涂覆材料将若干根有色光纤平等的粘结成带。
 粘结方式: 
(1).粘边式光纤带 
(2).封包式光纤带 
3、光纤(带)识别
以有色光纤为色标,采用全色谱(领示色谱)。 
光纤(带)全色谱标识
 
 
注:
1.松套管中的光纤数及松套管减少时,颜色从表中自左向右依次选择。
2.光缆中光纤及松套管色谱排列也可在供货技术规范中提出其它色谱。 
3.根据光缆规格的不同,松套管中光纤数可为一管2纤、4纤、6纤、8纤、10纤、12纤(对于带状光纤可为:一带4纤、一带6纤、一带8纤、一带10纤、一带12纤)。 
●加强构件:加强构件由高强度金属或非金属(FRP)材料构成。 
●光缆可达芯数:中心束管式---144芯
层绞式---864芯

设计师要懂的基本光纤知识,在设计中经常用到

方案设计晓得点 发表了文章 • 0 个评论 • 808 次浏览 • 2018-06-22 09:02 • 来自相关话题


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光纤跳线作为最基本、最常用的产品,其分类与应用大多都能信手拈来。但作为路人甲或普通用户,对这些不同颜色的线确实有点蒙圈,用一句通俗易懂的话来介绍,单模光纤(通常为黄色)适用于远距离通信传输,多模光纤(通常为橙色、水蓝色等其他颜色)适用于短距离通信传输。

单多模光纤基本区别
单模光纤(Single Mode Fiber)以一种模式传输,纤芯为9μm,速率在100M/s或1G/s,传输距离5km以上,光源为激光光源。线缆颜色多为黄色,连接头多为蓝色或绿色,适用波长为1310nm~1550nm; 

多模光纤(Multi Mode Fiber)支持多种模式传输,纤芯为50μm/62.5μm,典型速率为100M/s,传输距离可达2km,1 G/s可达1000m,10 G/s可达550m,光源为LED光源。

线缆颜色千兆多位橙色、万兆多为水蓝色,连接头多位灰白色,适用波长为850nm/1310nm。 

单模、多模光源示意图(下图)

2.png

单模、多模光纤结构示意图(下图)

3.png


单/多模光纤分类  单模光纤有G652 G655 G657;多模光纤有OM1、OM2、OM3、OM4、OM5。

4.jpg


死记硬背也要记住这张表,其他的你可要不记住。

5.png


      新型OM5光纤跳线多为石灰绿色,相对OM4光纤跳线,OM4一次只支持单个波长传输,而OM5一次可以支持4个波长,传输距离也更长,将广泛应用于40G/100G数据中心布线。

 OM1/OM2广泛用于室内,多为橙色;OM3/OM4多为水蓝色,也有紫罗兰色、品红色等,多用于数据中心10G—40G/100G。
 

 
既然单模光纤能传输更远距离,为什么不都使用单模光纤呢?
     
       

与单模光纤最大的不同在于,多模光纤具有更大的直径。更大的纤芯直径意味着,多模光纤可以支持多个传输模式,虽然这导致其价格高于单模光纤,但是单模光纤多采用固态激光二极管作为光源,而多模光纤多采用LED作为光源,显然前者的设备比后者的设备更昂贵,导致使用多模光纤的成本远小于使用单模光纤的成本,

加之,在短距离光传输条件下,特别是局域网布线场景中,多模光纤与单模光纤的工作状态一样良好,因而在成本优势的推动下,多模光纤更适合用于数据中心建设。
       

简化上面这段话就是单模光纤传输距离远但是其配套设备贵,多模光纤其配套设备便宜但是传输距离有限制,各有各的优势,但是在实际使用中需要根据具体的情况来使用,而不是说哪个传输距离远就用哪个,要综合传输距离、成本等主要因素考虑。
 

关注智能化方案,不止让你只是晓得点
 

新手一定要知道的光损耗计算?其实也可以不用知道的。

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首先你要知道光纤损耗一般不是计算出来的,如果非要计算出来那只是个大概。不能做准确的。------------------------------------------- ...查看全部


首先你要知道光纤损耗一般不是计算出来的,如果非要计算出来那只是个大概。不能做准确的。

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懒人计算公式:

光纤损耗是测试出来的。准确的要用光源、光功率计进行测试。otdr次之。

单模光纤:每公里0.25db*总公里数+活动链接器0.5db*n个=总损耗

多模光纤:每公里0.36db*总公里数+活动链接器0.5db*n个=总损耗

光纤损耗是指光纤每单位长度上的衰减,单位为dB/km。光纤损耗的高低直接影响传输距离或中继站间隔距离的远近。

使光纤产生衰减的原因很多,主要有:吸收衰减,包括杂质吸收和本征吸收;散射衰减,包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射等;其它衰减,包括微弯曲衰减等。

