光纤基础知识.doc

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1、光纤基础知识第一部分光纤理论与光纤结构一、光及其特性 1.光是一种电磁波可见光部分波长范围是: 390760nm(毫微米)。大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是: 850，1310，1550三种。2.光的折射，反射和全反射。因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的（即不同的物质有不同的光折射率），相同的物质对不同波长光的

2、折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。二、光纤结构及种类 1.光纤结构 光纤裸纤一般分为三层: 中心高折射率玻璃芯（芯径一般为50或62.5m），中 间为低折射率硅玻璃包层（直径一般为125m），最外是加强用的树脂涂层。2.数值孔径 入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同（at&t corning）。3.光纤的种类 a.按光在光纤中的传输模式可分为: 单摸光纤和多模光纤。多模光纤：中心玻璃芯较粗（50或62.5m），可传多种模式的光。但其

3、模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如: 600mb/km的光纤在2km时则只有300mb的带宽了。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: 中心玻璃芯较细（芯径一般为9或10m），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，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。b.按最佳传输频率窗口分： 常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。常规型: 光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300nm。色散位移型: 光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如:

4、 1300nm和1550nm。c.按折射率分布情况分: 突变型和渐变型光纤。突变型: 光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如: 工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。4.常用光纤规格 单模: 8/125m，9/125m，10/125m多模: 50/125m，欧洲标准62.5/125m，美国标准工业，医疗和低速网络: 100/140m，200/230m塑料: 98/1

5、000m，用于汽车控制三、光纤制造与衰减： 1.光纤制造: 现在光纤制造方法主要有:：管内cvd（化学汽相沉积）法，棒内cvd法，pcvd（等离子体化学汽相沉积）法和vad（轴向汽相沉积）法。2.光纤的衰减: 造成光纤衰减的主要因素有: 本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。本征: 是光纤的固有损耗，包括: 瑞利散射，固有吸收等。弯曲: 光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。挤压: 光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。杂质: 光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。不均匀: 光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。对接: 光纤对接时产生的损耗，如: 不同轴（单模光纤

6、同轴度要求小于0.8m），端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。四、光纤的优点: 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多公里，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。而通讯量为其十倍的光缆，直径为0.5英寸，重量450p/km。5.光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所。6.使用环境温度范围宽。7.化学腐蚀，使用寿命长。第二部分光缆一、光缆的制造: 光缆的制造过程一般分以下几个过程: 1.光纤的筛选: 选择传输特性优良和张力合格的光纤

7、。2.光纤的染色: 应用标准的全色谱来标识，要求高温不退色不迁移。3.二次挤塑: 选用高弹性模量，低线胀系数的塑料挤塑成一定尺寸的管子，将光纤纳入并填入防潮防水的凝胶，最后存放几天（不少于两天）。4.光缆绞合: 将数根挤塑好的光纤与加强单元绞合在一起。5.挤光缆外护套: 在绞合的光缆外加一层护套。二、光缆的种类: 1.按敷设方式分有: 自承重架空光缆，管道光缆，铠装地埋光缆和海底光缆。2.按光缆结构分有: 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.按用途分有: 长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。三、光缆的施工: 多年来，做光缆施工使得我们已

8、有了一套成熟的方法和经验。（一）光缆的户外施工: 较长距离的光缆敷设最重要的是选择一条合适的路径。这里不一定最短的路径就是最好的，还要注意土地的使用权，架设的或地埋的可能性等。必须要有很完备的设计和施工图纸，以便施工和今后检查方便可靠。施工中要时时注意不要使光缆受到重压或被坚硬的物体扎伤。光缆转弯时，其转弯半径要大于光缆自身直径的20倍。1.户外架空光缆施工: a.吊线托挂架空方式，这种方式简单便宜，我国应用最广泛，但挂钩加挂、整理较费时。b.吊线缠绕式架空方式，这种方式较稳固，维护工作少。但需要专门的缠扎机。c.自承重式架空方式，对线干要求高，施工、维护难度大，造价高，国内目前很少采用。d.

