光纖通信系統(tǒng)是以光為 載波,利用純度極高的玻璃拉制成極細(xì)的光導(dǎo)纖維作為傳輸媒介,通過光電變換,
目前越來越多的布線使用光纖,光纖有許多好處,但難免也會遇到問題,本文將給讀者講解這些熱點(diǎn)問題,希望能使大家對光線布線有更深的了解。
1、什么是單模與多模光纖?他們的區(qū)別是什么?
單模與多模的概念是按傳播模式將光纖分類──多模光纖與單模光纖傳播模式概念。我們知道,光是一種頻率極高(3×1014Hz)的電磁波,當(dāng)它在光纖中傳播時(shí),根據(jù)波動光學(xué)、電磁場以及麥克斯韋式方程組求解等理論發(fā)現(xiàn):
當(dāng)光纖纖芯的幾何尺寸遠(yuǎn)大于光波波長時(shí),光在光纖中會以幾十種乃至幾百種傳播模式進(jìn)行傳播,如TMmn模、TEmn模、HEmn模等等(其中m、n=0、1、2、3、……)。
其中HE11模被稱為基模,其余的皆稱為高次模。
1)多模光纖
當(dāng)光纖的幾何尺寸(主要是纖芯直徑d1)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光波波長時(shí)(約1μm),光纖中會存在著幾十種乃至幾百種傳播模式。不同的傳播模式具有不同的傳播速度與相位,導(dǎo)致長距離的傳輸之后會產(chǎn)生時(shí)延、光脈沖變寬。這種現(xiàn)象叫做光纖的模式色散(又叫模間色散)。
模式色散會使多模光纖的帶寬變窄,降低了其傳輸容量,因此多模光纖僅適用于較小容量的光纖通信。
多模光纖的折射率分布大都為拋物線分布即漸變折射率分布。其纖芯直徑約在50μm左右。
2)單模光纖
當(dāng)光纖的幾何尺寸(主要是芯徑)可以與光波長相近時(shí),如芯徑d1 在5~10μm范圍,光纖只允許一種模式(基模HE11)在其中傳播,其余的高次模全部截止,這樣的光纖叫做單模光纖。
由于它只有一種模式傳播,避免了模式色散的問題,故單模光纖具有極寬的帶寬,特別適用于大容量的光纖通信。因此,要實(shí)現(xiàn)單模傳輸,必須使光纖的諸參量滿足一定的條件,通過公式計(jì)算得出,對于NA=0.12 的光纖要在λ=1.3μm以上實(shí)現(xiàn)單模傳輸時(shí),光纖纖芯的半徑應(yīng)≤4.2μm,即其纖芯直徑d1≤8.4μm。
由于單模光纖的纖芯直徑非常細(xì)小,所以對其制造工藝提出了更苛刻的要求。
2、使用光纖有哪些優(yōu)點(diǎn)?
1) 光纖的通頻帶很寬,理論可達(dá)30T。
2) 無中繼支持長度可達(dá)幾十到上百公里,銅線只有幾百米。
3) 不受電磁場和電磁輻射的影響。
4) 重量輕,體積小。
5) 光纖通訊不帶電,使用安全可用于易燃,易暴等場所。
6) 使用環(huán)境溫度范圍寬。
7) 使用壽命長。
3、如何選擇光纜?
光纜的選擇除了根據(jù)光纖芯數(shù)和光纖種類以外,還要根據(jù)光纜的使用環(huán)境來選擇光纜的結(jié)構(gòu)和外護(hù)套。
1)戶外用光纜直埋時(shí),宜選用松套鎧裝光纜。架空時(shí),可選用帶兩根或多根加強(qiáng)筋的黑色PE外護(hù)套的松套光纜。
2)建筑物內(nèi)用的光纜在選用時(shí)應(yīng)選用緊套光纜并注意其阻燃、毒和煙的特性。一般在管道中或強(qiáng)制通風(fēng)處可選用阻燃但有煙的類型(Plenum)或可燃無毒的類型(LSZH),暴露的環(huán)境中應(yīng)選用阻燃、無毒和無煙的類型(Riser)。
3)樓內(nèi)垂直或水平布纜時(shí),可選用與建筑物內(nèi)通用的緊套光纜、配線光纜或分支光纜時(shí)。
4)根據(jù)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和光纜應(yīng)用參數(shù)選擇單模和多模光纜,通常室內(nèi)和短距離應(yīng)用以多模光纜為主,室外和長距離應(yīng)用以單模光纜為主。
4、在光纖的連接中,如何選擇固定連接和活動連接的不同應(yīng)用?
