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亚博-光纤光缆布线基础知识及系统设计

发布日期:2019-11-06 21:11:51 文章来源:亚博 作者:亚博-人可何 浏览次数:261

光纤作为高带宽、高平安的数据传输介质被普遍利用在各类年夜中型收集当中。因为线缆和装备造价昂贵,光纤年夜多只被用在收集骨干,即利用在垂直骨干子系统和建筑群子系统的系统布线,实现楼宇之间和楼层之间的毗连,今朝也利用在对传输速度和平安性有较高要求的程度布线子系统。接下来简单介绍下光纤光缆布线根本常识和系统设计。

光纤收发器图

1. 光纤

(1)光的特征

A. 光时一种电磁波

可见光部门波长规模是:390~760nm。年夜在760nm部门是红外光,小在390nm的是紫外光。光纤中利用的是:850、1300、1550三种。

B. 光的折射、反射和全反射

由于光在分歧介质中的传布速度分歧,所以光从一种物资射向另外一种物资时,在两种物资的交壤面处会发生折射和反射。并且,折射光的角度会跟着入射光的角度转变而转变。当入射光的角度到达或跨越必然角度时,折射光就会消逝,入射光会被反社会来,这是全反射。分歧的物资对不异波长光的折射角度是分歧的,不异的物资对分歧波长光的折射角度也是分歧的。光纤通信就是基在以上道理构成的。

(2)光纤布局和种类

A. 光纤布局

光纤裸纤一般分为三层:中间高折射率玻璃芯(芯径通常为50或62.5μm),中心为低折射率硅玻璃包层,最外是增强用的树脂涂层。

B. 数值孔径

入射到光纤端面的光其实不能全数被光纤所传输,只是在某个角度规模内的入射光才可以。这个角度就成为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径年夜些对光纤的对接是有益的。

C. 光纤的种类

①依照光在光纤中的传输模式可以分为:单模光纤和多模光纤

多模光纤:中间玻璃芯较粗,可传多种模式的光。但其模间色散较年夜,这就限制了传输数字旌旗灯号的频率,并且跟着距离的增添会加倍严重。

单模光纤:中间玻璃芯较细,只能传一种模式的光。是以,其模间色散很小,合用在长途通信,但其色度色散起首要感化,这类单模光纤对光源的谱宽和不变性有较高的要求,即谱宽窄,不变性好。

②按最好传输频率窗口分:常规型单模光纤和色散位移型单模光纤

常规型:光纤出产厂家将光纤传输频率最好化在单一波长的光上;

色散位移型:光纤出产厂家将光纤传输频率最好化在两个波长的光上。

③按折射率散布环境分:突变型和渐变型光纤

突变型:光纤中间芯到玻璃包层的折射率是突变的。其本钱低,模间色散高,合用在短途低速通信,如:工控。可是单模光纤因为魔剑色散很小,所以单模光纤都采取突变型。

渐变型光纤:光纤中间芯到玻璃包层的折射率是逐步变小,可以使高模光按正弦情势传布,这能削减模间色散,提高光纤带宽,增添传输距离,年夜本钱较高,此刻的多模光纤多为渐变型光纤。

