光纤通信概述及光纤和光缆基础知识要点

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1、教案内容教学提示线务员专业教案编号：光缆001光纤通信概述及光纤和光缆基础知识业务要素：外线编写人:张翔适用对象：士官、义务兵编写日期： 2013/1/17教学提要课目光纤通信概述及光纤和光缆基础知识的理论教学目的使受训人员对光纤通信概述及光纤和光缆基础知识有一定的了解。内容一、光纤通信的优点二、光纤和光缆三、光缆敷设四、光缆敷设五、光缆施工方法实施方法理论教学（教案与PPT结合授课）教学对象本次受训人员地 点学习室时 间两个课时，每个课时45分钟要 求受训人员认真听、用心记。器材保障光缆若干15作业进程作业准备：1、 清点人数，检查器材设备2、 宣布作业提要作业实施：一、光纤通信的优点光纤通

2、信是一光缆作为传输线路的一种通信方 式，他与过去对称电缆、小同轴电缆以及中同轴电缆 作为传输线路的通信相比，最大的区别有两点，一是 用光纤作为传输介质，二是以光波作载波。光纤通信 具有以下优点。1 .通信容量大，传输距离长从明线发展到对称电缆、小同轴电缆，以及中同 轴电缆，尽管容量在不断地提高，但还是有限的。如 某传输系统为八管中同轴电缆，全部容量可开通四个 1800路系统，和八个12路子系统，共计7296个话 路，而如果铺设一条光缆线路（24芯单模光纤），使用 140Mb/s系统，则可以开23040路，若选用8B1H线路 码型，还可增加1080路区间通信话路；若开565Mb/ 米系统，则可开

3、通92160个话路；如果开更高次群系 统，电路还可大大增加。长距离传输，需在线路上设置中继设备，电缆线 路上称之为增音机（有人机或无人机），光缆线路上称 之为光中继器（有人中继器或无人中继器），使信号放 大再逐站传送到终端局。线路越长，所需中继器设备 越多。而光缆传输系统，由于光纤损耗低、频带宽， 传输距离可大大延长。2 .抗电磁干扰强，保密性好各种传输系统都有一定的抗电磁干扰能力。由于 电源动力、高压输电线以及雷电等自然干扰给现代通 信增加了困难，尽管采取了很多有效的措施，依然受 到不同程度的影响。而对光纤通信而言，由于光线本 身是非金属绝缘体，不受上述各种电磁干扰影响，使 通信质量能得以根

4、本改善。任何一种电缆传输线都有 被窃听的可能，而光缆传输线路尽管光纤弯曲部分有 极微量的泄漏光，这部分微光经过技术处理，再加上 光缆护层，其保密性能可以大大提高。3 .重量轻，资源丰富光纤直径很小，只有同轴管的百分之一左右，这 使投资下降，给生产、运屯施工带来了便利，尤其是光缆。由于光纤代替了金属导线，光缆传输可大量节省 有色金属。生产1km的八芯光缆，只需320g的石英玻 璃，这种原材料地球上十分丰富。二、光纤和光缆1 .光纤传输原理光纤的传输原理，可以用几何光学的反射、折射 特性来分析，下面用光的全反射原理，来说明不同折 射率分布的光纤是如何传送光信号的。当光源发出无 数条光线由折射率大的

5、介质射至折射率小的介质的交 界面时，在界面处，一部分光线透射，一部分光线反 射。若界面上光纤的入射角大于临界(9c=arcsin(n 2/n 1)时，光纤就不会透射过界面，这称 为光的全反射。2 .光纤的种类光纤，全称为光导纤维，由光折射率较高的纤芯和折 射率较低的包层组成。内层为纤芯，作用是传输光信 号，外层为包层，作用是使光信号封闭在纤芯中传播。因此，纤芯的折合率ni比包层的折射率n2稍大，这是 光纤结构的关键。通过通过用光纤的外径为 125纳米, 多模光纤的纤芯为5纳米，单模光纤的纤芯为810纳 米。为了保护光纤不受外力和环境的影响，在包层的 外面都加上一层塑料护套。3 .光缆的种类1）