9、架空时，光缆引上线干处须加导引装置，并避免光缆拖地。光缆牵引时注意减小摩擦力。每个干上要余留一段用于伸缩的光缆。e.要注意光缆中金属物体的可靠接地。特别是在山区、高电压电网区和多地区一般要 每公里有3个接地点，甚至选用非金属光缆。2.户外管道光缆施工: a.施工前应核对管道占用情况，清洗、安放塑料子管，同时放入牵引线。b.计算好布放长度，一定要有足够的预留长度。详见下表: 自然弯曲增加长度（m/km）入孔内拐弯增加长度（m/孔）接头重叠长度（m/侧）局内预留长度（m）注50.518101520其它余留安设计预留c.一次布放长度不要太长（一般2km），布线时应从中间开始向两边牵引。d.布缆牵引力

10、一般不大于120kg，而且应牵引光缆的加强心部分，并作好光缆头部的防水加强处理。e.光缆引入和引出处须加顺引装置，不可直接拖地。d.管道光缆也要注意可靠接地。3.直接地埋光缆的敷设: a.直埋光缆沟深度要按标准进行挖掘，标准见下表: b.不能挖沟的地方可以架空或钻孔预埋管道敷设。c.沟底应保正平缓坚固，需要时可预填一部分沙子、水泥或支撑物。d.敷设时可用人工或机械牵引，但要注意导向和润滑。e.敷设完成后，应尽快回土覆盖并夯实。4.建筑物内光缆的敷设: a.垂直敷设时，应特别注意光缆的承重问题，一般每两层要将光缆固定一次。b.光缆穿墙或穿楼层时，要加带护口的保护用塑料管，并且要用阻燃的填充物将管

11、子填满。c.在建筑物内也可以预先敷设一定量的塑料管道，待以后要敷射光缆时再用牵引或真空法布光缆。四、光缆的选用: 光缆的选用除了根据光纤芯数和光纤种类以外，还要根据光缆的使用环境来选择光缆的外护套。 1.户外用光缆直埋时 ，宜选用铠装光缆。架空时，可选用带两根或多根加强筋的黑色塑料外护套的光缆。2.建筑物内用的光缆在选用时应注意其阻燃、毒和烟的特性。一般在管道中或强制通风处可选用阻燃但有烟的类型（plenum），暴露的环境中应选用阻燃、无毒和无烟 的类型（riser）。3.楼内垂直布缆时，可选用层绞式光缆（distribution cables）；水平布线时，可选用可分支光缆（breakout

12、 cables）。4.传输距离在2km以内的，可选择多模光缆，超过2km可用中继或选用单模光缆。直埋光缆埋深标准敷设地段或土质埋深（m）备注普通土 （硬土）1.2半石质（沙砾土、风化石）1.0 全石质0.8从沟底加垫10cm细土或沙土市郊、流沙0.8村镇1.2市内人行道1.0穿越铁路、公路1.2距道渣底或距路面沟、渠、塘1.2 农田排水沟0.8 第三部分连接和检测一、光缆的连接: 方法主要有永久性连接、应急连接、活动连接。1.永久性光纤连接（又叫热熔）: 这种连接是用放电的方法将连根光纤的连接点熔化并连接在一起。一般用在长途接续、永久或半永久固定连接。其主要特点是连接衰减在所有的连接方法中最低

13、，典型值为0.010.03db/点。但连接时，需要专用设备（熔接机）和专业人员进行操作，而且 连接点也需要专用容器保护起来。2.应急连接（又叫）冷熔: 应急连接主要是用机械和化学的方法，将两根光纤固定并粘接在一起。这种方法的主要特点是连接迅速可靠，连接典型衰减为0.10.3db/点。但连接点长期使用会不稳定，衰减也会大幅度增加，所以只能短时间内应急用。3.活动连接: 活动连接是利用各种光纤连接器件（插头和插座），将站点与站点或站点与光缆连接 起来的一种方法。这种方法灵活、简单、方便、可靠，多用在建筑物内的计算机网络布线中。其典型衰减为1db/接头。二、光纤检测: 光纤检测的主要目的是保证系统连

14、接的质量，减少故障因素以及故障时找出光纤的故障点。检测方法很多，主要分为人工简易测量和精密仪器测量。1.人工简易测量: 这种方法一般用于快速检测光纤的通断和施工时用来分辨所做的光纤。它是用一个简易光源从光纤的一端打入可见光，从另一端观察哪一根发光来实现。这种方法虽然简便，但它不能定量测量光纤的衰减和光纤的断点。2.精密仪器测量: 使用光功率计或光时域反射图示仪（otdr）对光纤进行定量测量，可测出光纤的衰减和接头的衰减，甚至可测出光纤的断点位置。这种测量可用来定量分析光纤网络出现故障的原因和对光纤网络产品进行评价。第四部分光纤的应用及系统设计一、光纤的应用: 人类社会现在已发展到了信息社会，声