D. 经常使用光纤规格

单模:8/125μm,9/125μm,10/125μm

多模:50/125μm,欧洲尺度 62.5/125μm,美国尺度

工业,医疗和低速收集:100/140μm,200/230μm

塑料:98/1000μm,用在汽车节制

(3)光纤建造与衰减

A. 光纤制造

此刻光纤制造方式首要有:管内CVD法,棒内CVD法、PCVD法和VAD法。

B. 光纤的衰减

造成光纤衰减的首要身分有:本征,曲折,挤压,杂质,不平均和对接等。

本征:是光纤的固有消耗,包罗:瑞利散射,固有接收等。

曲折:光纤曲折时部门光纤内的光会因散射而损掉失落,酿成的消耗。

挤压:光纤遭到挤压时发生细小的曲折而酿成的消耗。

杂质:光纤内杂质接收和散射在光纤中传布的光,酿成的损掉。

不平均:光纤材料的折射率不平均酿成的消耗。

对接:光纤对接时发生的消耗,如:分歧轴(单模光纤同轴度要求小在0.8μm),端面与轴心不垂直,端面不服,对接心径不匹配和熔接质量差等。

(4)光纤的长处

1)光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。

2)无中继段长.几十到100多千米,铜线只有几百米。

3)不受电磁场和电磁辐射的影响。

4)重量轻,体积小。例如:通2万1千话路的900对双绞线,其直径为3英寸,重量8吨/KM。而通信量为其十倍的光缆,直径为0.5英寸,重量450P/KM。

5)光纤通信不带电,利用平安可用在易燃,易暴场合。

6)利用情况温度规模宽。

7)化学侵蚀,利用寿命长。

2. 光缆

(1)光缆的制造

光缆的建造进程一般分为以下几个进程

1)光纤的挑选:选择传输特征良好和张力及格的光纤。

2)光纤的染色:利用尺度的全色谱来标识,要求高温不褪色不迁徙。

3)二次挤塑:选用高弹性模量,低线胀系数的塑料挤塑成必然尺寸的管子,将光纤纳入并填入防潮防水的凝胶,最后寄存几天(很多在两天)。

4)光缆绞合:将数根挤塑好的光纤与增强单位绞合在一路。

5)挤光缆外护套:在绞合的光缆外加一层护套。

(2)光缆的种类

1)按敷设体例分有:自承重排挤光缆,管道光缆,铠装地埋光缆和海底光缆。

2)按光缆布局分有:束管式光缆,层绞式光缆,紧抱式光缆,带式光缆,非金属光缆和可分支光缆。

3)按用处分有:远程通信用光缆、短途室外光缆、夹杂光缆和建筑物内用光缆。

(3)光缆的施工

A. 户外施工

较长距离的光缆敷设最主要的是选择一条适合的路径。纷歧定就是最短的,由于有良多留意事项,好比地盘的利用权、架设或地埋的可能性等。

必需要要很完整的设计和施工图纸,以便施工和此后查抄便利靠得住。施工中要不时留意不要使光缆收到重压或被坚固的物体扎伤。

光缆转弯的时辰,其转弯半径要年夜在光缆资深直径的20倍。

①户外排挤光缆施工

*吊线托挂排挤体例,这类体例简单廉价,我国利用最普遍,但挂钩加挂、清算较费时。

*吊线环绕纠缠式排挤体例,这类体例较安定,保护工作少。但需要专门的缠扎机。

*自承重式排挤体例,对线干要求高,施工、保护难度年夜,造价高,国内今朝很少采取。

*排挤时,光缆引上线干处须加扶引装配,并避免光缆拖地。光缆牵引时留意减小磨擦力。每一个干上要余留一段用在伸缩的光缆。

*要留意光缆中金属物体的靠得住接地。特殊是在山区、高电压电网区和多地域一般要每千米有3个接地址,乃至选用非金属光缆。

②户外管道光缆施工

*施工前应查对管道占用环境,清洗、安置塑料子管,同时放入牵引线。

*计较好布放长度,必然要有足够的预留长度。

*一次布放长度不要太长(一般2KM),布线时应从中心最先向双方牵引。

*布缆牵引力一般不年夜在120kg,并且应牵引光缆的增强心部门,并作好光缆头部的防水增强处置。

*光缆引入和引出处须加顺引装配,不成直接拖地。

*管道光缆也要留意靠得住接地。

③直接地埋光缆的敷设

*直埋光缆沟深度要按尺度进行发掘,尺度见下表:

*不克不及挖沟的处所可以排挤或钻孔预埋管道敷设。

*沟底应保正平缓坚忍,需要时可预填一部门沙子、水泥或支持物

*敷设时可用人工或机械牵引,但要留意导向和润滑。

*敷设完成后,应尽快回土笼盖并夯实。

(4)光缆的选用

光缆的选用除按照光纤芯数和光纤种类以外,还要按照光缆的利用情况来选择光缆的外护套。

A.户外用光缆直埋时,宜选用铠装光缆。排挤时,可选用带两根或多根增强筋的黑色塑料外护套的光缆。

B.建筑物内用的光缆在选用时应留意其阻燃、毒和烟的特征。一般在管道中或强迫透风处可选用阻燃但有烟的类型(Plenum),表露的情况中应选用阻燃、无毒和无烟的类型(Riser)。

