光纤已经成为远距离有线信号传输的主要手段,安装、维护光纤也是弱电人的基本功。光纤中涉及的理论知识、组件和铺设要点都很多,我们在这里作了一些梳理。
三种光
不是所有的光都能用于光纤中信号传播。光线中主要使用三种波长的光:850 nm、1300 nm、1550 nm。
用在哪里?
单模光纤使用的光波长为1310 nm或1550 nm,多模光纤使用的光波长多为850 nm。
单模与多模的区别
• 多模光纤的中心玻璃芯较粗(50或62.5 μm),可传多种模式的光。但其模间色散较大,这就限制了传输数字信号的频率,因此多模光纤传输的距离就比较近,一般只有几公里。
• 单模光纤中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10 μm),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。
线皮的颜色
一个更简单的区分方式是,多模光纤外皮为橙色,单模光纤外皮为黄色。
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色散与损耗
在单模光纤中,1310 nm光具有最小色散,1550 nm光具有最小损耗。
所以,损耗具体是多少?
1310 nm : 0.35~0.5 dB/km
1550 nm : 0.2~0.3 dB/km
850 nm : 2.3~3.4 dB/km
光信号的敌人太多
光损耗是造成光纤信号衰减的原因之一。除此之外,散射、吸收等也能造成光纤信号衰减。
光损耗的原因
• 光的自然损耗
• 光传输线路中插入光学部件的插入损耗
• 光纤衔接时的机头损耗
• 电缆中阻抗不匹配使光产生了反射,这称为回波损耗
• 纤材料的弯曲、挤压、杂质、不均匀都能造成损耗
光纤续接
• 固定接续,俗称死接头,一般采用光纤熔接机,用于光缆直接头。
• 活动接头,俗称活接头,用能够拆卸的连接器连接,用于光纤跳线、设备连接等位置。
固定接头小技巧
安装固定接头应该使用二次放电熔接法。先对光纤端面预热放电,给端面整形,去除灰尘和杂物,同时通过预热使光纤端面压力均匀。
什么?还有色散?
色散也是影响光线信号传输的重要因素。
色散:光脉冲沿着光纤行进一段距离后造成的频宽变粗。它是限制传输速率的主要因素。
色散产生的原因
• 模间色散:只发生在多模光纤,因为不同模式的光沿着不同的路径传输。
• 材料色散:不同波长的光行进速度不同。
• 波导色散:发生原因是光能量在纤芯及包层中传输时,会以稍有不同的速度行进。在单模光纤中,通过改变光纤内部结构来改变光纤的色散非常重要。
光纤材料对传播的影响
• 玻璃光纤:纤芯与包层都是玻璃,损耗小,传输距离长,成本高;
• 胶套硅光纤:纤芯是玻璃,包层为塑料,特性同玻璃光纤差不多,成本较低;
• 塑料光纤:纤芯与包层都是塑料,损耗大,传输距离很短,价格很低。多用于家电、音响,以及短距的图像传输。
光模块
光模块是实现光信号和电信号转换的部件,常见的有GBIC、SFP、SFP+、XFP、SFF、CFP等。
最后,看一下光纤的安装步骤
• 量好长度,开剥光缆,除去光缆护套。
• 清洗、去除光缆内的石油填充膏。
• 捆扎好光纤。
• 检查光纤芯数,进行光纤对号,核对光纤色标是否有误。
• 加强芯接续。
• 各种辅助线对,包括公务线对、控制线对、屏蔽地线等接续。
• 光纤的接续。
• 光纤接头保护处理。
• 光纤余纤的盘库留处理。
• 完成光缆护套的接续。
• 光缆接头的保护。