15、音、图象和数据等信息的交流量非常大。以前的通讯手段已经不能满足现在的要求，而光纤通讯以其信息容量大、保密性好、重量轻体积小、无中继段距离长等优点得到广泛应用。其应用领域遍及通讯、交通、工业、医疗、教育、航空航天和计算机等行业，并正在向更广更深的层次发展。光及光纤的应用正给人类的生活带来深刻的影响与变革。二、光纤网络系统设计: 光纤系统的设计一般遵循以下步骤: 1.首先弄清所要设计的是什么样的网络，其现状如何，为什么要用光纤。2.根据实际情况选择合适是光纤网络设备、光缆、跳线及连接用的其它物品。选用时应以可用为基础，然后再依据性能、价格、服务、产地和品牌来确定。3.按客户的要求和网络类型确定线路

16、的路由，并绘制布线图。4.路线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受灵敏度线路衰减连接衰减（db）其中线路衰减光缆长度单位衰减；单位衰减与光纤质量有很大关系，一般单模为0.40.5db/km；多模为24db/km。连接衰减包括熔接衰减接头衰减，熔接衰减与熔接手段和人员的素质有关，一般热熔为0.010.3db/点；冷熔0.10.3db/点；接头衰减与接头的质量有很大关系，一般为1db/点。系统衰减余量一般不少于4db。5.核算不合格时，应视情况修改设计，然后再核算。这种情况有时可能会反复几次。三、设计实例: 1.某校园网的改造: 根据其情况,在已有细缆网的

17、一边使用一台三口中继器（双绞线-光纤-细缆），另一边使用一台带光纤主干的双绞线hub。中间用架空或地埋匀可的束管式4芯室外多模光缆再经过熔接为带st头的室内跳线（因设备的光纤接口为st型）。衰减核算: （一般多模设备在2km范围内不用核算，这里只做个例子）发射功率: 16dbm 接收灵敏度: 29.5dbm线路衰减: 1.5km3.5db/km=5.25db连接衰减: 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）5.25db0.14db2db6.11（db）经过上面的计算，可以看出系统容量大于4db，以上选择可以

18、满足要求. 3.光纤网络故障排除方法 1、首先看光纤收发器或光模块的指示灯和双绞线端口指示灯是否已亮？a、 如收发器的光口（fx）指示灯不亮，请确定光纤链路是否已交叉链接？a端的光纤跳线是平行方式连接；b端是交叉方式连接。b、 如a端收发器的光口（fx）指示灯亮、b端收发器的光口（fx）指示灯不亮，则故障在a收发器端：一种可能是：a端收发器（tx）光发送口已坏，因为b端收发器的光口（rx）接收不到光信号；另一种可能是：a端收发器（tx）光发送口的这条光纤链路有问题（光缆或光线跳线可能断了）。c、双绞线（tp）指示灯不亮，请确定双绞线连线是否有错或连接有误？请用通断测试仪检测；d、有的收发器有两

19、个rj45端口：（to hub）表示连接交换机的连接线是直通线；（to node）表示表示连接交换机的连接线是交叉线；e、有的收发器侧面有mpr开关：表示连接交换机的连接线是直通线方式；dte开关：连接交换机的连接线是交叉线方式。2、光缆、光纤跳线是否已断？a、光缆通断检测：用激光手电、太阳光、发光体对着光缆接头或偶合器的一端照光；在另一端看是否有可见光？如有可见光则表明光缆没有断。b、光纤连线通断检测：用激光手电、太阳光、发光体对着光纤跳线的一端照光；在另一端看是否有可见光？如有可见光则表明光纤跳线没有断。3、 半/全双工方式是否有误？有的收发器侧面有fdx开关：表示全双工；hdx开关：表示