C.楼内垂直布缆时,可选用层绞式光缆(DistributionCables);程度布线时,可选用可分支光缆(BreakoutCables)。

D.传输距离在2km之内的,可选择多模光缆,跨越2km可用中继或选用单模光缆。

3. 毗连与检测

(1)光缆的毗连

包罗永远性毗连、应急毗连、勾当毗连

A. 永远性光纤毗连(热熔)

这类毗连是用放电的方式将连根光纤的毗连点熔接并毗连在一路。一般用在远程续借、永远或半永远固定毗连。其首要特点是毗连衰减在所有的毗连方式中最低、典型值为0.01~0.03dB/点。但毗连时,需要专用装备和专业人员进行操作,并且毗连点也需要专用容器庇护起来。

B. 应急毗连

应急毗连首要是用机械和化学的方式,将两根光纤固定在一路。这类方式的首要特点是毗连敏捷靠得住,毗连典型衰减为0.1~0.3dB/点。但毗连点持久利用会不不变,衰减也会年夜幅度增添,所以只能短时候内应急用。

C. 勾当毗连

勾当毗连是操纵各类光线毗连器件,将站点与站点或站点与光缆毗连起来的一种方式。这类方式矫捷、简单、仿版、靠得住,多用在建筑物内的计较机收集布线中,其典型衰减为1dB/接头。

(2)光纤检测

光纤检测的首要目标是包管系统毗连的质量,削减故障身分和故障时找出光纤的故障点。检测方式良多,首要分为人工简略单纯丈量和周详仪器丈量。

A. 人工简略单纯丈量

这类方式一般用在快速检测光纤的通断和施工时用来分辩所做的光纤。它是用一个简略单纯光源从光纤的一端打入可见光,从另外一端不雅察哪一根发光来实现。这类方式固然简洁,但它不克不及定量丈量光纤的衰减和光纤的断点。

B. 周详仪器丈量

利用光功率计或光时域反射图示仪对光纤进行定量丈量,可测出光纤的衰减和接头的衰减。乃至可以测出光纤到额断点位置。这类丈量可用来定量阐发光纤收集出故障的缘由和对光纤收集产物进行评价。

4. 光纤的利用和系统设计

(1)光纤的利用

之前的通信手段已不克不及知足日渐增年夜的信息交换量。光纤通信具有容量年夜、保密性好、重量体积小、无中继段距离长等长处。其利用范畴遍及通信、交通、工业、医疗、教育等行业,并正在向着更广更深的条理成长。

(2)光纤的收集系统设计

光纤系统的设计一般遵守以下步调

A. 起首弄清晰所要设计的收集,其近况若何,和为何要用光纤;

B. 按照现实环境选择适合的光纤收集装备、光缆、跳线和毗连用的其他物品。选用时应以可用为根本,再根据机能、价钱、办事和品牌来肯定;

C. 依照客户的要乞降网路类型肯定线路的路由,并绘制布线图;

D. 线路较长时则需要核算系统的衰减余量,核算可按下面公式进行:

衰减余量=发射光功率-接管活络度-线路衰减-毗连衰减(dB)此中线路衰减=光缆长度×单元衰减

单元衰减与光纤质量有很年夜关系,一般单模为0.4~0.5dB/km;多模为2~4dB/km。

毗连衰减包罗熔接衰减接头衰减,熔接衰减与熔接办段和人员的本质有关,一般热熔为0.01~0.3dB/点;冷熔0.1~0.3dB/点;接头衰减与接头的质量有很年夜关系,通常是1dB/点。系统衰减余量一般很多在4db。

E. 核算不及格时,应视环境点窜设计,然后再核算,这类环境又是可能会需要频频几回。

(3)案例

某校园网革新:按照现实环境,在已有细缆网的一边利用一台三口中继器,另外一边利用一台带光纤骨干的双绞线HUB,中心用排挤或地埋都可的束管式4芯室外多模光缆再颠末熔接为带ST头的室内跳线。

衰减核算:(一般多模装备在2km规模内不消核算,这里只做个例子)

发射功率:-16dBm

领受活络度:-29.5dBm

线路衰减:1.5km×3.5dB/km=5.25dB

毗连衰减:接头2个衰减为:2点×1dB/点=2dB

熔接两个点为:2点×0.07dB/点=0.14dB

衰减余量=-16dBm-(-29.5dBm)-5.25dB-0.14dB-2dB=6.11(dB

颠末计较可以看到,系统容量年夜在4db的选择是可以知足要求的。

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