6、光缆的种类很多，其分布方法也很多，习惯的分类有：根据传输性能、距离和用途，光缆可分为市话光 缆、长途光缆、海底光缆及用户光缆等。按光纤种类，光缆可以分为多模光缆、单模光缆; 按光纤套塑方法，光缆可分紧套光缆、松套光缆束管 式光缆及带状式多心单元光缆等。按光纤芯数多少，光缆可以分为单芯光缆，多芯 光缆等。按加强件配置方法，光缆可以分为中心加强件光 缆、分散加强件光缆、护层加强件光缆等。按敷设方式，光缆可分为管道光缆、直埋光缆、 架空光缆及水底光缆等。按护层材料性质，光缆可分为普通光缆、阻燃光 缆及防蚁和防鼠缆等。2）光缆的分类代号及其意义GY-S信用室（野）外光缆GR通信用软光缆GJ-通信用室（

7、局）内光缆GS通信设备内光缆GH通信用海底光缆GT-通信用特殊光缆3）加强构建的代号及其意义无符号-金属加强构件F-非金属加强构件4）派生特征的代号及其意义B-扁平式结构Z-自承式建构T-填充式建构S-松套结构（非国际）5）护层的代号及其意义Y-聚乙烯护层V-聚氯乙烯护层U-聚氨酯护层A-铝、聚乙烯粘接护层S-钢、铝、聚乙烯综合护套4 .光缆的结构光缆的结构大致上可分为缆芯与护层两大部分1）缆芯在光缆结构中，缆芯是主体。当前缆芯的基本机构（基 本缆芯组建）可分为层绞式、骨架式、束管式和带状 式等四种。在光缆中缆芯内包括光纤、光纤的套管或 骨架及加强元件。在通常情况下，缆芯内还需填充油 膏。加强

8、元件的作用是承受光缆敷设时的拉力，以增 强光缆的机械强度；油膏具有可靠的防潮性能，防止 潮气在缆芯中的扩散。2）护层与加强元件护层：如同电缆护层一样，光缆护层也是由护套和外 护层构成的多层组合体。护层的作用是进一步保护光 纤，使光纤能适应在各种场合敷设。加强元件：光缆与电缆结构上最大的不同点在于，由 于光纤对任何拉伸、压缩及侧压等外力的承受能力很 差，因而必须为光缆设置“加强元件”。3）光缆端别的识别光缆必须按端别次序敷设，因此应掌握光缆端别的识 别。其以光纤的色谱排列次序来表述，若这种顺序以 顺时针排列，则为A端;若以反时针排列，则为B端。 光缆厂家生产的光缆，以靠近红色信号线的光纤编号 1

9、,按顺时针顺序为2、3、4等，这种排列为A端,反之为B端。也可由光缆护套上的米标来断定：标有 “0”米标的一端为A端，标有该端光缆皮长的一端为B端。六、光缆敷设1 .光缆施工的特点光缆和电缆同属线缆的性质，光缆线路的施工，有很多与电缆线路工程相同的地方，许多施工方法和 工艺与电缆线路工程施工相同。但由于光缆的传输介 质与通信电缆有着本质的区别，因而在光缆的敷设和 接续技术中，就不能完全照搬电缆使用的方法进行施 工，而有其自己的特点。1）光缆的制造长度一般光缆的标准制造长度为2km或4kmi对于有特 殊要求时，可以生产更长的制造长度2）光缆的抗张能力较小光缆的芯线是非导体，它只有有限的弹性变形，

10、而没有可塑性形变。一般光缆的抗张力为 100300kg, 而直埋光缆为600800kg,特殊光缆由光缆设计部门提 出抗拉强度值3）光缆直径小、重量较轻光缆与电缆相比，光缆的直径较细，重量更轻。单模12芯以下的光缆，其直径在12mmz内，单位长 度的重量在90kg/km以下。4）光纤的连接技术要求，接续较复杂光纤熔接接续时，需在高温状态下，将光纤两端 面熔融，靠光纤材料分子间的作用力而粘合在一起， 连接机具较为复杂操作技术要求也较高。2 .光缆线路的施工范围光缆线路工程是光纤通信工程的一个重要组成部 分。它与传输设备安装工程的划分是以光纤分配架或 光纤分配盘为界，架外为光缆线路部分，即由本局光