20、半双工.浅谈光纤熔接与测试1、光纤接续（1）光纤接续。光纤接续应遵循的原则是：芯数相等时，要同束管内的对应色光纤对接，芯数不同时，按顺序先接芯数大的，再接芯数小的。（2）光纤接续的方法有：熔接、活动连接、机械连接三种。在工程中大都采用熔接法。采用这种熔接方法的接点损耗小，反射损耗大，可靠性高。（3）光纤接续的过程和步骤： 开剥光缆，并将光缆固定到接续盒内。注意不要伤到束管,开剥长度取1m左右，用卫生纸将油膏擦拭干净,将光缆穿入接续盒,固定钢丝时一定要压紧,不能有松动。否则,有可能造成光缆打滚折断纤芯。分纤将光纤穿过热缩管。将不同束管，不同颜色的光纤分开，穿过热缩管。剥去涂覆层的光纤很脆弱，使用

21、热缩管，可以保护光纤熔接头。打开古河s176熔接机电源，采用预置的42种程式进行熔接，并在使用中和使用后及时去除熔接机中的灰尘，特别是夹具，各镜面和v型槽内的粉尘和光纤碎未。catv使用的光纤有常规型单模光纤和色散位移单模光纤，工作波长也有1310nm和1550nm两种。所以，熔接前要根据系统使用的光纤和工作波长来选择合适的熔接程序。如没有特殊情况，一般都选用自动熔接程序。制作光纤端面。光纤端面制作的好坏将直接影响接续质量，所以在熔接前一定要做好合格的端面。用专用的剥线钳剥去涂覆层，再用沾酒精的清洁棉在裸纤上擦拭几次，用力要适度，然后用精密光纤切割刀切割光纤，对0.25mm（外涂层）光纤，切割

22、长度为8mm-16mm，对0.9mm（外涂层）光纤，切割长度只能是16mm。放置光纤。将光纤放在熔接机的v形槽中，小心压上光纤压板和光纤夹具，要根据光纤切割长度设置光纤在压板中的位置，关上防风罩，即可自动完成熔接，只需11秒。移出光纤用加热炉加热热缩管。打开防风罩，把光纤从熔接机上取出，再将热缩管放在裸纤中心，放到加热炉中加热。加热器可使用20mm微型热缩套管和40mm及60mm一般热缩套管，20mm热缩管需40秒，60mm热缩管为85秒。盘纤固定。将接续好的光纤盘到光纤收容盘上，在盘纤时，盘圈的半径越大，弧度越大，整个线路的损耗越小。所以一定要保持一定的半径，使激光在纤芯里传输时，避免产生一

23、些不必要的损耗。密封和挂起。野外接续盒一定要密封好，防止进水。熔接盒进水后，由于光纤及光纤熔接点长期浸泡在水中，可能会先出现部分光纤衰减增加。套上不锈钢挂钩并挂在吊线上。至此，光纤熔接完成。2、光纤测试： 光纤在架设，熔接完工后就是测试工作，使用的仪器主要是otdr测试仪，用加拿大exfo公司的ftb-100b便携式中文彩色触摸屏otdr测试仪（动态范围有32/31、37.5/35、40/38、45/43db）,可以测试，光纤断点的位置；光纤链路的全程损耗；了解沿光纤长度的损耗分布；光纤接续点的接头损耗。为了测试准确，otdr测试仪的脉冲大小和宽度要适当选择，按照厂方给出的折射率n值的指标设定

24、。在判断故障点时，如果光缆长度预先不知道，可先放在自动otdr，找出故障点的大体地点，然后放在高级otdr。将脉冲大小和宽度选择小一点，但要与光缆长度相对应，盲区减小直至与坐标线重合，脉宽越小越精确，当然脉冲太小后曲线显示出现噪波，要恰到好处。再就是加接探纤盘，目的是为了防止近处有盲区不易发觉。关于判断断点时，如果断点不在接续盒处，将就近处接续盒打开，接上otdr测试仪，测试故障点距离测试点的准确距离，利用光缆上的米标就很容易找出故障点。利用米标查找故障时,对层绞式光缆还有一个绞合率问题,那就是光缆的长度和光纤的长度并不相等,光纤的长度大约是光缆长度的1.005倍,利用上述方法可成功排除多处断

