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光纤和光缆基础知识

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光纤和光缆基础知识 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sean luo 2006-01-19 

 

光纤和光缆基础知识 

 

一、光纤 

1. 光纤结构 

光纤(Optical Fiber)是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。纤芯的折射率比包层稍高,损耗比包层更低,光能量主要在纤芯内传输。包层为光的传输提供反射面和光隔离,并起一定的机械保护作用。图1示出光纤的外形。设纤芯和包层的折射率分别为n1和n2,光能量在光纤中传输的必要条件是n1>n2。纤芯和包层的相对折射率差△=( n1-n2)/n1的典型值,一般单模光纤为0.3%~0.6%,多模光纤为1%~2%。△越大,把光能量束缚在纤芯的能力越强,但信息传输容量却越小。 

 

图2 三种基本类型的光纤 

(a)突变型多模光纤; (b)渐变型多模光纤; (c)单模光纤 

 

相对于单模光纤而言,突变型光纤和渐变型光纤的纤芯直径都很大,可以容纳数百个模式,所以称为多模光纤。渐变型多模光纤和单模光纤,包层外径2b都选用125μm。实际上,根据应用的需要,可以设计折射率介于SIF和GIF之间的各种准渐变型光纤。为调整工作波长或改善色散特性,可以在图2(c)常规单模光纤的基础上,设计许多结构复杂的特种单模光纤。最有用的若干典型特种单模光纤的横截面结构和折射率分布示于图3,这些光纤的特征如下。 

双包层光纤 如图3(a)所示,折射率分布像W形,又称为W型光纤。这种光纤有两个包层,内包层外直径2a′与纤芯直径2a的比值a′/a≤2。适当选取纤芯、外包层和内包层的折射率n1、n2和n3,调整a值,可以得到在1.3~1.6μm之间色散变化很小的色散平坦光纤(Dispersion-Flattened Fiber,DFF),或把零色散波长移到1.55μm的色散移位光纤(Dispersion-Shifted Fiber,DSF)。 

三角芯光纤 如图3(b)所示,纤芯折射率分布呈三角形,这是一种改进的色散移位光纤。这种光纤在1.55μm有微量色散,有效面积较大,适合于密集波分复用和孤子传输的长距离系统使用,康宁公司称它为长距离系统光纤,这是一种非零色散光纤。 

椭圆芯光纤 如图3(c)所示,纤芯折射率分布呈椭圆形。这种光纤具有双折射特性,即两个正交偏振模的传输常数不同。强双折射特性能使传输光保持其偏振状态,因而又称为双折射光纤或偏振保持光纤。 

 

 

图3 典型特种单模光纤 

(a)双包层; (b)三角芯; (c)椭圆形 

以上各种特征不同的光纤,其用途也不同。突变型多模光纤信号畸变大,相应的带宽只有10~20MHz?km,只能用于小容量(8Mb/s以下)短距离(几km以内)系统。渐变型多模光纤的带宽可达1~2GHz?km,适用于中等容量(34~140Mb/s)中等距离(10~20km)系统。大容量(565Mb/s~2.5Gb/s)长距离(30km以上)系统要用单模光纤。 

特种单模光纤大幅度提高光纤通信系统的水平。1.55μm色散移位光纤实现了10Gb/s容量的100km的超大容量超长距离系统。色散平坦光纤适用于波分复用系统,这种系统可以把传输容量提高几倍到几十倍。三角芯光纤有效面积较大,有利于提高输入光纤的光功率,增加传输距离。外差接收方式的相干光系统要用偏振保持光纤,这种系统最大优点是提高接收灵敏度,增加传输距离。

3. 光纤种类和应用 

1)光纤种类 

(1) 多模光纤 

① 结构 

两种多模光纤结构,如图4和图5所示。通常,光纤的纤芯用来导光,包层保证光全反射只发生在芯内,涂覆层则为保护光纤不受外界作用和吸收诱发微变的剪切应力。表1列出了当今常用的AI类多模光纤的结构尺寸参数。 

 

图5 阶跃型多模光纤结构 

表1 Al类多模光纤的结构尺寸参数 

光 纤 结 构 Ala Alb Alc Ald 

纤芯直径 (μm) 包层直径 (μm) 芯/包同心度 (μm) 芯不圆度 (%) 包层不圆度 (%) 包层直径(未着色)(μm) 包层直径(着色) (μm) 