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如果每一个数据都要有一个所以然,就按照下面的步骤来进行计算

光纤衰耗

光纤衰耗1 ODN全程衰减核算

按照最坏值法进行传输指标核算,EPON OLT-ONU之间的传输距离应满足以下公式:

光纤衰耗系数*传输距离+光分路器插损+活动连接头数量*损耗+光缆线路衰耗富余度≤ EPON R/S-S/R 点允许的最大衰耗。

1 EPON R/S-S/R点衰耗范围:

OLT PON 口发送光功率2dB~7dBm,接收光灵敏度为-27dBm。

ONU 发射光功率-1dBm~4dBm,接收光灵敏度为-24dBm。

考虑1dB的光通道代价,EPON系统R/S-S/R间允许最大衰耗为:

上行(ONU-OLT,1310nm):25dB

下行(OLT-ONU,1490nm):25dB

2 光纤衰耗系数(含固定熔接损耗):

上行(ONU-OLT,1310nm):0.4 dB/km

下行(OLT-ONU,1490nm):0.3 dB/km

3 分路器插入损耗典型值(均匀分光,不含连接器损耗)如下表所示:

类型 规格 插入损耗(dB)

FBT 1x2 ≤3.6

FBT 1x4 ≤7.3

PLC 1x8 ≤10.7

PLC 1x16 ≤14.0

PLC 1x32 ≤17.4

PLC 1x64 ≤21.6

4 活动连接头损耗:每个活接头连接损耗为0.5dB。

5 光缆线路富余度:

传输距离≤5km,取2dB

传输距离≤10km,取2~3dB

传输距离》10km,取3dB

6 综合考虑上述因素,得出OLT-ONU之间可传输距离。

光纤衰减取定: 1310nm波长时取0.36 dB /km

分路器插入衰减值:1:64光分路器取14.0 dB

序号 名 称 单位 数量 衰减值(dB)

1 光 缆 公里 1.00 0.36

2 光活动连接器 个 6 3.0

3 1:64光分路器 个 1 14

4 光缆线路富余度 公里 ≤10km 2

5 合 计 dB —— 19.36

注:光缆衰耗值取A方向光缆长度的衰耗,B方向衰耗值作为参考值。

光纤损耗计算公式

 rn(dB)=0.4dB/Km×LN(Km) LN;LN为光纤长度

LN为光纤长度,如果是用1550nm波长的光则改为0.25dB/Km,上例为1310nm波长的。

光纤链路总损耗
RN(dB)= rn +插入损耗(dB)+光分路损耗(dB)

所需光工功率
P0(dB)= RN (dB)+光接收机接收灵敏度(dB)

单位dBm是指以1mw为基准,以对来数形式表示的光功率:
P0(dBm)=10lg[P(mw)/1mw]

也就是就,dB值=10&TImes;log(mw值) 而mw值=反log(dB值/10)
反log 就是,点计算器上的Inv键后再点log。得出的值就是mw值

普及全光纤传输基础知识,不全或者不理解的部分,请提问或者在文章下评论

方案设计晓得点 发表了文章 • 0 个评论 • 375 次浏览 • 2018-08-13 14:51 • 来自相关话题

光纤通信的优点 ●通信容量大 ●中继距离长 ●不受电磁干扰 ●资源丰富 ...查看全部


光纤通信的优点



●通信容量大
●中继距离长
●不受电磁干扰
●资源丰富
●光纤重量轻、体积小



光纤通信发展简史



2000多年前
烽火台——灯光、旗语
1880年
光电话——无线光通信
1970年
光纤通信
●1966年“光纤之父”高锟博士首次提出光纤通信的想法。
●1970年贝尔研究所林严雄在室温下可连续工作的半导体激光器。
●1970年康宁公司的卡普隆(Kapron) 之作出损耗为20dB/km光纤。
●1977年芝加哥第一条45Mb/s的商用线路。



电磁波谱



通信波段划分及相应传输媒介



光的基本知识



光通信的发展过程



光纤结构



光纤裸纤一般分为三层:
第一层:中心高折射率玻璃芯(芯径一般为9-10μm,(单模)50或62.5(多模)。
第二层:中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)。
第三层:最外是加强用的树脂涂层。