光纖的活動連接是通過光纖連接器實(shí)現(xiàn)的。光鏈路中的一個(gè)活動連接點(diǎn)就是一個(gè)明確的分割界面。在活動連接和固定連接的選擇上,固定連接的優(yōu)勢體現(xiàn)在成本較低、光損耗較小,但靈活性較差,而活動連接與之相反。網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)整條鏈路情況,靈活選擇活動和固定連接的使用,保證既有靈活性,又有穩(wěn)定性,從而充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢?;顒舆B接界面是重要的測試、維護(hù)、變更的界面,活動連接比固定連接相對容易找到鏈路中的故障點(diǎn),為故障器件的更換增加便捷性,從而提高系統(tǒng)維護(hù)性和減少維護(hù)成本。
5、光纖越來越接近用戶終端,“光纖到桌面”的意義和系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)需要注意哪些因素?
“光纖到桌面”在水平子系統(tǒng)的應(yīng)用中,和銅纜的關(guān)系是相輔相成不可或缺的。光纖有其特有的長處,比如傳輸距離遠(yuǎn)、傳輸穩(wěn)定、不受電磁干擾的影響、支持帶寬高、不會產(chǎn)生電磁泄露。這些特點(diǎn)使得光纖在一些特定的環(huán)境中發(fā)揮著銅纜不可替代的作用:
1) 當(dāng)信息點(diǎn)傳輸距離大于100m時(shí),如果選擇使用銅纜。必須添加中繼器或增加網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和弱電間,從而增加成本和故障隱患,使用光纖可以輕易地解決這一問題。
2) 在特定工作環(huán)境中(如工廠、醫(yī)院、空調(diào)機(jī)房、電力機(jī)房等)存在著大量的電磁干擾源,光纖可以不受電磁干擾,在這些環(huán)境中的穩(wěn)定運(yùn)行。
3) 光纖不存在電磁泄漏,要檢測光纖中傳輸?shù)男盘柺欠浅@щy的。在保密等級要求較高的地方(如軍事、研發(fā)、審計(jì)、政府等行業(yè))是很好的選擇。
4) 對帶寬的需求較高的環(huán)境,達(dá)到了1G以上,光纖是很好的選擇。
光纖的應(yīng)用正在從主干或機(jī)房逐漸延伸到桌面和住宅用戶,這就意味著越來越多的不了解光纖特性的用戶開始接觸到光纖系統(tǒng)。所以設(shè)計(jì)光纖鏈路系統(tǒng)和選擇產(chǎn)品時(shí),應(yīng)充分考慮系統(tǒng)當(dāng)前和未來的應(yīng)用需求,使用兼容的系統(tǒng)和產(chǎn)品,最大可能地便于維護(hù)和管理,適應(yīng)千變?nèi)f化的現(xiàn)場實(shí)際情況和用戶安裝需求等。
6、光纖連接器可以被直接端接在250 μm 光纖上嗎?
不可以。松套光纜包含外徑為250 μm的裸光纖,這是尺寸非常小,并且很脆弱,是無法對光纖固定、不足以支撐光纖連接器的重量和非常不安全的,直接在光纜上端接連接器,至少需要使用900 μm的緊套層包裹在250 μm的光纖外部,這樣才能對光纖提供保護(hù)和對連接器形成支撐。
7、FC連接器可以直接與SC連接器連接嗎?
可以,這僅僅是兩種不同類型的連接器的不同連接方法。
如果你需要連接他們,你必須選擇混合的轉(zhuǎn)接適配器,使用FC/SC適配器可以分別連接兩端的FC連接器和SC連接器。這種方法要求連接器應(yīng)當(dāng)都是平面研磨,如果你一定需要連接斜角度(APC)連接器,則必采用第二種防止損傷的方法。
第二種方法是使用混合跳線和兩個(gè)連接適配器?;旌咸€是指兩端使用不同的光纖連接器類型,這些連接器將連接至你需要連接的地方,這樣就可以在配線面板中使用通用的適配器與系統(tǒng)相連,但是對系統(tǒng)衰減預(yù)算帶來一個(gè)連接器對的增加量。
8、光纖的固定連接包括機(jī)械式光纖接續(xù)和熱熔接,那么機(jī)械式光纖接續(xù)和熱熔接的選用原則有哪些?