50±3 

125±2 

≤3 

≤6 

≤2 

245±10 

250±15 

62.5±3 

125±3 

≤3 

≤6 

≤2 

245±10 

250±15 

85±3 

125±3 

≤6 

≤6 

≤2 

245±10 

250±15 

100±5 

140±4 

≤6 

≤6 

≤4 

250±25 

— 

 

② 种类 

A. 梯度型多模光纤 

梯度型多模光纤包括Ala、Alb、Alc和Ald类型。它们可用多组分玻璃或掺杂石英玻璃制得。为降低光纤衰减,梯度型多模光纤的制备选用的材料纯度比大多数阶跃型多模光纤材料纯度高得多。正是由于折射率呈梯度分布和更低的衰减,所以梯度型多模光纤的性能比阶跃型多模光纤性能要好得多。一般在直径(包括缓冲护套)相同的情况下,梯度型多模光纤的芯径大大小于阶跃型多模光纤,这就赋予梯度型多模光纤更好的抗弯曲性能。四种梯度型多模光纤的传输性能及应用场合,如表2所列。 

 

表2 四种梯度型多模光纤的传输性能及应用场合 

光纤 类型 芯/包直径 

(μm) 

工作波长 

(μm) 

带宽 

(MHz) 

数值孔径 

衰减系数 

(dB/km) 

应用场合 

Ala Alb Alc Ald 50/125 

62.5/125 

85/125 

100/125 

0.85,1.30 

0.85,1.30 

0.85,1.30 

0.85,1.30 

200~1500 

300~1000 

100~1000 

100~500 

0.20~0.24 

0.26~0.29 

0.26~0.30 

0.26~0.29 

0.8~1.5 

0.8~2.0 

2.0 

3.0~4.0 

数据链路、局域网 

数据链路、局域网 

局域网、传感等 

局域网、传感等 

B. 阶跃型多模光纤 

阶跃型多模光纤A2、A3和A4三类九个品种。它们可选用多组分玻璃或掺杂玻璃或塑料作为芯、包层来制成光纤。由于这些多模光纤具有大的纤芯和大的数值孔径,所以它们可更为有效地与非相干光源,例如发光二极管(LED)耦合。链路接续可通过价格低廉的注塑型连接器,从而降低整个网络建设费用。因此,阶跃型多模光纤,特别是A4类塑料光纤将在短距离通信中扮演着重要的角色。A2、A3和A4三类阶跃型多模光纤的传输性能和应用场合,如表3所列。 

 

表3 三类九种阶跃型多模光纤的传输性能及应用场合 

光 纤 类 型 A2a A2b A2c A3a A3b A3c A4a A4b A4c 芯/包直径(μm)

工作波长(μm) 

带宽(MHz) 数值孔径 衰减系数(dB/km) 典型选用长度(m) 100/140 200/240 200/280 0.85 ≥10 0.23~0.26 ≤10 2000 

200/300 200/380 200/230 0.85 ≥5 0.40 ≤10 1000 

980/1000 730/750 480/500 0.65 ≥10 0.50 ≤40dB/0.1km 

100 

应用场所 短距离信息传输、楼内局部布线、传感器等 

 

(2) 单模光纤 ① 结构 

单模光纤的结构,如图6所示。单模光纤具有小的芯径,以确保其传输单模,但是其包层直径要比芯径大十多倍,以避免光损耗。单模光纤结构的各部分作用与多模光纤类似,与多模光纤所不同的是用与波长有关的模场直径w。来表示芯直径。表4和表5分别列出了当今光纤通信工程中广泛使用的B1.1和B4两类单模光纤的尺寸参数。 

表5 B4类单模光纤的结构尺寸参数 

光 纤 类 别 B4 

1550nm模场直径 (μm) 包层直径 (μm) 1550nm芯同心度误差 (μm) 包层不圆度 (%) 涂覆层直径(未着色) (μm) 涂覆层直径(着色) (μm) 包层/涂覆层同心度误差(μm) (8.0~11.0)±0.7 

125±1 

≤0.8 

≤2 

245±10 

250±15 

≤12.5 

 

② 分类 

单模光纤以其衰减小、频带宽、容量大、成本低和易于扩容等优点,作为一种理想的光通信传输媒介,在全世界得到极为广泛的应用。目前,随着信息社会的到来,人们研究出了光纤放大器、时分复用、波分复用和频分复用技术,从而使单模光纤的传输距离、通信容量和传输速率进一步提高。 

