光纤的基本知识

光纤

1、光纤的构造

通讯用光纤是由通过内部全反射来传输光信号的玻璃构成的。玻璃光纤的标准直径为125微米（0.125毫米），表面覆盖有直径250微米或900微米的树脂保护涂敷层。玻璃光纤的传送光的中心部分称为“纤芯”，其周围的包层的折射率比纤芯低，从而限制了光的流失。

石英玻璃非常脆弱，因此覆有保护涂层。通常有三种典型的光纤涂敷层。

2、光纤的种类

多模光纤：Multi_Mode_Fiber（MMF）

纤芯较粗，可传多种模式的光。但其模间色散较大，且随传输距离的增加模间色散情况会逐渐加重。多模光纤的传输距离还与其传输速率、芯径、模式带宽有关。

- OM1光纤或多模光纤（62.5/125）

- OM2/OM3光纤（G.651光纤或多模光纤（50/125））

G.651主要应用于局域网，不适用于长距离传输，但在300至500米的范围内，G.651是成本较低的多模传输光纤。

单模光纤：Single_Mode_Fiber（SMF）

纤芯较细，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯。

- G.652（色散非位移单模光纤）：世界上最普遍的单模光纤。可以将波长在1,310nm左右的使信号变形的色散降至最低。

- G.653（色散位移光纤）

- G.654（截止波长位移光纤）：低衰减光纤，低衰减的特性使得G.654光纤主要应用于海底或地面长距离传输，比如400千米无转发器的线路。

- G.655（非零色散位移光纤）

- G.656（低斜率非零色散位移光纤）

- G.657（耐弯光纤）

只要光预算允许，技术上来讲,任何合适的光纤都可应用于FTTx技术，但FTTx技术最常用的光纤为G.652和G.657。

3、光纤的参数

1、光纤尺寸

光纤直径一般采用纤芯直径/包层直径的表示方法，单位μm。例如：9/125μm表示光纤中心纤芯直径为9μm，光纤包层直径为125μm。

2、光纤芯直径

适用于多模光纤的技术参数。表示最接近光纤芯范围的外围圆的直径。因为该值越小越能够实现宽带化，所以目前光纤芯直径一般为50µm。

3、模场直径 (MFD)

适用于单模光纤的技术参数。表示传输模式的电场分布范围 (光通道) 的直径。光通常通过光纤芯范围，但是在单模光纤的情况下，光也会泄露到包层范围，因此，不按光纤芯直径而按MFD规定。为此，MFD比光纤芯直径要大一 些。该值越小对校准精度的要求越高。此外，连接的光纤之间的MFD的差越大接线损耗就越大。

4、光缆截止波长

适用于单模光纤的技术参数。如果以小于该值的波长使用，则不为单模。该值由折射率分布和光纤芯的尺寸等光纤的构造来决定。

5、传输损耗

表示光纤传输光时两点之间的光功率的减少值，该值越大，光功率的减少就越大，因此，传输距离就越短。

α=-10log (P2/P1) [dB]

P1:紧挨着接线部位前部的光功率

P2:在接线部位反射的光功率

6、传输频带

适用于多模光纤的技术参数。表示基带传输函数的大小减少到某个规定值 (6dB) 的频率。也就是说，它是表示到哪个频率为止能够使信号在不失真的状态下传输的值。该值越大就越能够以高频率、大容量传输。

7、最小允许弯曲半径

光缆能够弯曲的最小半径。在铺设中和铺设后，最小弯曲半径会不同。一般情况下的标准是：最小允许弯曲半径在铺设中为光纤半径的20倍，在铺设后为光纤半径的10倍。

8、光连接器反射损耗

以数字表示的到光连接器的入射光功率与在接线面反射的光功率的比值，用以下算式表示。

α=-10log (P2/P1) [dB〕

P1:紧挨着接线部位前部的光功率

P2:在接线部位反射的光功率

该值越大，反射的光功率就越小，因此，噪声就越小。

4、光纤连接技术

光纤接线技术可以分为融接、机械绞接及连接器接线。融接和机械绞接为永久性接线，连接器接线则可以反复拆装。光连接器接线主要用于在光服务的运用和维护中必须切换的接线点，其他场所主要使用永久性接线。

