销售光缆-煜峰物资回收公司
网站标志
产品搜索
产品详情
销售光缆

  光纤传输的载波是光,虽然频带极宽,但并不能充分利用,这是由于光在光纤中传输有色散(模间色散、材料色散和波导色散)的缘故。它们在不同程度上影响光纤带宽。

  模间色散是由于不同模式的光线在芯- 包界面上的全反射角不同,曲折前

  

光纤光缆

  光纤光缆进的路程长短不一。因而,一束光脉冲入射光纤后,它所含的各模式经一定距离传输到达终点的时间会有先后,因而引起脉冲展宽。它可使一束窄脉冲展宽达20纳秒/公里左右,光纤的相应带宽约为20兆赫·公里。

  材料色散是一种模内色散。光纤所传输的光即使是激光,也包含有一定谱宽的不同波长的光分量。例如,GaAlAs半导体激光器发出的激光谱宽约为 2纳米。光在介质中的传输速度与折射率 n有关,而石英介质的折射率随波长变化,因此当一束光脉冲入射光纤后,即使是同一模式,传输群速也会因光波长不同而有差异,致使到达终点后的脉冲展宽,这就是材料色散。在1.3微米附近,折射率随波长的变化极小,因此,材料色散很小(例如3皮秒/公里·纳米)。消除模间色散可使光纤带宽大大提高。纯石英在1.27微米波长上具有零色散特性。

  波导色散也是一种模内色散,是由于模式传播常数随波长变化引起群速差异而造成的。波导色散更小。在1.3微米波长附近,材料色散显著减小,以致二者大致相同,并有可能相互抵消。  光纤的种类  按使用的材料分,有石英光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层光纤和塑料光纤等几大类。其中石英光纤以高纯SiO2玻璃作光纤材料,具有衰减低、频带宽等优点,在研究及应用中占主要地位。如按纤芯折射率分类主要有突变型光纤和渐变型光纤。按传输光的模式分,有多模光纤和单模光纤。

  编辑本段光线分类

  突变型

  纤芯部分折射率不变,而在芯-包界面折射率突变。纤芯中光线轨迹呈锯齿形折线。这种光纤模间色散大,带宽只有几十兆赫·公里。常做成大芯径,大数值孔径(例如芯径为100微米,NA为0.30)光纤,以提高与光源的耦合效率,适用于短距离、小容量的通信系统。

  渐变型

  纤芯折射率分布如图4。纤芯中心折射率最高,沿径向按下式渐变:

  n(r)=n1【1-2墹(r/ɑ)α】1/2 (2)

  式中α为折射率分布指数。可以把这种光纤的纤芯分割成多层突变型光纤来分析

  

光纤光缆

  光纤光缆其传输原理。在分析中可近似地认为各层内折射率均匀。当入射角为θ0的光线入射纤芯后,在各层界面依次折射。按折射定律,折射角θ1逐渐增大,直到大于全反射临界角θc;发生全反射后,即折向纤芯中心。然后,经各层时折射角又逐渐减小,到达中心时仍为θ0。结果光线呈正弦形轨迹。高次模即入射角较大的光线处于靠近包层的区域,这里折射率较小,光速较大,因此虽然路程较长,传输时间仍有可能与处于中心区的低次模接近或一致,即各模式的光线轨迹可聚焦于一点,使模间色散大大减小。当折射率分布接近抛物线(α=2)时,模间色散最小,带宽可达吉赫·公里的水平。

  单模光纤

  当光纤的归一化频率ν<2.41时,光纤中只允许单一模式(基模)传输,就成为单模光纤。根据式(2),这种光纤芯径和数值孔径必然很小,一般芯径只有数微米,因此连接耦合难度大。由于是单模传输,消除了模间色散,在波长1.3微米附近材料色散又趋近于零,因此带宽极大(可达数百吉赫·公里)。单模光纤被视为今后大容量长途干线通信的主要传输线。

  玻璃光纤

  组成光纤的玻璃成分以SiO2为主,约占百分之几十,此外还含有碱金

  

光纤光缆

  光纤光缆属、碱土金属、铅硼等的氧化物。它的特点是熔点低(1400摄氏度以下),可用传统的坩埚法拉丝,适于制做大芯径、大数值孔径光纤。这种光纤尚处于研制阶段,故应用不多。

  包层光纤

  这是一种以高纯石英作纤芯、塑料(如有机硅)作包层的突变型多模光纤。芯径和数值孔径较大,例如芯径大于200微米,NA大于0.3。这种光纤便于连接和耦合,适于短距离小容量系统使用。