25、点和高损耗点。如何准确定位光缆线路的障碍点 摘要：在光纤通信系统中，通信中断的主要原因是光线路障碍，在处理光线路障碍定位时，首先要从故障的原因分析，在对障碍点进行测试时要尽量排除影响测试准确性的固有的及人为的因素。本文通过阐述影响光纤障碍定位准确性的因素及提高障碍定位的准确性的方法，以提高现场维护人员处理障碍的能力。 随着光缆线路的大量敷设和使用，光纤通信系统的可靠性和安全性越来越受到人们的关注。统计资料显示，光纤通信系统中通信中断的主要原因是光缆线路障碍，它约占障碍的2/3以上。由于我国幅员辽阔，地形地貌差异很大，对光缆线路可能造成的各种危险因素很多，这包括各种自然因素和人为破坏的光缆线路损

26、毁等。特别是近年随国家经济迅速发展，全国各地的基础设施建设大量开工，对光缆线路的安全带来了极大威胁。引起光缆线路障碍的原因主要有挖掘、技术操作错误、火灾、射击、洪水、温度影响、雷击等，从以上的光缆线路障碍分析中可以得出由于光缆本身的质量问题和自然灾害引起的障碍占的比例较少，大部分障碍是属人为性质的损坏。 在光传输系统故障处理中故障定位的一般思路为：先外部、后传输。也就是说在故障定位时，先排除外部的可能因素，如光纤断裂、电源中断等，接着再考虑传输设备。因此如何精确的将障碍点定位就显得十分重要。 首先分析光缆线路的常见障碍现象及原因，1、线路全部中断：光板出现r-los告警，可能原因有光缆受外力影

27、响被挖断、炸断或拉断等；2、个别系统通信质量下降：出现误码告警，线路可能的原因有光缆在敷设和接续过程中，造成光纤的损伤使线路损耗时小时大；活动连接器未到位，或者出现轻微污染，或者其它原因造成适配时好时坏；光纤性能下降，其色散和损耗特性受环境因素影响产生波动；光纤受侧应力作用，全程衰耗增大；老化损害光缆；光缆接头盒进水；光纤在某些特殊点受压（如收容盘内压纤）等。 在确定线路障碍后，用otdr对线路测试，以确定障碍的性质和部位，当遇到自然灾害或外界施工等外力影响造成光缆线路阻断时，查修人员根据测试人员提供的位置，一般比较容易找到，但如不是上述情况，就不容易从路由上的异常现象找到障碍地点。这时，必须

28、根据otdr测出的障碍点到测试点的距离，与原始测试资料进行核对，查出障碍点处于个哪个区段，再通过必要的换算后，再精确丈量其间的地面距离，直至找到障碍点的具体位置。但是往往事不如意，障碍点与测量计算的位置相差很大，这样既浪费人力物力、而由于光缆线路障碍造成的影响或损失会更大。 如何才能更精确的判断障碍点的准确位置。一、首先要分析影响光缆线路障碍点准确定位的主要因素。 1、otdr测试仪表存在的固有偏差 由otdr的测试原理可知，它是按一定的周期向被测光纤发送光脉冲，再按一定的速率将来自光纤的背向散射信号抽样、量化、编码后，存储并显示出来。这样otdr仪表本身由于抽样间隔而存在误差，这种固有偏差主

29、要反映在距离分辨率上。otdr的距离分辨率正比于抽样频率。 2、测试仪表操作不当产生的误差 在光缆故障定位测试时，otdr仪表使用的正确性与障碍测试的准确性直接相关。例如：仪表参数设定和准确性、仪表量程范围的选择不当或光标设置不准等都将导致测试结果的误差。 a、 设定仪表的折射率偏差产生的误差 不同厂家、不同类型的光纤其光纤折射率是不同的。因此使用otdr测试光纤长度时，必须先进行仪表参数设定。折射率的设定就是其中一。当几段光缆的折射率不同时可采用分段设置的方法，以减少因折射率设置误差而造成的测试误差。 b、 量程范围选择不当 otdr仪表测试距离分辨率为1米时，它是指图形放大到水平刻度为25

30、米/格时才能实现。仪表设计是以光标每移动25步为1满格。在这种情况下，光标每移动一步，即表示移动1米的距离，所以读出分辨率为1米。如果水平刻度选择2公里/每格，则光标每移动一步，距离就会偏移80米（即2000/25米）。由此可见，测试时选择的量程范围越大，测试结果的偏差就越大。 c、 脉冲宽度选择不当 在脉冲幅度相同的条件下，脉冲宽度越大，脉冲能量就越大，此时otdr的动态范围也越大，相应盲区也就大。 d、 平均化处理时间选择不当 otdr测试曲线是将每次输出脉冲后的反射信号采样，并把多次采样做平均处理以消除一些随机事件，平均化时间越长，噪声电平越接近最小值，动态范围就越大。平均化时间越长，测

