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光纤光缆布线基础知识有哪些?光纤光缆综合布线知识!

发布时间:2021-12-10 14:48:12作者:oufu optical cable knowledge人气:

因为光缆和设备价格昂贵,所以大多数光纤只能用来作为网络骨干,即应用于垂直主干与建筑群子系统的系统布线,来实现楼宇与楼层的连接。目前,它还适用于对传输速率和安全要求很高的水平布线子系统。另外,折射光的角度也随着入射光的角度而改变。

光纤通信作为高带宽、高安全性的数据传输媒体,在各种大中型网络中得到广泛的应用。因为电缆和设备价格昂贵,所以大多数光纤只能用来作为网络骨干,即应用于垂直主干与建筑群子系统的系统布线,来实现楼宇与楼层的连接。目前,它还适用于对传输速率和安全要求很高的水平布线子系统。

光纤光缆布线基本知识和系统设计。

一、光纤。

一、光线和它的特征:

1)光是电磁波。

在可见光波段波长范围为:390~760nm(毫微米)。超过760nm的部分是红外线,小于390nm的部分是紫光纤用于光纤的种类为:8单模,1300,15503。

2)光线的折射、反射和全反射。

由于光线在不同物质中的传播速度各不相同,因此光从一个物质射到另一个物体时,会在两种物质的交界处产生折射和反射。另外,折射光的角度也随着入射光的角度而改变。如果入射光线达到或超过一定角度,折射光消失,入射光线全部被反射回来,即为光的全反射。对于同一种材料,不同材料的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折角),同一材料对于不同波长的光,其折射角度不同。基于上述原理,构成光纤通信。

二、光纤的结构和分类:

1)光纤结构:

通常将光纤裸纤分为三层:中心高折射率玻璃芯(通常芯径在50或62.5微米),中段为低折射率硅包层(直径一般为125μm),最外是加强用树脂涂层。

2)数值孔径:

输入到光纤端面的光不能全部通过光纤传输,只能通过一定角度范围内的入射光。这一角叫做光纤的数值光圈。对光纤对接而言,其数值孔径更大一些。在不同工厂生产的光纤,其数值孔径是不一样的(AT&T?CORNING)

3)光纤类型:

根据光纤中光的传输方式,可以将其分为:单触光纤和多模光纤。

多模态光纤:中心玻璃核较粗(50或62.5微米),能传输多种模式的光。但是它的模间色散比较大,这限制了数字信号的传输频率,并且随着距离的增大而加剧。比如:在2KM条件下,600MB/KM的光纤只能达到300MB。所以,多模光纤的传输距离较近,通常仅几公里。

单模光纤:中心玻璃芯较细(通常芯径9~10μm),只能传输一种光。所以,它的模式间色散很小,适合远距离通信,但是它的色度散度是主要的,所以单模光纤对光源谱宽和稳定度要求比较高,也就是说,它的频谱要窄,稳定性好。

按最优的传输频率窗口分:普通单模光纤和色散移光纤两种类型。

传统类型:光纤制造商把光纤的传输频率最好地控制在单波长光,例如1300nm。

色散位移:光纤制造厂在两个波长的光束上最好地传输光纤,例如:1300nm,1550nm。

根据折射率的分布,将其分为:突变型和渐变光纤。

突变型:中心核向玻璃包层的折射率呈突变。它的成本低,模间散度高。可用于工业控制等短途低速通信。但是,单模光纤由于模式间的色散非常小,所以单模光纤均采用突变型。

渐变光纤:光纤中心核向玻璃包层的折射率是逐渐减小,可以使高模光传播成正弦形式,从而减小了模间色散,提高了光纤带宽,增加了传输距离,但是,目前的多模光纤大多是渐变光纤。

4)普通光纤规范:

单模式:8/125μm,9/125μm,10/125μm。

多种型号:50/125μm,欧洲标准62.5/125μm,美国标准。

行业,医疗和低速网络:100/140μ,200/230μm。

塑胶:98/1000微米,用于自动控制。

3、光纤的制造和衰减:

1.光纤的生产:

目前制作光纤的方法主要有:管内CVD(化学汽相沉积)、棒内-CVD、PCVD(等离子体气相沉积)和VAD(轴向汽相淀积)。

2)光纤衰减:

影响光纤衰减的主要因素有:固有、弯曲、挤压、杂质、不均及对接等。

本质:是光纤的固有损耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。

折弯:光纤在弯曲过程中,部分光纤中的光束会由于散射而丢失,造成损耗。

挤压:在挤压过程中,光纤会发生微小的弯曲。

异质:光纤中杂质吸收并散射到光纤中的光,引起光纤损耗。

非均匀性:由光纤材料折射率不均引起的损耗。

接合:由于光纤对接而造成的损耗,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、端面不平整、对心径和熔接质量差等。