  塑料光纤

  光纤材料主要是特制的高透明度的有机玻璃、聚苯乙烯等塑料,可做成突变型或渐变型多模光纤,光纤衰减已从初期的500~1000分贝/公里降低到数十分贝/公里,但仍须进一步降低。它的特点是柔软、加工方便、芯径和数值孔径大。

  被覆光纤

  裸光纤脆而易断,这是因为玻璃光纤表面总是存在随机分布的微裂纹,在潮气、尘

  

光纤光缆

  光纤光缆埃和应力作用下迅速增殖而导致破坏。在光纤拉丝的同时立即涂覆一层塑料护层,制成一次被覆光纤,可保证光纤的高强度和长寿命。但为了进一步提高其耐压和抗弯折等机械性能,便于成缆和使用,往往在表面上再挤覆一层较厚的塑料层,这就是二次被覆光纤,也称被覆光纤。它的外径一般为 1毫米左右。按照光纤在二次被覆护层中的松动状态,还可分为松包光纤和紧包光纤两类。

  编辑本段光缆结构

  按照被覆光纤在光缆中所处的状态,光缆有紧结构与松结构两类。骨架型光缆是一种

  

光纤光缆

  光纤光缆典型的松结构。光纤埋在骨架外周螺旋槽中,有活动余地。这种光缆隔离外力和防止微弯损耗的特性较好。图2b的绞合型光缆当使用紧包光纤时是一种典型的紧结构,被覆光纤被紧包于缆结构中,但绞合型光缆使用松包光纤时,由于光纤在二次被覆塑料管中可以活动,仍属松结构。绞合型光缆的成缆工艺较为简单,性能良好。此外,还有带状光缆、单芯光缆等结构类型。

  各种光缆中都有增强件,用以承载拉力。它由具有高弹性模量的高强度材料制成,常用的有钢丝、高强度玻璃纤维和高模量合成纤维芳纶等。增强件使光缆在使用应力下只产生极低的伸长形变(例如小于0.5%),以保护光纤免受应力或只承受极低的应力,以防光纤断裂。

  光缆的护套结构和材料视使用环境和要求而定,与同样使用条件下的电缆基本相同。按照光缆的使用环境分,有架空光缆、直埋光缆、海底光缆、野战光缆等。

  编辑本段新型介绍

  用于长途通信的新型大容量长距离光纤光缆

  主要是一些大有效面积、低色散维护的新型G.655光纤光缆,其PMD值极低,可以使现有传输系统的容量方便地升级至10~40Gbit/s,并便于在光纤光缆上采用分布式拉曼效应放大,使光信号的传输距离大大延长。

  用于城域网通信的新型低水峰光纤光缆

  城域网设计中须要考虑简化设备和降低成本,还须要考虑非波分复用技能(CWDM)运用的可能性。低水峰光纤光缆在1360~1460nm的延伸波段使带宽被大大扩展,使CWDM系统被极大地优化,增大了传输信道、增长了传输距离。一些城域网的设计可能不仅要求光纤光缆的水峰低,还要求光纤光缆具有负色散值,一方面可以抵消光源光器件的正色散,另一方面可以组合运用这种负色散光纤光缆与G.652光纤光缆或G.655标准光纤光缆,运用它来做色散补偿,从而防止复杂的色散补偿设计,节约成本。如果将来在城域网光纤光缆中采用拉曼放大技能,这种网络也将具有明显的优势。但是毕竟城域网的规范还不是很成熟,所以城域网光纤光缆的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化。

  用于局域网的新型多模光纤光缆

  由于局域网和用户驻地网的高速发展,大量的综合布线系统也采用了多模光纤光缆来代替数字电缆,因此多模光纤光缆的市场份额会逐渐加大。之所以选用多模光纤光缆,是因为局域网传输距离较短,虽然多模光纤光缆比单模光纤光缆价格贵50%~100%,但是它所配套的光器件可选用发光二极管,价格则比激光管便宜很多,而且多模光纤光缆有较大的芯径与数值孔径,容易连接与耦合,相应的连接器、耦合器等元器件价格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤光缆标准,但由于局域网发展的须要,它仍然得到了广泛运用。而ITU-T推选的G.651光纤光缆,即50/125μm的标准型多模光纤光缆,其芯径较小、耦合与连接相应困难一些,虽然在部分欧洲国家和日本有一些运用,但在北美及欧洲大多数国家很少采用。针对这些疑问,目前有的公司已执行了改良,研制出新型的5O/125μm光纤光缆渐变型(G1)光纤光缆,区别于传统的50/125μm光纤光缆纤芯的梯度折射率分布,它将带宽的正态分布执行了调整,以配合850nm和1300nm两个窗口的运用,这种改良可能会为50/125pm光纤光缆在局域网运用找到新的市场。