31、试精度越高，但达到一定程度时精度不再提高。为了提高测试速度，缩短整体测试时间，一般测试时间可在053min内选择。 e、 光标位置放置不当 光纤活动连接器、机械接头和光纤中的断裂都会引起损耗和反射，光纤未端的破裂端面由于未端端面的不规则性会产生各种菲涅尔反射峰或者不产生菲涅尔反射。如果光标设置不够准确，也会产生一定误差。 3、计算误差 计算光缆线路障碍点涉及到的因素有很多，计算过程中的误差、以及对结果的取舍与实际不符等，都将引起较大的距离偏差。 二、提高光缆线路故障定位准确性的方法 1、 正确掌握仪表的使用方法 a、 正确设置otdr的参数 使用otdr测试时，必须先进行仪表参数设定，其中最主

32、要是设定测试光纤的折射率和测试波长。只有准确地设置了测试仪表的基本参数，才能为准确的测试创造条件。 b、 选择适当的测试范围档 对于不同的测试范围档，otdr测试的距离分辨率是不同的，在测量光纤障碍点时，应选择大于被测距离而又最近的测试范围档，这样才能充分利用仪表的本身精度。 c、 应用仪表的放大功能 应用otdr的放大功能就可将光标准确置定在相应的拐点上，使用放大功能键可将图形放大到25米/格，这样便可得到分辨率小于1米的比较准确的测试结果。 2、 建立准确、完整的原始资料 准确、完整的光缆线路资料是障碍测量、定位的基本依据。因此，必须重视线路资料的收集、整理、核对工作，建立起真实、可信、完

33、整的线路资料。在光缆接续监测时，记录测试端至每个接头点位置的光纤累计长度及中继段光纤总衰减值，同时也将测试仪表型号、测试时折射率的设定值进行登记。准确记录各种光缆余留。详细记录每个接头坑、特殊地段、s形敷设、进室等处光缆盘留长度及接头盒、终端盒、odf架等部位光纤盘留长度，以便在换算故障点路由长度时予以扣除。 3、 正确的换算 有了准确、完整的原始资料，便可将otdr测出的故障光纤长度与原始资料对比，迅速查出故障点的位置，但是，要准确断故障点位置，还必须把测试的光纤长度换算为测试端（或接头点）至故障点的地面长度。测试端到故障点的地面长度可由下式计算： l = (l1-l2)/(1+p)-l3l

34、4-l5 1+a 式中，l为测试端至故障点的地面长度（单位为米），l1为otdr测出的测试端至故障点的光纤长度（单位为米），l2为每个接头盒内盘留的光纤长度（单位为米），l3为每个接头处光缆和盘留长度（单位为米），l4为测试端至故障点间各种盘留长度（单位为米），l5为测试端至故障间光缆敷设增加的长度（单位为米），a为光缆自然弯曲率（管道敷设或架空敷设方式可取值0.5%，直埋敷设方式可取值0.7%-1%），p为光纤在光缆中的绞缩率，p值随光缆结构的不同而有所变化，最好应用厂家提供的数值，当无法预知p值时，工程中也可自己运用公式进行取,但应注意r值为光纤至中心距离（即半径），测量时应注意松套光纤纤

35、芯的位置；h为节距的长度，实际上就是缆长。测量时一般应剖开光缆多测几个节距，取其平均值。 4、 保持测试条件的一致性 障碍测试时应尽量保证测试仪表型号、操作方法及仪表参数设置等的一致性，使得测试结果有可比性。因此，每次测试仪表的型号、测试参数的设置都要做详细记录，以便于以后利用。 5、 灵活测试、综合分析 障碍点的测试要求操作人员一定要有清晰的思路和灵活的处理问题的方法。一般情况下，可在光缆线路两端进行双向故障测试，并结合原始资料，计算出故障点的位置。再将两个方向的测试和计算结果进行综合分析、比较，以使故障点的具体位置的判断更加准确。当故障点附近路由上没有明显特征、具体障碍点现场无法确定时，可