4、光纤优势:

1)光纤有宽广的通信频带.理论上可以达到30亿兆赫。

2)无中继段长.数十至分支0多公里,铜线仅数百米。

3)对电磁场及电磁辐射没有影响。

4)重量轻,体积小。比如:900对双绞线,通达2万1千公里,直径3英寸,重8吨/KM。而且通信能力是它的十倍,直径0.5英寸,重450P/KM。

5)光纤通信,使用时不带电源,在易燃、膜间散度所使用。

6)使用环境温度范围广。

7)化学腐蚀,寿命长。

二、光缆。

1、光缆生产:

光纤电缆生产工艺通常分为以下几个过程:

1)光纤筛选:选择具有良好传输特性和具有良好张力的光纤。

2)纤维染色:采用标准全色谱法进行识别,要求在高温下不变色。

二次挤塑:选用高弹性模量、低线胀系数的塑料挤塑管,加入纤维,填入防潮防水胶中,最后储存数天(至少两天)。

4)光缆绞合:将数根挤塑光纤与增强单元绞合在一起。

5)挤光缆外护套:绞合光缆加一层护套。

2、光缆类型:

1)按敷设方式分为:自重架空光缆、管道光缆、铠装地埋光缆、海底光缆。

2)按光缆的结构分为:束管光缆、层绞式光缆、收缩式光缆、带式光缆、非金属光缆、可850,130,015,503

3)按用途分为:长距离通信光缆、短途户外光缆、混合光缆以及建筑物内的光缆。

3、光缆结构:

经过多年的光缆建设,我们在这方面已经有了一整套成熟的方法和经验。

室外光缆结构:

长距离光缆敷设,最重要的是选择合适的光缆路径。没有必要走最短的路,也没有必要考虑到土地的使用权、架设或地埋的可能性等等。

一定要有非常完整的设计、施工图纸,以便于施工及以后的检验。在使用过程中,要时刻注意不能使光缆受重压或被硬物击伤。

在光纤电缆转接过程中,其转弯半径比光缆本身直径大20倍。

1)室外架空光缆建设:

吊线托挂式架空方式,此种方法简单、价格低廉,在我国应用最为广泛,但预留式、整理时间较长。

吊线卷绕式架空方式,这种方法比较可靠,维修工作量小。但是需要专用绞车。

自承载式架空方式,对线路干燥性要求高,施工、维修困难、成本高,目前在我国应用较少。

在架空过程中,在光缆引线的地方应添加引导装置,避免光缆拖拽地面。在拖拉过程中要注意减少摩擦。为了伸缩,每根光缆要余留一段。

要注意光缆内金属物的可靠接地。尤其在山区、高压电网和多地区,一般每公里要有3个接点,甚至要选择非金属光缆。

2)室外管道光缆的建造:

A.施工前应核对所占管线,并将塑管安好,并将其放置到牵引线上。

计算好放样长度,确保有足够的保留长度。

三、一次放置的长度不能过长(一般2KM),接线的时候应该从中间开始向两边牵引。

缆索牵引力通常不超过120kg,且应将光缆的加固部分牵引,并做好光缆头部防水加固处理。

光纤电缆引进和引出时,应设置顺引装置,不得直接拖地。

注意管道光缆的接地也要可靠。

3)铺设直埋式光缆:

直接埋入光缆的沟深按标准挖深,如下表所示:

B.在无法挖沟的地方敷设预埋管道或钻孔敷设。

沟底要保证平整而坚实,必要时可以预先填入部分沙子、水泥或支架。

可在铺设时使用人工或机械牵引,但要注意导向和润滑。

E.铺设完毕后,应尽快回土覆盖和夯实。

4)建筑物内光缆的铺设:

在垂直敷设时,应特别注意光缆承载能力,通常每两层都要固定一次光缆。

B.当光缆穿过墙壁或地面时,在其上加上带护口的保护塑料管,并用阻燃剂填充管道。

还可以在建筑物中预先铺设一定量的塑料管,等以后需要对光缆进行敷设时,才能使用牵引或真空法布光缆。

4、光缆选择:

电缆外护套的选择,除根据光纤芯数和光纤种类外,还应根据使用环境进行选择。

1)室外光缆直埋时,宜选用铠装光缆。支架式光缆可选用黑色塑料外护套和两根或多根加强筋。

2)建筑物中使用的光缆在选择时,应该考虑到它们的阻燃性、毒性和抗烟性。一般而言,在管道或强制通风的地方可以选择阻燃但有烟的类型(Plenum),暴露的环境应该选择阻燃型、无毒型和无烟型(烟型)。