  前途未卜的空芯光纤光缆

  据报道,美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤光缆,即光是在光纤光缆的空气够传输。从理论上讲,这种光纤光缆没有纤芯,减小了衰耗,增长了通信距离,防止了色散导致的干扰现象,可以支持更多的波段,并且它允许较强的光功率注入,估计其通信能力可达到光纤光缆的100倍。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技能的发展,越来越多的研究证明空芯光纤光缆似有可能。如果真能实用,就能处理现有光纤光缆系统长距离传输的疑问,并大大降低光通信的成本。但是,这种光纤光缆运用起来还会遇到许多棘手的疑问,比如光纤光缆的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等。因此,对于这种光纤光缆的现场运用还需做进一步的探讨。

  编辑本段参考要点

  光纤光缆的选用除了根据光缆芯数和光纤种类,还要根据光纤的使用来选择光缆的外护套,在选用时要注意以下几点:

  1.户外用光缆直埋时,宜选铠装光缆,架空时,可选用两根或多根加强筋的黑色塑料外护套的光缆。

  2.建筑物内用的光缆在选用时应该注意其阻燃,毒和烟的特性,一般在管道中和强制通风处,可选用阻燃和有烟的类型,暴露的环境中应选用阻燃、无烟和无毒的类型。

  3楼内垂直布线时,可选用层绞是光缆;水平布线式,可选用分支光缆。

  4.传输距离在2kg以内的可选用多模光缆;超过2kg可选用中继或单模光缆。

  以上是单从应用方面考虑应该主义的几个问题,实施时候还需要灵活掌握,其实,布线环境复杂多样,各种问题都可能随时出现,这就需要我们在规划和施工时严格按照布线标准实施,遇到问题,灵活分析,就会圆满解决。

  单模光纤,只传输主模,也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输,由于完全避免了模式射散使得单模光纤的传输频带很宽,因而适用于大容量,长距离的光纤通讯,单模光纤使用的光波长1310nm或1550nm。

  多模光纤,在一定的工作波长下,有多个模式在光纤中传输,这种光纤称之为多模光纤,由于色散或像差,因此这种光纤传输性能较差频带比较窄,传输容量比较小,距离也比较短。

  光纤光缆的选择要点

  1、光缆芯数的选定

  在施工方便的条件下,尽量选择盘长较大的光缆。选择光缆芯数时,要把效益和长期规划结合起来,充分考虑扩容的可能性;根据“建设一条线服务一大片”的指导思想,充分考虑沿途各大单位的通信需要。

  2、光缆结构程式的选择

  长途干线光缆应采用波长1310nm窗口,并能在1550nm窗口使用的单模光纤;光纤筛选张力应不小于5N(牛顿);采用无金属线对光缆,在雷击严重或强电影响地段可采用非金属构件加强芯光缆,光缆芯采用充油膏结构。

  光缆护层结构选择的规定:架空和管道光缆(简易塑料管管道)为防潮层+PE外护层;直埋光缆为防潮层+PE内护层+钢带铠装层+PE外护层;水底光缆为防潮层+PE内护层+粗钢丝铠装层+PE外护层。

  光缆的机械性能应符合表1.1所规定。光缆承受短期允许张力或侧压力,在张力或侧压力解除后光纤衰减不变化,光纤延伸率不大于0.15%;光缆在承受长期允许张力或侧压力时,光纤衰减不变化,光缆延伸率不大于0.2%,光前没有应变。

  3、水底光缆的选用

  通航机动船、帆船、木筏较多的主要航运河流,应采用钢丝铠装光缆;河水流速特别急、河道变化较大时,应采用双层钢丝铠装光缆;河宽(两堤或自然岸间)大于150m的平原河流,宜采用钢丝铠装光缆;有的河宽虽小于150m,但流速较大(3m/s以上)、河床土质松散、两岸易受冲刷塌方、河底坎坷不平或为石质河床、大卵石河床,应才用刚丝铠装的水底光缆;有的河宽虽不大于150m,但河床土质稳定,流速很小,河道顺直又无冲刷现象,可不采用刚丝铠装的水底光缆;山区河流,应根据河床土质、流速、流量的大小、冲刷程度以及上游水文等情况确定。备用水底光缆的设置,综合考虑的因素有:特大的河流;河床稳定性能很差的较大河流;有其他特殊要求;限于自然地形和施工条件,光缆的安全程度较差或抢修很困难。[3]