1.jpg



1)纤芯 core:折射率较高,用来传送光;
2)包层 coating:折射率较低,与纤芯一起形成全反射条件;
3)保护套 jacket:强度大,能承受较大冲击,保护光纤。
3mm光缆 橘色 MM  多模
黄色 SM  单模



光纤的尺寸



外径一般为125um(一根头发平均100um)
内径:单模9um 多模50/62.5um



2.jpg



数值孔径



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



光纤的种类



按光在光纤中的传输模式可分为:
多模(Multi-Mode) (简称:MM)
单模(Single-Mode)(简称:SM)
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。实际上是阶跃型光纤的种,只是纤芯径很小,理论上只允许单一传播途径的直进光入射至光纤内,并在纤芯内作直线传播。光纤脉冲几乎没有展宽。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。



光纤的分类



按材料分类:
玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高;
胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多,成本较低;
塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及短距的图像传输。
按最佳传输频率窗口:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。
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。
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。



常用光纤规格



纤尺寸:
1)单模纤芯直径:9/125μm,10/125μm   
2)包层外径(2D)=125μm
3)一次涂敷外径=250μm
4)尾纤:300μm
5)多模:
50/125μm,欧洲标准
62.5/125μm,美国标准
6)工业,医疗和低速网络:100/140μm, 200/230μm          
7)塑料:98/1000μm,用于汽车控制



光纤衰减



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。
本征:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。
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。
挤压:光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。
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。
不均匀:光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。
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。



光缆的接续与成端



光缆的接续与成端是光缆线路维护人员必须掌握的基本技能。
光缆的接续技术分类:
1)光纤的接续技术和光缆的接续技术两部分。
2)光缆的成端类似光缆的接续,只不过由于接头材料不同而操作该当也有所不同。



光缆接续的种类



光缆接续一般可分为两大类:
1)光纤的固定接续(俗称死接头)。一般采用光纤熔接机;用于光缆直接头。
2)光纤的活动接头(俗称活接头)。用能够拆卸的连接器连接(俗称活接头)。用于光纤跳线、设备连接等地方
由于光纤端面的不完整性和光纤端面压力的不均匀性,一次放电熔接光纤的接头损耗还比较大,现在采用二次放电熔接法。先对光纤端面预热放电,给端面整形,去除灰尘和杂物,同时通过预热使光纤端面压力均匀。



光纤连接损耗的监测方法



光纤连接损耗的监测方法有三种:
1、在熔接机上进行监测。
2、光源、光功率计监测。
3、OTDR测量法



光缆接续的操作方法



光纤接续操作一般分为:
1、光纤端面的处理。
2、光纤的接续安装。
3、光纤的熔接。
4、光纤接头的保护。
5、余纤的盘留五个步骤。
通常整个光缆的接续按以下步骤进行:
第一步:大量好长度,开剥光缆,除去光缆护套;
第二步:清洗、去除光缆内的石油填充膏。
第三步:捆扎好光纤。
第四步:检查光纤心数,进行光纤对号,核对光纤色标是否有误;
第五步:加强心接续;
第六步:各种辅助线对,包括公务线对、控制线对、屏蔽地线等接续(如果有上述线对。
第七步:光纤的接续。
第八步:光纤接头保护处理;
第九步:光纤余纤的盘库留处理;
第十步:完成光缆护套的接续;
第十一步:光缆接头的保护。



光纤的损耗



1310 nm : 0.35 ~ 0.5 dB/Km
1550 nm : 0.2 ~ 0.3dB/Km
850 nm : 2.3 ~ 3.4 dB/Km
光纤熔接点损耗:0.08dB/点
光纤熔接点 1点/2km



常见光纤名词



1)衰减
衰减:光在光纤中传输时的能量损耗单模光纤1310nm 0.4~0.6dB/km1550nm 0.2~0.3dB/km塑料多模光纤300dB/km



3.jpg



2)色散
色散(Dispersion):光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。
模间色散:只发生在多模光纤,因为不同模式的光沿着不同的路径传输。
材料色散:不同波长的光行进速度不同。
波导色散:发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时,会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中,通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。
光纤类型
G.652零色散点在1300nm左右
G.653零色散点在1550nm左右
G.654负色散光纤
G.655色散位移光纤
全波光纤
3)散射
由于光线的基本结构不完美,引起的光能量损失,此时光的传输不再具有很好的方向性。



光纤系统基础知识



基本光纤系统的构架及其功能介绍:

  • 1.发送单元:把电信号转换成光信号;
  • 2.传输单元:载送光信号的介质;
  • 3.接收单元:接收光信号并转换成电信号;
  • 4.连接器件:连接光纤到光源、光检测以及其它光纤。



