线路传输专业监理业务知识

线路传输专业 监理业务知识 石家庄项目部 张涛
1、光纤通信概论 2、光纤及光缆基础知识 3、PON
网络简介 4、传输线路施工规范
1.1.光通信

光通信，就是利用光波来载送信息，实现通 信。光通信系统具有如下模型：

图 1-1 光通信系统模型
1.2.
光纤通信 1970 年，美国康宁公司首先制出衰减为 20dB/km 的光纤，光纤传输的实用取得重大突 破。光纤引入通信领域之后，随着光纤传输系 统的发展，通信网络也一步步向着光网络进化。 目前使用的光纤绝大部分都是基于二氧化 硅材质的光纤，这种光纤在红外波段有三个低 损耗窗口，分别是 0.85 μm、1.31μm和 1.55μm。其中， 0.85 μm 窗口被称为短波长 窗口，1.31 μm 和1.55 μm 窗口被成为长波长 窗口。 μm，读作（miu），微米，长度单位。
1.3. 光纤通信的特点 与电缆和微波通信相比，光纤通信具有无与伦 比的优越性。 (1). 通信容量大 光纤通信是以光纤为传输媒介，光波为载波的 通信方式，其载波‘光波’具有很高的频率，因此 光纤具有很大的通信容量。 (2). 传输距离长 光纤具有极低的传输衰耗系数，若配以适当的 光发送设备和光接收设备，可使其中继距离达数百 公里以上。这是传统的电缆、微波等根本无法与之 比拟的。
光缆结构分为缆芯、加强元件和护层三大部分。 缆芯 是光缆结构的主体，它的作用主要是妥善安臵 光纤，使光纤在各种外力影响下仍能保持优良的传 输性能。 加强元件 光缆必须设臵加强元件以承受机械拉伸负荷， 这是光缆结构与电缆结构的主要不同点。加强元件 有两种设臵方式，一种是放在缆芯中心的中心加强 方式。 护层 位于缆芯外围，是由护套等构成的多层组合体。





(3). 微型光分路器 采用微型封装方式，端口可为不带插头尾纤型或带插头 尾纤型，一般安装在光缆接头盒、插片式光分盒内。不带插 头型微型光分路器其最大封装尺寸为 70mm×12mm×6mm； 带插头型 1/2:2/4/8/16 微型光分路器的最大封装尺寸为 70mm×12mm×6mm、1/2:32 微型光分路器的最大封装尺 寸为 80mm×20mm×6m、1/2:64 微型光分路器的最大封装 尺寸为 100mm×40mm×6mm。 (4). 托盘式光分路器 采用托盘式封装方式，端口为适配器型，一般安装在光 纤配线架、光缆交接箱内。1/2:2/4/8/16 分路器托盘占用 1 个 12 芯一体化托盘空间、1/2:32/64 分路器托盘 占用 2 个 12 芯一体化托盘空间，其中1/2:64 光 分路器托盘需采用 LC 型适配器。

盒式光分路器
插片式光分路器 机架式光分路器
微型光分路器 托盘式光分路器
图 2-4 光分路器成品



2.5.1产品形态及适用场合 (1). 盒式光分路器 采用盒式封装方式，端口为带插 头尾纤型，一般安装在托盘、光缆分 光分纤盒、光缆交接箱 1/2:2/4/8/16/32 光分路器盒体的最 大尺寸为130mm×80mm×18mm、 1/2:64 光分路器盒体的最大尺寸 130mm×80mm×29mm。 (2). 机架式光分路器 采用机架式封装方式，端口为适 配器型，一般安装在 19 英寸标准机 架内。机架式光分路器的最大尺寸为 483mm×44.5mm×260mm。

SC 型光纤活动连接器 此类连接器价格低廉，插拔操作方便，介 入损耗波动小，抗压强度较高，安装密度高， 常用于数据工程中使用。一般 SC 型均指 SC/PC。
图 2-6 SC型光纤活动连接器
LC 型活动连接器 LC 型连接器是著名 Bell（贝尔）研究所研究开 发出来的，其所采用的插针和套筒的尺寸是普通 SC、FC 等所用尺寸 的一半，为1.25mm。这样 可以提高光纤配线架中光纤 连接器的密度。目前，LC 类型的活动连接器已开始大 量应用于高密度光缆配线架 和光分路箱中。

2.3.
主流应用光纤性能指标 G．652 光纤 G.652 光纤称为色散移位光纤，又称为 1310 nm波长性能最佳的单模光纤，是目前广 泛应用的常规单模光纤。 G.652 光纤适用于 1310 nm 和 1550 nm 窗 口工作。在1310 nm 波长工作时，理论色散值 为零；在 1550 nm波长工作时，传输损耗最小， 但色散系数较大。 （nm：纳米的意思，一纳米的长就是：10^-9 米。也就是十亿纳米等于1米。 ）

波导色散：是指由光纤的几何结构所引起 的色散。其产生原因是由于光纤的纤芯与包层 折射率相差很小，光线在其交界面上产生全反 射时，有可能一部分光进入包层之内传输。这 部分光在传输一定距离后，又有可能返回纤芯 中传播。由于包层折射率小于纤芯折射率，导 致模内各信号传输速度不同，从而产生色散。 一般来讲，入射光的波长越长，进入包层的光 强比例就越大，引起的色散也就越大。 三种色散数值大小不同，一般是模式色散 最大，材料色散次之，波导色散最小。