值得指出的是,光纤放大器延伸了传输距离,复用技术在带来的高速率、大容量信号传输的同时,使色散、非线性效应对系统的传输质量的影响增大。因此,人们专门研究开发了几种光纤:色散位移光纤、非零色散位移光纤、色散平坦光纤和色散补偿光纤,它们在解决色散和非线性效应问题上各有独道之处。 

按照零色散波长和截止波长位移与否可将单模光纤分为5种,国际电信联盟电信标准化部门ITU-T在2000年10月对其中4种单模光纤已给出最新建议:G.652、G.653、G.654和G.655光纤。单模光纤的分类、名称、IEC和ITU-T命名对应关系如下: 

名称 ITU-T IEC 

非色散位移单模光纤 G.652:A、B、C B1.1和B1.3 

单模光纤 色散位移单模光纤 G.653 B2 

截止波长位移单模光纤 G.654 B1.2 

非零色散位移单模光纤 G.655:A、B B4 

色散补偿单模光纤

A.非色散位移单模光纤 

2000年10月国际电信联盟第15专家组会议通过了非色散位移单模光纤(ITU-T G.652)最新标准文本、即按G.652光纤的衰减、色散、偏振模色散、工作波长范围及其在不同的传输速率的SDH系统的应用情况,将G.652光纤进一步细分为G.652A、G.652B和G.652C。究其实质而言,G.652光纤可分为两种,即常规单模光纤(G.652A和G.652B)和低水峰单模光纤(G.652C)。 

a.常规单模光纤 

常规单模光纤于1983年开始商用。常规单模光纤的性能特点是:(1)在1310nm波长处的色散为零;(2)在波长为1550nm附近衰减系数最小,约为0.22dB/km,但在1550nm附近其具有最大色散系数,为17ps/(nm?km)。(3)这种光纤工作波长即可选在1310nm波长区域,又可选在1550 nm波长区域,它的最佳工作波长在1310 nm区域。这种光纤常称为“常规”或“标准”单模光纤。它是当前使用最为广泛的光纤。迄今为止,其在全世界各地累计铺设数量已高达7千万公里。 

今天,绝大多数光通信传输系统都选用常规单模光纤。这些系统包括在1310nm和1550nm工作窗口的高速数字和CATV(Cable Television)模拟系统、然后,在1550nm波长处的大色散成为高速系统中这种光纤中继距离延长的“瓶颈”。 

利用常规单模光纤进行速率大于2.5Gbit/s的信号长途传输时,必须采取色散补偿措施进行色散补偿,并需引入更多的掺铒光纤放大器来补偿由引入色散补偿产生的损耗。常规单模光纤(G.652A和G.652B)的色散,如图7所示。常规单模光纤的传输性能及其应用场所,如表6所示。 

 

图7 G.652光纤的色散 

 

表6 常规单模光纤的性能及应用 

性能 模场直径 

(μm) 

截止波长 

λcc (μm) 

零色散波长 

(nm) 

工作波长 

(nm) 

最大衰减系数 

(dB/km) 

最大色散系数 

ps/(nm?km) 

要求值 1310nm 

8.6~9.5±0.7 

λcc≤

1270 

λc≤1250 

λcj≤

1250 

1310 1310或1550 1310nm<0.40 

1550nm<0.25 

1310nm:0 

1550nm:17 

应用 场合 

最广泛用于数据通信和模拟图像传输媒介,其缺点是工作波长为1550nm时色散系数高达17ps/(nm?km)阻碍了高速率、远距离通信的发展。 

 

b. 低水峰单模光纤 

为解决城域网发展面临着业务环境复杂多变、直接支持用户多、传输短(通常仅

为50~80km)等问题,人们采取的解决方案是选用数十至上百个复用波长的高密集波分复用技术,即:将不同速率和性质的业务分配到不同的波长,在光路上进行业务量

的选路和分插。 为此,需要研发出具有更宽的工作波长区的低水峰光纤(ITU-T G.652C) 来满足高密集波分城域网发展的需要。 

众所周知,常规单模光纤G.652工作波长区窄的原因是1385nm附近高的水吸收峰。在1385nm附近,常规G.652光纤中只要含有10-9量级个数的OH-离子就会产生几个分贝的衰减,使其在1350~1450nm的频谱区因衰减太高而无法使用。为此,国外著名光纤公司都纷纷致力于研究消除这一高水峰的新工艺技术,从而研发出了工作波长区大大拓宽的低水峰光纤。 