36、采用在就近接头处测量等方法，可在初步测试的障碍点处开挖，端站测试仪表处于实时测量状态。 12.光纤网络常用的仪器使用方法及注意事项 1 前言 光纤通信是上世纪70年代发展起来的，由于其具有传输频带宽、损耗小等特性，故发展迅猛。现在，光缆传输网已成为承载巨大信息量的信息高速公路。因此，保证其安全、畅通是非常重要的。这样，就要求有一套能够准确地测量光纤传输特性，并能够接续光纤的仪器，以便能够随时了解光纤的传输情况，发现光纤障碍并及时排除故障。1 光纤通信系统维护常用的仪器2.1 光时域反射仪（otdr）光时域反射仪是根据光的后向散射与菲涅耳反向原理制作的。它利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获

37、取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。otdr在实际使用时应注意以下几点：1)盲区对otdr测量精度的影响。我们将活动连接器、机械接头等特征点产生反射引起的otdr接收端饱和而带来的一系列“盲点”称为盲区。对于otdr来说，盲区越小越好。盲区会随着脉冲宽度的增加而增大，增加脉冲宽度虽然增加了测量长度，但也增大了测量盲区。所以我们在测试光纤时，对otdr附件的光纤和相邻事件点的测量要使用窄脉冲，而对光纤远端进行测量时要使用宽脉冲。2)由于盲区对otdr测量精度的影响，所以为了准确测量较短距离的光纤传输参数

38、，应加接裸纤盘。3)在测量光纤时，一定要选择与被测光纤相匹配的otdr进行测量，这样才能得到各项性能指标均正确的结果。如果使用单模otdr模块对多模光纤进行测量，或使用多模otdr模块对单模光纤进行测量，光纤长度的测量结果虽然不会受到影响，但光纤损耗、光接头损耗、回波损耗等的测量结果都是不正确的。2.2 剥纤钳剥纤钳用来剥除光纤的涂面层。厂家在生产光纤时为了保护裸纤和区分不同的纤芯，都要在裸纤上涂上一层涂料。我们在熔接时，要把这一层剥离。在剥纤过程中应注意以下几点： 1)热缩管应在剥覆前穿入，严禁在端面制备后穿入。2)剥纤时应掌握平、稳、快3字剥纤法。“平”，即持纤要平，左手拇指和食指捏紧光纤

39、，使之呈水平状，所露长度以5cm为宜，余纤在无名指、小拇指之间自然打弯，以增加力度，防止打滑。“稳”，即剥纤钳要握得稳。“快”，即剥纤要快，剥纤钳应与光纤垂直，向上方向内倾斜一定角度，然后用钳口轻轻卡住光纤，右手随之用力，顺光纤轴向平推出去，整个过程要自然流畅，一气呵成。从材料角度分按照制造光纤所用的材料分类，有石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤等。 塑料光纤是用高度透明的聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）制成的。它的特点是制造成本低廉，相对来说芯径较大，与光源的耦合效率高，耦合进光纤的光功率大，使用方便。但由于损耗较大，带宽较小，这种光纤只适用于短距离

40、低速率通信，如短距离计算机网链路、船舶内通信等。目前通信中普遍使用的是石英系光纤。 按传输模式分按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤。 多模光纤的纤芯直径为5062.5m，包层外直径125m，单模光纤的纤芯直径为8.3m，包层外直径125m。光纤的工作波长有短波长0.85m、长波长1.31m和1.55m。光纤损耗一般是随波长加长而减小，0.85m的损耗为2.5db/km,1.31m的损耗为0.35db/km，1.55m的损耗为0.20db/km，这是光纤的最低损耗，波长1.65m以上的损耗趋向加大。由于oh的吸收作用，0.901.30m和1.341.52m范围内都有损耗高峰，这两个

41、范围未能充分利用。80年代起，倾向于多用单模光纤，而且先用长波长1.31m。 多模光纤多模光纤(multi mode fiber)：中心玻璃芯较粗(50或62.5m)，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，而且随距离的增加会更加严重。例如：600mb/km的光纤在2km时则只有300mb的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。 单模光纤单模光纤(single mode fiber)：中心玻璃芯很细(芯径一般为9或10m)，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，但还存在着材料色散和波导色散，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高