光纤接线中出现损耗：

1、连接光纤之间的光轴偏移

2、连接光纤的光轴之间的角度偏移：融接之前用光纤切割刀切断的断面角度变大，光纤会以倾斜状态接线

3、光纤端面之间的缝隙

4、光纤端面存在空隙时，由于光纤和空气的折射率不同，会因最大0.6dB程度的反射而引起接线损耗

3.1、光纤的熔接

融接是利用电极棒之间放电产生的热能使光纤融化为一体的接线技术。

光纤芯调芯方式（实验室使用）

这是在显微镜下观察光纤的芯线，通过图像处理进行定位，使芯线的中心轴一致，然后进行放电的融接方式。采用配置双向观察摄影机的融接机从两个方向进行定位。

①去除芯线涂敷层

因为要使光纤的玻璃部分露出，所以采用剥套钳去除涂敷层。

（注）由于去除涂敷层之后会在剥套钳上残留涂敷层废屑，因此，请去除涂敷层废屑并清洁刀刃。

（注）去除带状芯线的涂敷层时，使用加热式剥套钳。为了稳妥地进行去除作业，请将涂敷层加热5秒左右，然后再去除涂敷层。

②清洁光纤

去除涂敷后，用乙醇清洁玻璃部分。

（注）如果残留涂敷层废屑，融接时可能会出现轴偏移，接线损耗会增大，因此请仔细清扫。

（注）在多芯光纤的情况下，光纤前端之间会因酒精而粘在一起，有可能会在裁断光纤时引起裁断不良，因此，请用手指将光纤前端弹开。

③插入光纤热缩管

热缩管用于保护在接线点露出的光纤。由于热缩管无法补插，因此请不要忘记插入。

④切断光纤

按照裁断光纤的操作步骤进行裁断。

（注）裁断将决定融接时的损耗特性。为了降低裁断不良，请注意清洁光纤切割刀的光纤拿持部和裁断刀刃。

（注）请注意不要碰撞或触摸裁断后的光纤前端。否则会引起接线不良。

（注）请注意不要让光纤废屑到处乱洒。

⑤融接

按照融接机的操作步骤进行融接作业。

（注）如果在融接机的V型槽和夹具上有垃圾，会因轴偏移而引起损耗异常，因此请充分清扫。

设置好熔接模式进行熔接，熔接结束会进行拉力测试，通过即熔接完成。

⑥融接部补强

在光纤融接部套上热缩管，在加热机上进行芯线补强。

（注）移动芯线时，请注意避免使光纤弯曲或扭曲。否则会造成光缆破损断裂。

（注）设置光纤保护套管时，请使光纤保护套管的中心与接线部的中心基本保持一致。

（注）进行芯线补强时，请务必避免玻璃部分弯曲放置。

3.2、光纤连接器

光纤跳线使用后一定要用保护套将光纤接头保护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。

光纤连接器按传输媒介的不同可分为常见的硅基光纤的单模、多模连接器，还有其它如以塑胶等为传输媒介的光纤连接器；

按连接头结构形式可分为：FC、SC、 ST、LC、D4、DIN、MU、MT等等各种形式。其中，ST连接器通常用于布线设备端，如光纤配线架、光纤模块等；而SC和MT连接器通常用于网络设备端。按光纤端面形状分有FC、PC（包括SPC或UPC）和APC；按光纤芯数划分还有单芯和多芯（如MT-RJ）之分。

连接器型号：

光纤端面（连接器对接端面的类型）：

PC 微球面研磨抛光

APC 呈8度角并做微球面研磨抛光

目前电信网常用的是FC/PC型，FC/APC多用于有线电视系统。