3)在建筑物内竖直敷设电缆时,可以选择层绞式光缆(DistributionCables);水平敷设电缆(BreakoutCables)可选择;

4)传输距离在2公里以内的多模光纤光缆,超过2公里可采用中转或选用单模光缆。

三、连接和检测。

1.光缆连接:

方式主要有永久连接、紧急连接、活动连接。

1)永久光纤连接(也称为热熔):

这是一种通过放电法将连根光纤的连接点熔合在一起。通常用于长距离的接续,永久的或半永久的固定连接。它的主要特征是连接衰减在各种连接方式中最低,典型值为0.01~0.03dB/dB/dB。但是,接线时,需要专门的设备(熔接机)和专业人员来操作,而且连接点也需要专门的容器来保护。

2)紧急连接(也称为)冷熔:

紧急接头主要采用机械和化学方法,将两根光纤固定并粘合起来。该方法的主要特点是连接快速可靠,一般连接衰减一般在0.1~0.3dB/dB。但是,长期使用连接点会不稳定,衰减也会大大增加,因此只能在短期内使用。

分辨活动连接:

可动联接是一种使用各种光纤连接装置(插头和插座),将站点与站点或站点通过光缆连接起来。该方法灵活、简单、方便、可靠,主要用于建筑物内部计算机网络线路。它的典型衰减是1dB/db。

2、光纤探测:

纤维检测的主要目标是确保系统的连接质量,减少故障因素,并在故障时发现光纤的故障点。测试方法有很多种,有人工的简单测量和精密的仪器测量。

1)简单人工测量:

此法通常用于对光纤通断进行快速检测,并在施工中对光纤进行挂式。该方法利用一种简单的光源,将光纤的一端插入可见光,并从另一端观察哪个发光。该方法虽然简便易行,但不能定量测量光纤的衰减和光一百多。

2)精密仪器测量:

利用光功率计或光时域反射图(OTDR),可以测得光纤的衰变、接头衰变,甚至断点的位置。利用这一测量方法,可以定量地分析光纤网络的故障原因,并对其产品进行评估。

光纤的应用与系统设计。

1、光纤应用:

当今人类社会已经进入了信息社会,声音、图像、资料等信息交互量极大。传统的通信手段已不能满足当今时代的需求,而光纤通信由于信息容量大、保密性好、重量轻、体积小、无中继段距离长等特点而被广泛采用。在通信、交通、工业、医疗、教育、航天、计算机等多个行业中得到广泛的应用,并且正向更广泛、更深入的方向发展。光纤通信的应用正在给人类的生活带来深刻的影响和改变。

2、光纤网络系统设计:

设计光纤系统通常按照下列步骤:

1)先弄清楚要设计的网络类型、现状以及为什么要使用光纤。

2)根据实际情况,选择合适的光纤网络设备、光缆、跳线和连接的其他物品。选择的时候应该是可利用的,然后是性能、价格、服务、产地、品牌等。

3)根据客户需求及电网类型,画出线路路线图。

4)线路较长时,需要核算系统的衰减量,并可按下列公式核算:

衰变余量=发射光功率-接受灵敏度-线路衰减-连接衰减(dB)中线路衰减=光纤长度×单位衰减;

单元衰减量与光纤的质量密切相关,一般情况下,单模损耗为0.4~0.5dB/km,多模为2~4dB/km。

联接衰减包括:熔接衰变接头衰减,熔接衰减与熔接方式及人员素质有关,通常热熔衰减量为0.01~0.3dB/点;冷熔衰减量为0.1~0.3dB/点;接头质量与接头质量有很大关系。一般情况下,系统衰减量不小于4dB。

5)计算不符合要求时,应在核算前根据情况进行修改。这样的情形有时会重复多次。

3、设计实例:

某校校园网络改造

按照这种情况,在已经存在缆网的一侧使用了三口中继器(双绞线-光纤-细绳),另一端采用带光纤主干的双绞线HUB。接收多模光缆中段采用架空或地埋匀可的4芯光缆通过带ST头的室内跳线(由于设备的光纤接口为ST型)。

衰减计:(一般多模设备在2公里以内就不用核算了,这里仅举一个例子)

辐射功率:-16dB。

接受灵敏度:-29.5dB。

线衰减:1.5km×3.5dB/km=5.25dB。

联接衰减:接头2次衰减为:2点×1dB/dB=2d。


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