42、的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。后来又发现在1.31m波长处，单模光纤的材料色散和波导色散一为正、一为负，大小也正好相等。这就是说在1.31m波长处，单模光纤的总色散为零。从光纤的损耗特性来看，1.31m处正好是光纤的一个低损耗窗口。这样，1.31m波长区就成了光纤通信的一个很理想的工作窗口，也是现在实用光纤通信系统的主要工作波段。1.31m常规单模光纤的主要参数是由国际电信联盟itut在g652建议中确定的，因此这种光纤又称g652光纤。 最佳传输窗口为依据按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。 常规型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300m。 色

43、散位移型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1300m和1550m。 我们知道单模光纤没有模式色散所以具有很高的带宽，那么如果让单模光纤工作在1.55m波长区，不就可以实现高带宽、低损耗传输了吗？但是实际上并不是这么简单。常规单模光纤在1.31m处的色散比在1.55m处色散小得多。这种光纤如工作在1.55m波长区，虽然损耗较低，但由于色散较大，仍会给高速光通信系统造成严重影响。因此，这种光纤仍然不是理想的传输媒介。 为了使光纤较好地工作在1.55m处，人们设计出一种新的光纤，叫做色散位移光纤（dsf）。这种光纤可以对色散进行补偿，使光纤的零色散点从1.31m处移到1.55m

44、附近。这种光纤又称为1.55m零色散单模光纤，代号为g653。 g653光纤是单信道、超高速传输的极好的传输媒介。现在这种光纤已用于通信干线网，特别是用于海缆通信类的超高速率、长中继距离的光纤通信系统中。 色散位移光纤虽然用于单信道、超高速传输是很理想的传输媒介，但当它用于波分复用多信道传输时，又会由于光纤的非线性效应而对传输的信号产生干扰。特别是在色散为零的波长附近，干扰尤为严重。为此，人们又研制了一种非零色散位移光纤即g655光纤，将光纤的零色散点移到1.55m 工作区以外的1.60m以后或在1.53m以前，但在1.55m波长区内仍保持很低的色散。这种非零色散位移光纤不仅可用于现在的单信道

45、、超高速传输，而且还可适应于将来用波分复用来扩容，是一种既满足当前需要，又兼顾将来发展的理想传输媒介。 还有一种单模光纤是色散平坦型单模光纤。这种光纤在1.31m到1.55m整个波段上的色散都很平坦，接近于零。但是这种光纤的损耗难以降低，体现不出色散降低带来的优点，所以目前尚未进入实用化阶段。 按折射率分布分按折射率分布情况分：阶跃型和渐变型光纤。 阶跃型：光纤的纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯一包层交界面上不断产生全反射而前进。这种光纤纤芯的折射率是均匀的，包层的折射率稍低一些。光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的，只有一个台阶，所以称为阶跃型折射率多模光纤，简称阶跃光纤，也称

46、突变光纤。这种光纤的传输模式很多，各种模式的传输路径不一样，经传输后到达终点的时间也不相同，因而产生时延差，使光脉冲受到展宽。所以这种光纤的模间色散高，传输频带不宽，传输速率不能太高，用于通信不够理想，只适用于短途低速通讯，比如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。这是研究开发较早的一种光纤，现在已逐渐被淘汰了。 为了解决阶跃光纤存在的弊端，人们又研制、开发了渐变折射率多模光纤，简称渐变光纤。 渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高次模的光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。渐变光纤

47、的包层折射率分布与阶跃光纤一样，为均匀的。渐变光纤的纤芯折射率中心最大，沿纤芯半径方向逐渐减小。由于高次模和低次模的光线分别在不同的折射率层界面上按折射定律产生折射，进入低折射率层中去，因此，光的行进方向与光纤轴方向所形成的角度将逐渐变小。同样的过程不断发生，直至光在某一折射率层产生全反射，使光改变方向，朝中心较高的折射率层行进。这时，光的行进方向与光纤轴方向所构成的角度，在各折射率层中每折射一次，其值就增大一次，最后达到中心折射率最大的地方。在这以后。和上述完全相同的过程不断重复进行，由此实现了光波的传输。可以看出，光在渐变光纤中会自觉地进行调整，从而最终到达目的地，这叫做自聚焦。 按工作波长分按光纤的工作波长分类，有短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。 常用光纤规格单模： 8/125m， 9/125m， 10/125m 多模： 50/125m 欧洲标准 62.5/125m 美国标准 工业，医疗和低速网络： 100/140m， 200/230m 塑料光纤： 980m /1000m 用于汽车控制。 光纤制造