通信线路理论类培训教材

1 高铁岗位资格性培训教材 第二章通信线路 沈阳铁路局职工教育教材编审委员会 二〇一二年三月 2

目录 第一节 光纤与光缆的结构、分类 ............................................................................................................. 3 一、光纤结构 ........................................................................................................................................ 3 二、光纤种类 ........................................................................................................................................ 3 三、光缆结构 ........................................................................................................................................ 5 四、光缆种类 ........................................................................................................................................ 9 第二节 光纤的导光原理 ............................................................................................................................11 一、光纤导光原理 ..............................................................................................................................11 第三节 光纤的传输特性.........................................................................................................................11 一、光纤的传输特性分类...................................................................................................................11 第四节 光纤的连接与测试 ......................................................................................................................13 一.光纤连接 .........................................................................................................................................13 二、光纤测试 ......................................................................................................................................14 第五节 电缆的结构、分类 ......................................................................................................................14 一、通信对称电缆的结构...................................................................................................................14 二 、通信对称电缆的分类和型号 ..................................................................................................... 25 第六节 电缆的传输原理与特性 ................................................................................................................. 26 一、电缆的传输原理 .......................................................................................................................... 26 二、通信对称电缆的主要特性 ........................................................................................................... 26 第七节 施工工艺及标准 ............................................................................................................................31 一、光电缆敷设 ..................................................................................................................................31 二、光缆接续、测试 ..........................................................................................................................31 三、光缆引入终端 ..............................................................................................................................32 四、电缆接续 ......................................................................................................................................32 五、光缆中继段测试 ..........................................................................................................................32 六、标桩、警示牌标准.......................................................................................................................33 3

第一节 光纤与光缆的结构、分类 一、光纤结构 光纤由纤芯、包层和涂覆层三部分组成，如图2-3所示。 1.纤芯 纤芯位于光纤的中心部位，直径d1=4～50μm，单模光纤的纤芯为4～10μm，多模光纤的线芯为50μm。 线芯的成分是高纯度SiO2，掺有极少量的掺杂剂（如GeO2、P2O5等物质），用来提高线芯对光的折射率（n1），以传输光信号。

2.包层 包层位于线芯的周围，直径d2=125μm，其成分也是含有极少量掺杂剂的高纯度SiO2。而掺杂剂（如B2O3）的作用则是适当降低包层对光的折射率（n2），使之略低于线芯的折射率，即n1﹥n2，它使得光信号封闭在线芯中传输。 3.涂层（涂覆层） 光纤的最外层为涂覆层，包括一次涂覆层、缓冲层和二次涂覆层。一次涂覆层一般使用丙烯酸酯、有机硅或硅橡胶材料；缓冲层一般为性能良好的填充油膏；二次涂覆层一般多用聚丙烯或尼龙等高聚物。 涂覆的作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤，同时又增加了光纤的机械强度与可弯曲性，起着延长光纤寿命的作用。涂覆后的光纤其外径约1.5mm，我们通常所说的光纤即为此种加覆了涂层的光纤。

二、光纤种类 1.按折射率分布分类 按照线芯折射率的分布不同，光纤分为阶跃型光纤和渐变型光纤。这两种光纤的结构及传输情况如图2-4所示。 突变型多模光纤（Step-Index Fiber，SIF）如图2-4（a）所示，纤芯折射率为n1保持不变，到包层突然变为n2.这种光纤一般纤芯直径2a=50～80μm，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大。 4

图2-4突变型多模光纤 渐变型多模光纤（Graded-Index Fiber，GIF）如图2-4（b）所示，在纤芯中心折射率最大为n1，沿径向r向外逐渐变小，直到包层变为n2.这种光纤一般纤芯直径2a为50μm，光线以正弦形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变小。 2.按传输模数分类 按传输模的数量不同，光纤分为多模光纤和单模光纤。 传播模式概念指的是，当光在光纤中传播时，如果光纤纤芯的几何尺寸远大于光波波长时，光在光纤中会以几十种乃至几百种传播模式进行传播，如图2-5所示。这些不同的光束称为模式。

（1）多模光纤 当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1）远大于光波波长时（约为1μm），光纤传输的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模式，这样的光纤称为多模光纤。 （2）单模光纤 当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1）较小，与光波长在同一数量级，如芯径d1在4～10μm范围，这时，光纤只允许一种模式（基模）在其中传播，其余的高次模等全部截止，这样的光纤称为单模光纤，如图2-6所示。