现以美国朗讯科技公司1998年研究出的低水峰光纤——全波光纤为例,说明该光纤的性能特点。 

全波光纤与常规单模光纤G.652的折射率剖面一样。所不同的是全波光纤的生产中采用一种新的工艺,几乎完全去掉了石英玻璃中的OH-离子,从而消除了由OH-离子引起的附加水峰衰减。这样,光纤即使暴露在氢气环境下也不会形成水峰衰减,具有长期的衰减稳定性。 

由于低水峰,光纤的工作窗口开放出第五个低损耗传输窗口,进而带来了诸多的优越性:(1)波段宽。由于降低了水峰使光纤可在1280~1625nm全波段进行传输,即全部可用波段比常规单模光纤G.652增加约一半,同时可复用波长数也大大增多,故IEC又将低水峰光纤命名B1.3光纤,即波长段扩展的非色散位移单模光纤;(2)色散小。在1280~1625nm全波长区,光纤的色散仅为1550nm波长区的一半,这样就易实现高速率、远距离传输。例如,在140nm波长附近,10Gbit/s速率的信号可以传输200km,而无需色散补偿;(3)改进网管。可以分配不同的业务给最适合这种业务的波长传输,改进网络管理。例如,在1310nm波长区传输模拟图像业务,在1350~1450nm波长区传输高速数据(10Gbit/s)业务,在1450nm以上波长区传输其他业务;(4)系统成本低。光纤可用波长区拓宽后,允许使用波长间隔宽、波长精度和稳定度要求低的光源、合(分)波器和其他元件,网络中使用有源、无源器件成本降低,进而降低了系统的成本。全波光纤的性能及应用,如表7所列。 

 

表7 全波单模光纤 

性能 模场直径 

(μm) 

截止波长 

(nm) 

零色散波长 

λo(nm) 

工作波长 

(nm) 

最大衰减系数 

(dB/km) 

要求值 1310nm9.3±0.5 

1550nm10.5±1.0 

λcc≤1270 

λc≤1250 

λcj≤1250 

1300~1322 1280~1625 1310nm:0.35 

1385nm:0.31 

1550nm:0.21~0.25 

应用 场合 

这种光纤的优点是工作波长范围宽,即1280~1625nm,故其主要用于密集波分复用的城域网的传输系统,它可提供120个或更多的可用信道。 

 

B.色散位移单模光纤 

色散位移单模光纤(ITU-T G.653光纤)于1985年商用。色散位移光纤是通过改变光纤的结构参数、折射率分布形状,力求加大波导色散,从而将最小零色散点从1310nm位移到1550nm,实现1550nm处最低衰减和零色散波长一致,并且在掺铒光纤放大器1530~1565nm工作波长区域内。这种光纤非常适合于长距离单信道高速光放大系统,如:可在这种光纤上直接开通20Gbit/s系统,不需要采取任何色散补偿措施。 

色散位移光纤的富有生命力的应用场所为单信道数千里的信号传输的海底光纤通信系统。另外,陆地长途干线通信网也已敷设一定数量的色散位移光纤。 

虽然,业已证明色散位移光纤特别适用于单信道通信系统,但该光纤在通道进行波分复用信号传输时,存在的严重问题是在1550nm波长区的零色散产生了四波混频非线性效应。据最新研究报导,只要将色散位移单模光纤的工作波长选在大于或小于1550nm的非零色散区,其仍可用作波长复用系统的光传输介质。 

色散位移单模光纤的性能及应用场合列于表8。 

 

表8 色散位移单模光纤 

性能 模场直径 

(μm) 

截止波长 

(nm) 

零色散波长 

(nm) 

工作波长 

(nm) 

最大衰减系数 

(dB/km) 

色散系数 

ps/(nm?km) 

要求值 1310nm:8.3 

 

λcc≤

1270 

λc≤1250 

λcj≤

1270 

1550 1550 1550nm≤0.25 1525~1575nm:3.5 

应用 场合 

这种光纤的优点是在1550nm工作波长衰减系数和色散系数均很小。它最适用于单信道几千公里海底系统和长距离陆地通信干线。 

 

色散位移单模光纤的色散,如图8所示。 

 

图8 色散位移单模光纤的色散 

 