機(jī)械式光纖接續(xù)俗稱為光纖冷接,是指不需要熱熔接機(jī),通過簡單的接續(xù)工具、利用機(jī)械連接技術(shù)實(shí)現(xiàn)單芯或多芯光纖永久連接的光纖接續(xù)方式??偟膩碚f,對小芯數(shù)多地點(diǎn)分散的光纖進(jìn)行接續(xù)時(shí),宜采用機(jī)械接續(xù)取代熱熔接。
機(jī)械式光纖接續(xù)技術(shù)早期經(jīng)常被應(yīng)用在線路搶修、特殊場合的小規(guī)模應(yīng)用等工程實(shí)踐當(dāng)中。近年來隨著光纖到桌面和光纖到戶( FTTH)在的大規(guī)模部署,人們認(rèn)識到機(jī)械式光纖接續(xù)作為一種重要的光纖接續(xù)手段的意義。
對于具有用戶數(shù)量大而地點(diǎn)分散的特點(diǎn)的光纖到桌面和光纖到戶應(yīng)用,當(dāng)用戶規(guī)模到一定程度后,施工復(fù)雜程度和施工人員和熔接機(jī)無法滿足用戶開通服務(wù)的時(shí)間要求。機(jī)械式光纖接續(xù)方式由于操作簡單,人員培訓(xùn)周期短,設(shè)備投資小等特點(diǎn),為光纖大規(guī)模部署提供了成本效益最高的光纖接續(xù)解決方案。比如樓道高處、狹小空間內(nèi),照明不足、現(xiàn)場取電不方便等場合,機(jī)械式光纖接續(xù)為設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)人員提供了一個(gè)方便、實(shí)用、快捷、高性能的光纖接續(xù)手段。
9、在光纖到戶系統(tǒng)中對光纜接頭盒的要求與電信運(yùn)營商戶外線路中所使用的光纜接頭盒有什么不同?
首先,在光纖到戶系統(tǒng)中,需要按照實(shí)際需要頭盒內(nèi)預(yù)留分光器的安裝和端接、容納、保護(hù)進(jìn)出分光器的跳線的位置。因?yàn)閷?shí)際情況是分光器可能位于光纜接頭盒、光纜交接箱、配線箱、ODF等設(shè)施中,并在其中進(jìn)行光纜的端接和分配。
其次,對于住宅小區(qū),光纜接頭盒更多的是采用埋地的方式進(jìn)行安裝,所以對光纜接頭盒的埋地性能要求更高。
另外,在光纖到戶項(xiàng)目中,可能需要考慮大量小芯數(shù)光纜的進(jìn)出。
10、普通層絞式光纜施工的應(yīng)注意什么?
1) 光纜施工要嚴(yán)格按照施工的規(guī)范進(jìn)行;
2) 光纜轉(zhuǎn)彎時(shí),其轉(zhuǎn)彎半徑要大于光纜自身直徑的15-20倍,如架空光纜在上下桿塔時(shí),應(yīng)當(dāng)盡量減小彎曲的角度,同時(shí)給光纜盤施加助力,減少光纜的防線張力;
3) 光纜布放前,應(yīng)對施工及相關(guān)人員就施工應(yīng)注意的事項(xiàng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn),如放線方法要領(lǐng)和安全等內(nèi)容,并確保施工人員服從指揮;
4) 應(yīng)安排相關(guān)人員分布在光纜盤放線處、穿越障礙點(diǎn)、地形拐彎處等處,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題,排除故障,控制放線中的速度,并減小放線盤的張力;
5) 光纜布放過程如遇到障礙,應(yīng)停止拖放,及時(shí)排除。不能用大力拖過,否則會造成光纜損傷;
6) 光纜放線時(shí),張力要穩(wěn)定,不能超過光纜標(biāo)準(zhǔn)的要求拉力。
7) 光纜在受到大張力,以小角度通過彎曲半徑很小的滑輪或有棱角的堅(jiān)硬表面時(shí),會使光纜局部受到遠(yuǎn)大于額定值的側(cè)壓力,使光纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)受到破壞,嚴(yán)重時(shí)造成斷纖。
8) 光纜的施工單位應(yīng)不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn),努力提高施工質(zhì)量,預(yù)防類似施工事故的發(fā)生。
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(編輯:梁靜茹)