4.jpg



常用连接器类型



连接头端面类型



耦合器



主要功能再分配光信号
重要应用在光纤网络
尤其是应用在局域网
在波分复用器件上应用
基本结构
耦合器是双向无源器件
基本形式有树型、星型
——与耦合器对应的有分路器(splitter)
以图形表示



5.jpg




6.jpg



光纤通信的优点



WDM—Wavelength Division Multiplexer在一条光纤中传输多个光信号,这些光信号频率不同,颜色不同。波分复用器就是要把多个光信号耦合进同一根光纤中;解波分复用器就是从一根光纤中把多个光信号区分出来。
波分复用器(图例)



8.jpg



发送单元



接收单元



放大器



光纤数字通信



9.jpg



数字系统中脉冲的定义:
1.振幅:脉冲的高度在光纤系统中表示光功率能量。
2.上升时间:脉冲从最大振幅的10%上升到90%所需要的时间。
3.下降时间:脉冲从振幅的90%下降到10%所需要的时间。
4.脉冲宽度:脉冲在50%振幅位置的宽度,用时间表示。
5.周期:脉冲特定的时间,就是完成一个循环所需要的工作时间。
6.消光比:1信号光功率于0信号光功率的比值。
光纤通信中常用单位的定义:
1. dB = 10 log10 ( Pout / Pin )
Pout :输出功率 ; Pin :输入功率
2. dBm = 10 log10 ( P / 1mw)
是通信工程中广泛使用的单位;
通常表示以1毫瓦为参考的光功率;
example: –10dBm表示光功率等于100uw。
3. dBu = 10 log10 ( P / 1uw)


智能化设计要了解的通信光缆分类(整理基本知识)

方案设计晓得点 发表了文章 • 0 个评论 • 583 次浏览 • 2018-06-22 09:30 • 来自相关话题

通信光缆 ●用途 长途干线通信系统;市话中继通信系统;用户网络系统;CATV等数像传输系统;计算机间数据传输系统;电力输电线路网、铁路、军事等通信传输系统。 ...查看全部
通信光缆 
●用途 
长途干线通信系统;市话中继通信系统;用户网络系统;CATV等数像传输系统;计算机间数据传输系统;电力输电线路网、铁路、军事等通信传输系统。

 ●适用范围 
适用于长途干线和本地网的局间中继线路中做光通信室外传输、馈线、配线。

 ●执行标准 
1、行业标准
 YD/T-901-2001《核心网用光缆层绞式通信用室外光缆》 
YD/T-769-1995《中心束管式全填充型通信用室外单模光缆》 
YD/T-980-1998《全介质自承式光缆》 
YD/T981.1-981.3-1998《接入网用光纤带光缆》
 YD/T979-1998《光纤带技术要求和试验方法》

 2、国际标准
    
IEC、ITU-T最新建议、IEEEP1222
3、用户特殊要求 

●型号表示方法 
1、型号的组成
型号由产品型式和规格两大部分组成。 
格式:型式 规格
型式──由以下五部分组成:
分类 加强构件  结构特征  护套 外护层

 2、分类代号
GY──通信用室外光缆
G J──通信用室内光缆 

3、加强构件代号
无符号──金属加强构件
        F──非金属加强构件 

4、结构特征代号-缆芯和光缆的派生结构特征代号 
无符号──光纤松套被覆结构
        
J──光纤紧套被覆结构
        
D──光纤带结构
无符号──层绞结构
        
X──光缆中心管(被覆)结构
        
T──油膏填充式结构
        
C──自承式结构
        
8──“8”字型结构
        
E──椭圆结构
       
 B──扁平形状
        
Z──阻燃结构 

5、护套代号 
Y──普通聚乙烯
        
V──聚氯乙烯护套
        
A──铝-聚乙烯粘结护套
        
S──钢-聚乙烯粘结护套
        
W──夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套(简称W护套)
       
AT──耐电痕聚乙烯护套
  

6、外护层代号 
23──双层绕包钢带铠装聚乙外护套 
33──单层细圆钢丝铠装聚乙外护套 
333──双层细圆钢丝铠装聚乙外护套
53──纵包皱纹钢带铠装聚乙外护套 

●规格─由光纤数和光纤类别组成 
1、光纤数的代号
以光缆中实际光纤数目的数字表示 
2、光纤类别代号
二氧化硅系单模光纤用大写B表示,多模光纤用大写A表示,再以数字和小写字母表示不同种类型的光纤。
 