C.截止波长位移单模光纤 

1550nm截止波长位移单模光纤是非色散位移光纤(ITU-T G.654光纤),其零色散

波长在1310nm附近,截止波长移到了较长波长,在1550nm波长区域衰减极小,最佳

工作波长范围为1500~1600nm。 

获得低衰减光纤的方法是(1)适用纯石英玻璃作为纤芯和掺氟的凹陷包层;(2)以长截止波长来减小光纤对弯曲附加损耗的敏感。 

因为这种光纤制造特别困难,最低衰减光纤十分昂贵,且很少使用。它们主要应用在传输距离很长,且不能插入有源器件的无中继海底光纤通信系统。 

截止波长位移单模光纤的性能及应用场合,如表9所示。 

 

表9 1550nm截止波长位移单模光纤 

性能 模场直径 

(μm) 

截止波长 

(nm) 

零色散波长 

(nm) 

工作波长 

(nm) 

最大衰减系数 

(dB/km) 

最大色散系数 

ps/(nm?km) 

要求值 1550nm:10.5 

 

λcc≤1530 

1350<λc<1600 

1310 1550 1550nm≤0.20 1550nm:20 

应用 场合 这种光纤的优点是在1550nm工作波长衰减系数极小,其抗弯曲性能好。它主要用于远距离无需插入有源器件的无中继海底光纤通信系统,其缺点是制造困难,价格昂贵。 

D.非零色散位移单模光纤 

非零色散位移单模光纤是在1994年美国朗讯和康宁专门为新一代带有光纤放大器的波分复用传输系统设计和制造的新型光纤(ITU-T G.655光纤)。这种光纤是在色散位移单模光纤的基础上通过改变折射剖面结构的方法来使得光纤在1550nm波长色散不为零,故其被称为“非零色散位移”单模光纤。 

2000年10月ITU-T第15研究组(SG15)通过的G.655光纤的最新标准,将G.655光纤分为两种类型:G.655A和G.655B。G.655A光纤主要适用带光放大器的单信道SDH传输系统;G.655B光纤主要适用密集波分复用传输系统。 

G.655光纤的基本设计思想是1550nm波长区域具有合理的低色散,足以支持10Gbit/s的长距离传输而无需色散补偿;同时,其色散值又必须保持非零特性来抑制四波混频和交叉相位调制等非线性效应的影响,以求G.655光纤适宜同时满足开通时分复用和密集波分复用系统的需要。为此,人们先后研发出了第一代非零色散位移单模光纤,又陆续开发出第二代产品如:低色散斜率非零色散位移单模光纤、大有效面积非零色散位移单模光纤和色散平坦型非零色散位移单模光纤。 

a.非零色散位移单模光纤 

为使非零色散位移单模光纤在1550nm附近工作波长区呈现出非零色散特性,通过改变光纤折射率剖面形状,即以改变其波导色散的方式来使得零色散点移向短波长侧或长波长侧,进而制得正色散非零色散光纤和负色散非零色散光纤,如图9所示。 

 

图9 三种G.655光纤的色散斜率的比较 

 

在两种零色散点不同偏移方向的G.655光纤中,具有正色散的G.655光纤的主要优点是可以利用色散补偿其一阶和二阶色散。另外,在1550nm附近色散为正,有可能与产生负啁啾的MZ外调制器结合,利用自相位调制技术来扩大色散受限传输距离乃至实现光弧子传输。它的主要缺点是可能产生所谓的调制不稳定性。 

具有负色散的G.655光纤的主要优点是不存调制不稳定性问题,眼图清楚,对交叉相位调制的影响不敏感,由此产生的性能劣化较小;缺点是不能利用自相位调制来扩大色散受限传输距离,也不支持光弧子通信。另外,在光纤制造工艺相同和折射率剖面形状类似的条件下,零色散波长较长的光纤要求有较大的波导色散,因而芯包折射率差较大,从而往往使损耗较大而有效面积较小。最后,利用G.652光纤来补偿这类光纤时仅能补偿其一阶色散,但G.652光纤成本较低。具有负色散的G.655光纤中不同厂家的具体设计和参数也不尽相同。原则上,色散系数对值小些有利于10Gbit/s信号传得更远,但四波混频影响大,复用的通路数少于色散系数绝对值较大的光纤,因而不利于密集波分复用系统应用。另外,随着系统应用波长范围向L波段的扩展,由于这类光纤的零色散波长恰好处于1570nm附近,会发生四波混频,因而不利于开拓L波段应用。总的看,随着复用通路数越来越大以及系统应用波长范围向L波段的扩展,这类光纤的弱点越来越显著。 