11、纤分配架或光纤分配盘连接器至对方局光纤分配架或 光纤分配盘之间的部分，光纤分配架安装一般属设备 安装工程。3 .光缆线路工程施工的工序流程光缆线路工程可把 它简单地分为施工准备、光缆敷设、光缆接续、中继 断测试盒竣工验收五个部分。四、光缆线路工程施工中应注意的问题1 .按中继端段光缆配盘图进行敷设光缆布放应以光缆配盘图为依据，按配盘图要求的光缆单盘号进行敷设。2 .光缆的弯曲半径光缆安装固定后的弯曲半径应不小于光缆外径的15倍，施工过程中应不小于光缆外径的 20倍。3 .光缆的牵引张力布放光缆的牵引力应不超过光缆最大允许张力的 80%瞬间最大牵引力不得超过光缆的最大允许张力， 且牵引力应作用在

12、光缆的加强芯上，瞬间最大牵引力 不允许超过允许张力的100% 4.光缆的A B端布放光缆的A、B端应符合设计要求。对于芯数较 少的光缆，如在光缆配盘中不是按生产序列号配盘， 可不用考虑A B端的问题；否则要考虑 A、B端按配 图规定布放。对于芯数较多的光缆，其 A、B端应按设 计要求布放。5 .牵引速度机械牵引敷设时，牵引机速度调节范围应为 020m/min,且为无级调速；牵引张力也可调节，且当 牵引力超过规定值时，应能自动警告并停止牵引。6 .组织指挥为确保光缆敷设的质量和安全，施工过程中必须组织严密。五、光缆施工方法1、管道光缆的气吹敷设法光缆气吹辐射法，是采用高压气流吹送的方式, 将光缆

13、敷设到预先埋设的硅芯管中。吹缆机将高压、 高速的压缩空气吹入芯管中，高压气流推动气封活塞， 连接在光缆端部的气封活塞，对光缆形成以个可设定 的均匀的拉力，与此同时，吹缆机液压履带输送机构 夹持着光缆向前输送，形成一个输送力，拉力与输送 力的组合，使穿入硅芯管的光缆随高速气流一道以悬 浮状态在管内快速穿行。2、直埋光缆的人工抬放法由于光缆较电缆的重量为轻，人工抬放光缆非常 适合光缆重量轻、缆径细等特点，具体方法步骤为： 盘“8字”光缆盘置布放段的中间，将盘上的光缆倒成多个“8”形状，每个倒“ 8”字的重量以24人能抬起为 易。将整盘光缆全部放完，分为两个方向（A、B方向 各一半）。光缆抬放按倒“

14、8”字的数量安排人员，从缆盘放置点向一端布放。光缆抬放的另一种方法是从缆盘开始，间隔 58 m 一人，排成一字型，沿光缆沟一侧牵引布放光缆。灌 篮布放完成后，再将光缆放入光缆沟内。1、局内光缆的敷设 光缆的进局方式：1）普通光缆由管道、架空或直埋直接进局，在进线室 放10m左右后直接引至机房到光配线架上成端。这 种方式的优点是利用原程式光缆进局直接引至光 配线架上成端，施工方便。2）无卤阻燃光缆是外护套由无卤阻燃套材料制作成的光缆。在进线室，通过光缆接头盒，将无卤阻燃 光缆与室外进局光缆连接，再引置光端机或配线架 上成端。具优点是使室内达到无毒、低烟，的阻燃 效果，但增加了接头数、减小了与机器

15、连接光缆长 度，并增加了损耗测量难度，故它仅限部分大中城 市的枢纽楼机房。2 .布放方法一般沿光缆走线架布放，布放方法如下： 将近局光缆由局前人孔牵引进线室。上下楼层间，一般采用人工传递，传递时防止光缆间 交叉同层布放由人工牵引，拐弯处应由传人传递，避 免死弯，确保光缆的弯曲半径符合要求。布放中严防硬物或毛刺损伤光缆，如光缆护层受损应及时修复光缆固定：布放完毕，应将光缆用尼龙绳固定在 光缆走线架相应位置。对于无铠光缆，固定时应在光 缆与走线架间加垫胶皮，在转弯处加保护塑料套管。3 .局内光缆布放要求布放方向：局内光缆一般由光缆进线室像光端机房方向布放光缆余留：光缆在光缆机房内应做适当余留，对 有走线梢的机房，光缆余留570m置于梢中，以便安 装方便。光缆标识：进局光缆布放完毕应施加醒目标识以 便识别。光缆标识应标明光缆的走向、端别，光缆标 识要醒目、明显。作业讲评:小结重述本课重点内容提要、目的1、讲评课堂情况2、解答学员提由的问题思考题1、光缆和电缆的区别？2、试述光纤通信的优点。3、光纤的传输原理？