B1.1─非色散位移型单模光纤
 
B1.2─截止波长位移型单模光纤
    
B2─色散位移型单模光纤
  
B3─色散平坦型单模光纤
    
B4─非零色散位移型单模光纤
   
A1a─渐变型多模光纤(50/125μm)
   
A1b─渐变型多模光纤(62.5/125μm) 

 ●光缆结构 
松套层绞式、中心束管式、全介质自承式光缆结构都是由若干元件构成,各元件使用的材料保证光缆中光纤的各项性能指标满足标准要求。 
1、光纤
二氧化硅系单模光纤和多模光纤(50/125μm及62.5/125μm),其全部性能指标符合ITU-TG.652/G.651/G.655建议最新版本要求。并用它们制作各种型式规格的光缆产品。
 2、光纤带
光纤类型:二氧化硅系单模光纤,全部性能指标符合ITU-T建议的最新版本。
 粘结形式:采用UV固化涂覆材料将若干根有色光纤平等的粘结成带。
 粘结方式: 
(1).粘边式光纤带 
(2).封包式光纤带 
3、光纤(带)识别
以有色光纤为色标,采用全色谱(领示色谱)。 
光纤(带)全色谱标识
 
 
注:
1.松套管中的光纤数及松套管减少时,颜色从表中自左向右依次选择。
2.光缆中光纤及松套管色谱排列也可在供货技术规范中提出其它色谱。 
3.根据光缆规格的不同,松套管中光纤数可为一管2纤、4纤、6纤、8纤、10纤、12纤(对于带状光纤可为:一带4纤、一带6纤、一带8纤、一带10纤、一带12纤)。 
●加强构件:加强构件由高强度金属或非金属(FRP)材料构成。 
●光缆可达芯数:中心束管式---144芯
层绞式---864芯

设计师要懂的基本光纤知识,在设计中经常用到

方案设计晓得点 发表了文章 • 0 个评论 • 808 次浏览 • 2018-06-22 09:02 • 来自相关话题


1.png


光纤跳线作为最基本、最常用的产品,其分类与应用大多都能信手拈来。但作为路人甲或普通用户,对这些不同颜色的线确实有点蒙圈,用一句通俗易懂的话来介绍,单模光纤(通常为黄色)适用于远距离通信传输,多模光纤(通常为橙色、水蓝色等其他颜色)适用于短距离通信传输。

单多模光纤基本区别
单模光纤(Single Mode Fiber)以一种模式传输,纤芯为9μm,速率在100M/s或1G/s,传输距离5km以上,光源为激光光源。线缆颜色多为黄色,连接头多为蓝色或绿色,适用波长为1310nm~1550nm; 

多模光纤(Multi Mode Fiber)支持多种模式传输,纤芯为50μm/62.5μm,典型速率为100M/s,传输距离可达2km,1 G/s可达1000m,10 G/s可达550m,光源为LED光源。

线缆颜色千兆多位橙色、万兆多为水蓝色,连接头多位灰白色,适用波长为850nm/1310nm。 

单模、多模光源示意图(下图)

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单模、多模光纤结构示意图(下图)

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单/多模光纤分类  单模光纤有G652 G655 G657;多模光纤有OM1、OM2、OM3、OM4、OM5。

4.jpg


死记硬背也要记住这张表,其他的你可要不记住。

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      新型OM5光纤跳线多为石灰绿色,相对OM4光纤跳线,OM4一次只支持单个波长传输,而OM5一次可以支持4个波长,传输距离也更长,将广泛应用于40G/100G数据中心布线。

 OM1/OM2广泛用于室内,多为橙色;OM3/OM4多为水蓝色,也有紫罗兰色、品红色等,多用于数据中心10G—40G/100G。
 

 
既然单模光纤能传输更远距离,为什么不都使用单模光纤呢?
     
       

与单模光纤最大的不同在于,多模光纤具有更大的直径。更大的纤芯直径意味着,多模光纤可以支持多个传输模式,虽然这导致其价格高于单模光纤,但是单模光纤多采用固态激光二极管作为光源,而多模光纤多采用LED作为光源,显然前者的设备比后者的设备更昂贵,导致使用多模光纤的成本远小于使用单模光纤的成本,

加之,在短距离光传输条件下,特别是局域网布线场景中,多模光纤与单模光纤的工作状态一样良好,因而在成本优势的推动下,多模光纤更适合用于数据中心建设。
       

简化上面这段话就是单模光纤传输距离远但是其配套设备贵,多模光纤其配套设备便宜但是传输距离有限制,各有各的优势,但是在实际使用中需要根据具体的情况来使用,而不是说哪个传输距离远就用哪个,要综合传输距离、成本等主要因素考虑。
 

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