b.低色散斜率非零色散位移单模光纤 

所谓色散斜率指光纤的色散随波长而变化的速率,又称高阶色散。在长途WDM传输系统中,由于色散的积累,各通路的色散都随传输距离的延长而增大。然而,由于色散斜率的作用,各通路的色散积累量是不同的,位于两侧的边缘通路间的色散积累量差别最大。当传输距离超过一定值后,会使具有较大色散积累量的通路的色散值超标,从而限制了整个WDM系统的传输距离。为此,1998年美国朗讯科技公司研发出一种低色散斜率G.655光纤(真波RS光纤)。光纤色散斜率已从0.07ps/(nm2?km)降至0.05ps/(nm2?km)以下。 

低色散斜率非零色散位移单模光纤的色散一致性在整个第三和第四波段应用窗口上提供了数值有限的色散,消除了四波混频的非线性效应。这个色散阻止了各信号

波长间的相位匹配,因此消除了波长混合干扰,极低的色散值使得高达10Gbit/s的传输速率在无需色散补偿的情况下,在多波长的每一个波长上进行长距离传输。 

非色散位移单模光纤是专门为1310nm系统而设计的,可降低损耗,获得最大带宽。当光纤用于高容量放大系统中时,光纤在1550nm波长处的高色散(大约为17ps/(nm?km))可能会需要增加色散补偿或传输设备的成本。 

与非色散位移单模光纤和其它G.655光纤相比,低色散斜率非零色散位移单模光纤的色散补偿成本最低。例如,拥有较大有效面积的非零色散位移单模光纤,其色散随波长的变化比较大,对于长距离的密集波分复用系统来说,这一较大的色散变化率使得复杂的色散补偿方案的使用势在必行,一个波段须划分为若干个子波段,每个子波段用不同的色散补偿量分别进行补偿,而低色散斜率非零色散位移光纤省去了这一复杂的过程,节约了成本。 

低色散斜率非零色散位移光纤的纤芯呈特殊的折射率分布,纤芯周围由几层不同折射率的合成石英包层包围,从而在第三和第四应用波段中获得低衰减和非零色散性能。这大大降低了色散补偿的成本,甚至可能无需再进行色散补偿。 

c.大有效面积非零色散位移单模光纤 

超高速系统的主要性能限制是色散和非线性效应。通常,线性色散可以用色散补偿的方法来消除,而非线性效应的影响却不能用简单的线形补偿的方法来消除。光纤的有效面积是决定光纤非线性效应的主要因素,尽管降低输入功率或减少系统传输距离和光区段长度也可以减轻光纤非线性效应的影响,但同时也降低了系统的要求和性能价格比。可见光纤的有效面积是长距离密集波分复用系统性能的最终限制。1996年,为了适应超大容量长距离密集波分复用系统的应用,大有效面积非零色散位移单模光纤已经问世。以美国康宁公司的Leaf光纤为例,光纤的截面积采用了分段式的纤芯结构,典型有效面积72μm2以上,零色散点处于1510nm左右,其弯曲性能、模色散和衰减性能均可达到常规G.655光纤的水平。 

美国康宁公司的大有效面积非零色散位移单模(Leaf)光纤的优点是低色散、大有效面积、优异的弯曲性能,而且降低了非线性效应。 

大有效面积非零色散位移单模光纤提供更大光功率承受能力,改善了光信噪比,延长了光放大器距离,增加了密集波分复用信道数等。大有效面积光纤的关键性能优点是降低了各种非线性效应(如图10所示)。因为非线性效应是当今DWDM系统最大的性能约束条件。 

大有效面积非零色散位移单模光纤除了在常规工作带(C带:1530~1565nm)具有小有效面积非零色散位移光纤的工作性能外,这种光纤更适合于用来构筑下一代电信网,即工作波长向长带,即L带:1565~1625nm的迁移。康宁公司通过试验证明,大有效面积的非零色散位移单模光纤比小有效面积非零色散位移单模光纤具有更好的传输性和更低的系统成本。在C带和L带,大有效面积非零色散位移单模光纤通过

