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          光纖光纜布線基礎知識有哪些?光纖光纜綜合布線知識!

          發布時間:2021-12-10 14:48:12作者:oufu optical cable knowledge人氣:

          因為光纜和設備價格昂貴,所以大多數光纖只能用來作為網絡骨干,即應用于垂直主干與建筑群子系統的系統布線,來實現樓宇與樓層的連接。目前,它還適用于對傳輸速率和安全要求很高的水平布線子系統。另外,折射光的角度也隨著入射光的角度而改變。

          光纖通信作為高帶寬、高安全性的數據傳輸媒體,在各種大中型網絡中得到廣泛的應用。因為電纜和設備價格昂貴,所以大多數光纖只能用來作為網絡骨干,即應用于垂直主干與建筑群子系統的系統布線,來實現樓宇與樓層的連接。目前,它還適用于對傳輸速率和安全要求很高的水平布線子系統。

          光纖光纜布線基本知識和系統設計。

          一、光纖。

          一、光線和它的特征:

          1)光是電磁波。

          在可見光波段波長范圍為:390~760nm(毫微米)。超過760nm的部分是紅外線,小于390nm的部分是紫光纖用于光纖的種類為:8單模,1300,15503。

          2)光線的折射、反射和全反射。

          由于光線在不同物質中的傳播速度各不相同,因此光從一個物質射到另一個物體時,會在兩種物質的交界處產生折射和反射。另外,折射光的角度也隨著入射光的角度而改變。如果入射光線達到或超過一定角度,折射光消失,入射光線全部被反射回來,即為光的全反射。對于同一種材料,不同材料的折射角度是不同的(即不同的物質有不同的光折角),同一材料對于不同波長的光,其折射角度不同?;谏鲜鲈?,構成光纖通信。

          二、光纖的結構和分類:

          1)光纖結構:

          通常將光纖裸纖分為三層:中心高折射率玻璃芯(通常芯徑在50或62.5微米),中段為低折射率硅包層(直徑一般為125μm),最外是加強用樹脂涂層。

          2)數值孔徑:

          輸入到光纖端面的光不能全部通過光纖傳輸,只能通過一定角度范圍內的入射光。這一角叫做光纖的數值光圈。對光纖對接而言,其數值孔徑更大一些。在不同工廠生產的光纖,其數值孔徑是不一樣的(AT&T?CORNING)

          3)光纖類型:

          根據光纖中光的傳輸方式,可以將其分為:單觸光纖和多模光纖。

          多模態光纖:中心玻璃核較粗(50或62.5微米),能傳輸多種模式的光。但是它的模間色散比較大,這限制了數字信號的傳輸頻率,并且隨著距離的增大而加劇。比如:在2KM條件下,600MB/KM的光纖只能達到300MB。所以,多模光纖的傳輸距離較近,通常僅幾公里。

          單模光纖:中心玻璃芯較細(通常芯徑9~10μm),只能傳輸一種光。所以,它的模式間色散很小,適合遠距離通信,但是它的色度散度是主要的,所以單模光纖對光源譜寬和穩定度要求比較高,也就是說,它的頻譜要窄,穩定性好。

          按最優的傳輸頻率窗口分:普通單模光纖和色散移光纖兩種類型。

          傳統類型:光纖制造商把光纖的傳輸頻率最好地控制在單波長光,例如1300nm。

          色散位移:光纖制造廠在兩個波長的光束上最好地傳輸光纖,例如:1300nm,1550nm。

          根據折射率的分布,將其分為:突變型和漸變光纖。

          突變型:中心核向玻璃包層的折射率呈突變。它的成本低,模間散度高??捎糜诠I控制等短途低速通信。但是,單模光纖由于模式間的色散非常小,所以單模光纖均采用突變型。

          漸變光纖:光纖中心核向玻璃包層的折射率是逐漸減小,可以使高模光傳播成正弦形式,從而減小了模間色散,提高了光纖帶寬,增加了傳輸距離,但是,目前的多模光纖大多是漸變光纖。

          4)普通光纖規范:

          單模式:8/125μm,9/125μm,10/125μm。

          多種型號:50/125μm,歐洲標準62.5/125μm,美國標準。

          行業,醫療和低速網絡:100/140μ,200/230μm。

          塑膠:98/1000微米,用于自動控制。

          3、光纖的制造和衰減:

          1.光纖的生產:

          目前制作光纖的方法主要有:管內CVD(化學汽相沉積)、棒內-CVD、PCVD(等離子體氣相沉積)和VAD(軸向汽相淀積)。

          2)光纖衰減:

          影響光纖衰減的主要因素有:固有、彎曲、擠壓、雜質、不均及對接等。

          本質:是光纖的固有損耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。

          折彎:光纖在彎曲過程中,部分光纖中的光束會由于散射而丟失,造成損耗。

          擠壓:在擠壓過程中,光纖會發生微小的彎曲。

          異質:光纖中雜質吸收并散射到光纖中的光,引起光纖損耗。

          非均勻性:由光纖材料折射率不均引起的損耗。

          接合:由于光纖對接而造成的損耗,如:不同軸(單模光纖同軸度要求小于0.8μm)、端面與軸心不垂直、端面不平整、對心徑和熔接質量差等。

          4、光纖優勢:

          1)光纖有寬廣的通信頻帶.理論上可以達到30億兆赫。

          2)無中繼段長.數十至分支0多公里,銅線僅數百米。

          3)對電磁場及電磁輻射沒有影響。

          4)重量輕,體積小。比如:900對雙絞線,通達2萬1千公里,直徑3英寸,重8噸/KM。而且通信能力是它的十倍,直徑0.5英寸,重450P/KM。

          5)光纖通信,使用時不帶電源,在易燃、膜間散度所使用。

          6)使用環境溫度范圍廣。

          7)化學腐蝕,壽命長。

          二、光纜。

          1、光纜生產:

          光纖電纜生產工藝通常分為以下幾個過程:

          1)光纖篩選:選擇具有良好傳輸特性和具有良好張力的光纖。

          2)纖維染色:采用標準全色譜法進行識別,要求在高溫下不變色。

          二次擠塑:選用高彈性模量、低線脹系數的塑料擠塑管,加入纖維,填入防潮防水膠中,最后儲存數天(至少兩天)。

          4)光纜絞合:將數根擠塑光纖與增強單元絞合在一起。

          5)擠光纜外護套:絞合光纜加一層護套。

          2、光纜類型:

          1)按敷設方式分為:自重架空光纜、管道光纜、鎧裝地埋光纜、海底光纜。

          2)按光纜的結構分為:束管光纜、層絞式光纜、收縮式光纜、帶式光纜、非金屬光纜、可850,130,015,503

          3)按用途分為:長距離通信光纜、短途戶外光纜、混合光纜以及建筑物內的光纜。

          3、光纜結構:

          經過多年的光纜建設,我們在這方面已經有了一整套成熟的方法和經驗。

          室外光纜結構:

          長距離光纜敷設,最重要的是選擇合適的光纜路徑。沒有必要走最短的路,也沒有必要考慮到土地的使用權、架設或地埋的可能性等等。

          一定要有非常完整的設計、施工圖紙,以便于施工及以后的檢驗。在使用過程中,要時刻注意不能使光纜受重壓或被硬物擊傷。

          在光纖電纜轉接過程中,其轉彎半徑比光纜本身直徑大20倍。

          1)室外架空光纜建設:

          吊線托掛式架空方式,此種方法簡單、價格低廉,在我國應用最為廣泛,但預留式、整理時間較長。

          吊線卷繞式架空方式,這種方法比較可靠,維修工作量小。但是需要專用絞車。

          自承載式架空方式,對線路干燥性要求高,施工、維修困難、成本高,目前在我國應用較少。

          在架空過程中,在光纜引線的地方應添加引導裝置,避免光纜拖拽地面。在拖拉過程中要注意減少摩擦。為了伸縮,每根光纜要余留一段。

          要注意光纜內金屬物的可靠接地。尤其在山區、高壓電網和多地區,一般每公里要有3個接點,甚至要選擇非金屬光纜。

          2)室外管道光纜的建造:

          A.施工前應核對所占管線,并將塑管安好,并將其放置到牽引線上。

          計算好放樣長度,確保有足夠的保留長度。

          三、一次放置的長度不能過長(一般2KM),接線的時候應該從中間開始向兩邊牽引。

          纜索牽引力通常不超過120kg,且應將光纜的加固部分牽引,并做好光纜頭部防水加固處理。

          光纖電纜引進和引出時,應設置順引裝置,不得直接拖地。

          注意管道光纜的接地也要可靠。

          3)鋪設直埋式光纜:

          直接埋入光纜的溝深按標準挖深,如下表所示:

          B.在無法挖溝的地方敷設預埋管道或鉆孔敷設。

          溝底要保證平整而堅實,必要時可以預先填入部分沙子、水泥或支架。

          可在鋪設時使用人工或機械牽引,但要注意導向和潤滑。

          E.鋪設完畢后,應盡快回土覆蓋和夯實。

          4)建筑物內光纜的鋪設:

          在垂直敷設時,應特別注意光纜承載能力,通常每兩層都要固定一次光纜。

          B.當光纜穿過墻壁或地面時,在其上加上帶護口的保護塑料管,并用阻燃劑填充管道。

          還可以在建筑物中預先鋪設一定量的塑料管,等以后需要對光纜進行敷設時,才能使用牽引或真空法布光纜。

          4、光纜選擇:

          電纜外護套的選擇,除根據光纖芯數和光纖種類外,還應根據使用環境進行選擇。

          1)室外光纜直埋時,宜選用鎧裝光纜。支架式光纜可選用黑色塑料外護套和兩根或多根加強筋。

          2)建筑物中使用的光纜在選擇時,應該考慮到它們的阻燃性、毒性和抗煙性。一般而言,在管道或強制通風的地方可以選擇阻燃但有煙的類型(Plenum),暴露的環境應該選擇阻燃型、無毒型和無煙型(煙型)。

          3)在建筑物內豎直敷設電纜時,可以選擇層絞式光纜(DistributionCables);水平敷設電纜(BreakoutCables)可選擇;

          4)傳輸距離在2公里以內的多模光纖光纜,超過2公里可采用中轉或選用單模光纜。

          三、連接和檢測。

          1.光纜連接:

          方式主要有永久連接、緊急連接、活動連接。

          1)永久光纖連接(也稱為熱熔):

          這是一種通過放電法將連根光纖的連接點熔合在一起。通常用于長距離的接續,永久的或半永久的固定連接。它的主要特征是連接衰減在各種連接方式中最低,典型值為0.01~0.03dB/dB/dB。但是,接線時,需要專門的設備(熔接機)和專業人員來操作,而且連接點也需要專門的容器來保護。

          2)緊急連接(也稱為)冷熔:

          緊急接頭主要采用機械和化學方法,將兩根光纖固定并粘合起來。該方法的主要特點是連接快速可靠,一般連接衰減一般在0.1~0.3dB/dB。但是,長期使用連接點會不穩定,衰減也會大大增加,因此只能在短期內使用。

          分辨活動連接:

          可動聯接是一種使用各種光纖連接裝置(插頭和插座),將站點與站點或站點通過光纜連接起來。該方法靈活、簡單、方便、可靠,主要用于建筑物內部計算機網絡線路。它的典型衰減是1dB/db。

          2、光纖探測:

          纖維檢測的主要目標是確保系統的連接質量,減少故障因素,并在故障時發現光纖的故障點。測試方法有很多種,有人工的簡單測量和精密的儀器測量。

          1)簡單人工測量:

          此法通常用于對光纖通斷進行快速檢測,并在施工中對光纖進行掛式。該方法利用一種簡單的光源,將光纖的一端插入可見光,并從另一端觀察哪個發光。該方法雖然簡便易行,但不能定量測量光纖的衰減和光一百多。

          2)精密儀器測量:

          利用光功率計或光時域反射圖(OTDR),可以測得光纖的衰變、接頭衰變,甚至斷點的位置。利用這一測量方法,可以定量地分析光纖網絡的故障原因,并對其產品進行評估。

          光纖的應用與系統設計。

          1、光纖應用:

          當今人類社會已經進入了信息社會,聲音、圖像、資料等信息交互量極大。傳統的通信手段已不能滿足當今時代的需求,而光纖通信由于信息容量大、保密性好、重量輕、體積小、無中繼段距離長等特點而被廣泛采用。在通信、交通、工業、醫療、教育、航天、計算機等多個行業中得到廣泛的應用,并且正向更廣泛、更深入的方向發展。光纖通信的應用正在給人類的生活帶來深刻的影響和改變。

          2、光纖網絡系統設計:

          設計光纖系統通常按照下列步驟:

          1)先弄清楚要設計的網絡類型、現狀以及為什么要使用光纖。

          2)根據實際情況,選擇合適的光纖網絡設備、光纜、跳線和連接的其他物品。選擇的時候應該是可利用的,然后是性能、價格、服務、產地、品牌等。

          3)根據客戶需求及電網類型,畫出線路路線圖。

          4)線路較長時,需要核算系統的衰減量,并可按下列公式核算:

          衰變余量=發射光功率-接受靈敏度-線路衰減-連接衰減(dB)中線路衰減=光纖長度×單位衰減;

          單元衰減量與光纖的質量密切相關,一般情況下,單模損耗為0.4~0.5dB/km,多模為2~4dB/km。

          聯接衰減包括:熔接衰變接頭衰減,熔接衰減與熔接方式及人員素質有關,通常熱熔衰減量為0.01~0.3dB/點;冷熔衰減量為0.1~0.3dB/點;接頭質量與接頭質量有很大關系。一般情況下,系統衰減量不小于4dB。

          5)計算不符合要求時,應在核算前根據情況進行修改。這樣的情形有時會重復多次。

          3、設計實例:

          某校校園網絡改造

          按照這種情況,在已經存在纜網的一側使用了三口中繼器(雙絞線-光纖-細繩),另一端采用帶光纖主干的雙絞線HUB。接收多模光纜中段采用架空或地埋勻可的4芯光纜通過帶ST頭的室內跳線(由于設備的光纖接口為ST型)。

          衰減計:(一般多模設備在2公里以內就不用核算了,這里僅舉一個例子)

          輻射功率:-16dB。

          接受靈敏度:-29.5dB。

          線衰減:1.5km×3.5dB/km=5.25dB。

          聯接衰減:接頭2次衰減為:2點×1dB/dB=2d。


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