《光纤通讯原理》课件.ppt

*************************************光纤电缆结构光纤电缆由光纤、加强件和保护层组成。光纤是信息传输的通道；加强件（如钢丝、芳纶纤维）提供机械强度和抗拉性能；保护层（如PE、PVC外皮）防水防潮并提供物理保护。根据应用需求，光缆结构有松套管式、紧套管式、带状、中心束管式等多种。松套管式在长途干线常用，紧套管式则适用于室内布线，带状光缆适合高纤芯数应用。类型按安装环境分，光缆可分为室外光缆和室内光缆。室外光缆包括架空、管道、直埋和水下光缆，具有强抗拉强度、防紫外线和防水性能；室内光缆则强调阻燃、低烟无卤和柔软性。按纤芯排列方式分有单芯、多芯和带状光缆。按填充材料分有充油光缆和干式光缆。光缆选择需考虑使用环境、传输距离、容量需求和经济性等多方面因素。选择标准选择光纤电缆时需考虑：传输距离和带宽（长距离高带宽选单模，短距离选多模）；环境条件（温度、湿度、机械应力、化学腐蚀等）；纤芯数量（考虑当前需求和未来扩展）；安装方式（空中、地下、水下等）；经济性（包括初始成本和长期维护成本）；符合国家和行业标准（如GB/T、YD/T等）。合理选择直接影响系统的性能、可靠性和总拥有成本。光纤连接熔接光纤熔接是将两根光纤端面熔融并永久连接的技术。过程包括去除涂覆层、切割、清洁、对准和熔融。现代熔接机采用精密对准和电弧放电技术，能实现极低损耗（通常0.05dB）。熔接具有损耗低、回波损耗高、长期稳定性好的优点，是骨干网和长距离光缆的首选连接方式。熔接质量受操作技术、环境条件和设备性能影响，需要专业培训和维护。机械连接机械连接是通过物理装置将两根光纤精确对准并固定的连接方式。连接器内通常使用精密套管和匹配凝胶减少损耗。机械连接的优点是操作简便、无需电源、可现场快速安装；缺点是损耗较熔接高（通常0.1-0.5dB），长期稳定性较差。机械连接主要应用于临时连接、测试和紧急修复，以及不适合熔接的场合。市场上有多种机械连接器产品，如3MFibrlok和CorningUniCam等。快速现场连接快速现场连接技术是为满足FTTH等大规模部署需求而发展的。预端接化技术使用工厂预制连接器，现场只需简单安装，大幅减少技术要求和操作时间。预连接化缆技术则在工厂完成所有连接，现场只需牵引布放，适合数据中心和集中办公环境。这些技术显著提高了部署效率，降低了人工成本和技术门槛，是光纤到户快速普及的重要支持技术。光纤连接器1FC连接器FC(FixedConnection)连接器采用金属外壳和螺纹锁紧方式，具有较高的机械稳定性，适合振动环境。FC连接器通过旋转方式连接，需要注意对准定位键，防止端面接触不良。早期广泛用于测试设备和电信网络，但因体积大且需旋转安装，在高密度应用中正被SC和LC取代。中国电信网络中仍有大量FC连接器在使用，特别是老旧设备和测试环境。2SC连接器SC(SubscriberConnector)连接器采用方形塑料外壳和推拉式连接方式，操作简便，支持高密度安装。SC连接器具有良好的互换性和重复性，损耗通常在0.2-0.3dB。SC连接器支持单工和双工两种形式，后者通过塑料卡扣连接两个单工连接器。SC连接器是光纤到户和局域网中常用的标准连接器类型，价格适中，性能可靠，应用广泛。3LC连接器LC(LucentConnector)连接器是小型化的推拉式连接器，仅为SC连接器的一半大小，采用1.25mm陶瓷插芯。LC连接器具有小型化、低损耗和高密度的特点，是数据中心和高密度应用的首选。双工LC连接器与RJ45电连接器尺寸接近，便于在混合环境中应用。LC连接器已成为高速光模块(SFP/SFP+/QSFP)的标准接口，在40G/100G以太网中广泛应用。光纤熔接损耗1234横向偏移横向偏移是两根光纤芯轴不在同一直线上的情况。对单模光纤，1μm的横向偏移可导致约0.2dB的损耗。现代熔接机采用高精度CCD和精密对准技术，可将横向偏移控制在亚微米级别。熔接前的准确切割和清洁，以及熔接过程中的精确对准，对减少横向偏移至关重要。端面角度偏差端面角度偏差是指光纤端面与光纤轴不垂直的情况。良好的切割应使端面角度小于1°。角度偏差会导致菲涅尔反射增加和有效熔接面积减少，增加损耗和回波。现代光纤切割刀通过精确控制张力和切割刀片质量，可实现小于0.5°的切割角度，有些高级设备还配备端面检测功能。模场不匹配模场不匹配发生在连接不同类型光纤时，如不同模场直径(MFD)的单模光纤。MFD差异导致光从一根纤芯传输到另一根时，部分能量无法耦合，造成损耗。连接G.652和G.655光纤时尤为明显。解决方法包括使用模场转