采用大的光传输有效面积的方法来降低DWDM传输中的非线性效应,例如:四波混频、自相位调制和交叉相位调制,使其更适合于DWDM系统的传输。 

正是由于大有效面积非零色散位移单模光纤增大了光传输距离,所以这种光纤系统中只需很少的光放大器和中继器,从而直接降低了网络建设和维护成本。大有效面积常规单模光纤也应与已敷设的光纤和光器件相适应。事实上,特别是当它与常规单模光纤和其他光纤连接时,大有效面积非零色散位移单模光纤的较大的模场直径改善了其接续性能。因此,选用大有效面积非零色散位移单模光纤是最容易和最经济的提高网络传输信息量的方法,表10列出了非零色散位移单模光纤的性能及应用场合。 

 

图10 大有效面积光纤增大了纤芯的导光面积 

 

表10 非零色散位移单模光纤 

 

E.色散平坦单模光纤 

1988年,色散平坦光纤商用化。这种光纤在1310nm~1550nm波段范围内都是低色散,且具有两个零色散波长,即1310nm和1550nm这种光纤可用中心波长更宽的激光器和用工作波长在1310nm和1550nm的标准激光器与LED进行高速传输。但是,色散平坦单模光纤折射率剖面结构复杂,制造难度大,尤其是该光纤的衰减大,离实用距离很远。这种光纤的性能和应用场合见表11。 

 

 

 

 

 

表11 色散平坦单模光纤 

性能 模场直径 

(μm) 

截止波长 

(nm) 

零色散波长 

(nm) 

工作波长 

(nm) 

最大衰减系数 

(dB/km) 

最大色散系数 

ps/(nm?km) 

要求值 1310nm:8 

1550nm:11 

≤1270 

 

1310和1550 1310~1550 1310nm:≤0.25 

1550nm:≤0.30 

1310nm:0 

1550nm:0 

应用 

场合 

这种光纤的优点是在1310~1550nm工作波长范围内低色散。 

 

F.色散补偿单模光纤 

随着光纤放大器的应用,衰减对光纤通信系统距离的限制已不成问题,而色散却严重阻碍了常规单模光纤工作波长由1310nm向1550nm的升级扩容。 为解决这一实际问题,人们研制出了色散补偿单模光纤。 

色散补偿单模光纤是一种在1550nm波长处有很大的负色散的单模光纤,当前实验色散补偿单模光纤的色散系数为50~-548ps/(nm?km),衰减一般为0.5~1.0dB/km。 

当常规单模光纤系统工作波长由1310nm升级扩容至1550nm波长工作区时,其总色散呈正色散值,通过在该系统中加入一段负色散光纤,即可抵消几十公里常规单模光纤在1550nm处的正色散,从而实现业已安装使用的常规单模光纤工作波长由1310nm升级扩容至1550nm,进而实现高速率、远距离、大容量的传输。至于色散补偿光纤加入给系统带来的衰减完全可由光纤放大器予以补偿。 

色散补偿单模光纤的性能及应用场合列入表12。 

 

表12 色散补偿单模光纤 

性能 模场直径 

(μm) 

截止波长 

(nm) 

零色散波长 

(nm) 

工作波长 

(nm) 

衰减系数 

(dB/km) 

色散系数 

ps/(nm?km) 

要求值 1550nm:6 

 

≤1260 

 

>1550 1550 1550nm: 

≤1.00 

1550nm: 

-80~-150 

应用 场合 

这种光纤的优点是在1550nm工作波长范围内有很大的负色散,其主要用作G.652光纤工作波长由1310nm扩容升级至1550nm的进行色散补偿。 

 

4. 光纤选型 

近年来,我国电信网呈现了飞速发展的态势,电信业务量持续高速增长,电话网

和蜂窝移动通信网的规模都居世界第二。到1999年9月底全国电信网规模已超过1.5亿门电话,干线光缆的长度达22万公里,电话普及率达12.6%,因特网用户已超过700万。据初步预测估计,我国干线最大截面容量在未来5~10年可能达到60Gbit/s~1Tbit/s,可见其发展潜力之大。 

光纤是电信网基础之基础,在电信网构筑中,我们必须要考虑15~20年寿命期

仍能满足传输容量和速率的发展需要。从我国未来发展需要看,我国东部地区的新干线建设将逐渐转向以10Gbit/s速率为基础的WDM系统。在这一速率前提下,采用G.655光纤的系统成本将比采用传统G.652光纤的系统成本大约低50%,因而新敷光纤转向G.655光纤是有远见卓识的决策。另一方面,我国又是一个经济发展高度不平衡的国家,我国西部地区的通信业务需求在很长时间内都难以赶上东部地区,因而采用以2.5Gbit/s速率为基础的WDM系统将足以满足相当长时间的干线业务量需求。在这一速率前提下,采用G.655光纤的必要性和急迫性没有那么强。除非G.655光纤的价格有较大幅度的降低,新敷光纤继续采用G.652光纤是符合中国国情的合理的选择。 