(2). 色散 光纤的色散是指由于光纤中传输的信号是由不同 模式或不同频率携带的，它们在传输过程中速度不同， 从而引起波形失真的一种物理现象。 光纤的色散通常用时延差来表示。色散越严重， 时延差越大，脉冲展宽就越大。光纤的色散主要由三 种组成： 模式色散：是指在光纤中由于各模式的轴向速度不 同（即传播路径不同），使得到达终点的时间也不相 同，而引起的脉冲展宽。 材料色散：是指由于构成光纤的材料的折射率随传 输光波的频率变化，导致模内不同频率信号的传输速 度不同而引起的色散。

(3). 保密性能好 光波在光纤中传输时只在其芯区进行，基本上 没有光泄露出去，因此其保密性能极好。 (4). 适应能力强 光纤基材为玻璃，无金属辅件的光缆可以在强 电场环境下工作，不受电磁场干扰，可用于电力网 或变电所内做通信控制线路；光纤的抗腐蚀能力很 强，可以在具有有害气体环境下工作，如化工厂等； 光纤还具有优良的抗核辐射能力。 (5). 体积小、重量轻、便于施工维护 光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道 敷设，又可以水底敷设和架空。
G．657 光纤 G.657 光纤称为接入网使用的弯曲损耗不敏感 的单模光纤，主要是为了满足接入网和用户网线路 的需要于近年来开发应用的。根据G.657 标准，光 纤的弯曲半径可达 5～10 mm ，因此符合 G.657 标准的光纤可以像铜缆一样，沿着建筑物内很小的 拐角进行安装操作，非专业的技术人员也可以掌握 施工方法，降低了 FTTx 网络布线的成本。除此以 外，实际施工中光纤的弯曲半径一般会大于该类光 纤的最小弯曲半径，当光纤发生一定程度的老化时， 信号仍然可以正常传送。因此，G.657 标准的光纤 提高了光纤的抗老化能力，降低了 FTTx 的维护成 本。
2.1.
光纤的概念 光纤主要由纤芯、包层和涂敷层三部分组 成，如图 ：

图 2-1光纤构造示意图
纤芯的作用是传导光波。 包层的作用是将光波封闭在光纤中传播。 涂敷层的作用是保护光纤不受水汽的侵蚀和机
械的擦伤，同时增加光纤的柔韧性。
2.2.
光纤的传输参数主要有： (1). 损耗 损耗是衡量光纤性能的关键指标之一。它 决定了光纤通信系统所能达到的最大无中继距 离。所谓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，因此，了解并 降低光纤的损耗对光纤通信有着重大的现实意 义。 通过对光纤损耗的来源进行研究，可归纳 如下图：

图 2-2 光纤损耗来源
附加损耗：
弯曲损耗 弯曲损耗是指光纤弯曲的曲率半径小到一定程 度时，纤芯中传输的光射线不再满足全反射条件， 使光线由纤芯折射到包层，即光功率由传输模转变 为辐射模而引起的损耗。 接续损耗 接续损耗又称为连接损耗，是指两根光纤连接 时由于发生空间错位而产生的损耗。 耦合损耗 耦合损耗是指光源和光探测器与光纤之间耦合 时产生的损耗。

表 2-3 FTTH 建设中适用的缆型结构及规格
2.5. FTTH 建设关键器件 FTTH 建设的本质是对光纤光缆的操作，与之相搭 配形成 ODN 网络的器件与以往铜质线缆的网络器件完 全不同。 光分路器 光分路器是目前 FTTH 网络建设中的核心，正是由 于它的出现，替代了直接面向用户的大量底层有源汇聚 节点，使得无源光网络成为现实。 光分路器是光纤链路中最重要的无源器件之一，是 具有多个输入端和多个输出端的光纤汇接器件，它实现 了光信号的耦合、分支和分配，常用 MxN来表示一个分 路器有M个输入端和 N个输出端。 目前 FTTH 建设中使用的光分路器主要有 1 x 2、1 x 4、1 x8、1 x16、1 x 32、1 x64 六种规格，正在进行 探索应用的还有 1 x 128规格，同时还有少量 2 xN规格 的实际应用。

2.4.
光缆结构及其特点与使用场合 单独的成品光纤，都是经过了一次涂覆或 者二次涂覆（套塑）以后的光纤，虽然它已具 有一定抗拉强度，但还是经不起实用场合的弯 折、扭曲和侧压力的作用。为此欲使成品光纤 能达到通信工程的实用要求，必须象通信用的 各种铜线电缆那样，借用传统的绞合、套塑， 金属带铠装等成缆工艺，并在缆芯中放臵强度 元件材料，组成为因使用环境不同的多品种光 缆，使之能适应工程要求的敷设条件，承受实 用条件下的抗拉、抗冲击、抗弯、抗扭曲等机 械性能，以保证光纤原有的好的传输性能不变。
FC 型光纤活动连接器 此类连接器结构简单，操作方便，制作容易，但 光纤端面对微尘较为敏感，且容易产生菲涅尔 反射，提高回波损耗性能较为困难。后来，对该类型 连接器做了改进，采用对接端面呈球面的插针 （PC），而外部结构没有改变，使得插 入损耗和回波损耗性 能有了较大幅度的提 高。

图 2-5 FC型光纤活动连接器