至于具体哪一种G.655光纤更适合中国的网络,目前尚无一种肯定答案,唯一可以肯定的是:第二代的G.655光纤产品的低色散斜率非零色散位移和大有效面积非零色散位移光纤在性能上都足以支撑我国未来至少15年的容量和速率的发展需要。 

从城域网角度看,为了适应未来多业务多速率的环境需求,扩大可用光谱的范围,新敷光纤逐渐转向价格基本相同,可选用工作波长范围扩大的低水峰光纤(波长扩展的非包散位移单模光纤)。 

二、 光缆 

对光缆的基本要求是保护光纤的机械强度和传输特性,防止施工过程和使用期间光纤断裂,保持传输特性稳定。为此,必须根据使用环境设计各种结构的光缆,以保证光纤不受应力的作用和有害物质的侵蚀。 

1.光缆基本要求 

保护光纤固有机械强度的方法,通常是采用塑料被覆和应力筛选。光纤从高温拉制出来后,要立即用软塑料(例如紫外固化的丙烯酸树脂)进行一次被覆和应力筛选,除去断裂光纤,并对成品光纤用硬塑料(例如高强度聚酰胺塑料)进行二次被覆。 

应力筛选条件直接影响光纤的使用寿命。设对光纤进行拉伸应力筛选时,施加的应力为σP,作用时间为tP (设为ls);长期使用时,容许施加的应力为σr,作用时间为tr,断裂概率为106km一个断裂点。理论推算得到的容许作用时间(光纤使用寿命)tr和应力比σr/σP的关系示于图11。图中n为疲劳因子,其数值随环境条件而变化,例如充气光缆n=20,不充气光缆n=13~20。由图可见,为保证20年的光纤使用寿命,应力比被限制为0.20~0.35。经验确定,陆上光缆敷设后,长期使用应力(用应变表示)σr=0.17%,因此要求筛选应力σP=0.5%~0.9%,海底光缆要求更高,σP>2%。 

 

图11 光纤使用寿命和应力比的关系 

 

即使进行应力筛选,软塑料一次被覆光纤的机械强度,对于成缆的要求还是不够的。因此要用硬塑料进行二次被覆。二次被覆光纤有紧套、松套、大套管和带状线光纤四种,见图12。 

 

图12 二次被覆光纤(芯线)简图 

(a)紧套;(b)松套;(c)大套管;(d)带状线 

 

把一次被覆光纤装入硬塑料套管内,使光纤与外力隔离是保护光纤的有效方法。在工程应用中,光缆不可避免要遭受一定的拉力而伸长,或者遭遇低温而收缩。因此,松套管内的光纤要留有一定的余长,使光纤受拉力或压力的作用。图13表示松套管光纤无应力“窗口”。 

 

图13 松套管光纤的无应力“窗口” 

 

 

2.光缆结构和类型 

光缆一般由缆芯和护套两部分组成,有时在护套外面加有铠装。 

1) 缆芯 

缆芯通常包括被覆光纤(或称芯线)和加强件两部分。被覆光纤是光缆的核心,决定着光缆的传输特性。加强件起着承受光缆拉力的作用,通常处在缆芯中心,有时配置在护套中。加强件通常用杨氏模量大的钢丝或非金属材料例如芳纶纤维(Kevlar)做成。 

光缆类型多种多样,图14给出若干典型实例。根据缆芯结构的特点,光缆可分为四种基本型式。 

层绞式 把松套光纤绕在中心加强件周围绞合而构成。这种结构的缆芯制造设备简单,工艺相当成熟,得到广泛应用。采用松套光纤的缆芯可以增强抗拉强度,改善温度特性。 

骨架式 把紧套光缆或一次被覆光纤放入中心加强件周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成。这种结构的缆芯抗侧压力性能好,有利于对光纤的保护。 

中心束管式 把一次被覆光纤或光纤束放入大套管中,加强件配置在套管周围而构成。这种结构的加强件同时起着护套的部分作用,有利于减轻光缆的重量。 

带状式 把带状光纤单元放入大套管内,形成中心束管式结构,也可以把带状光纤单元放入骨架凹槽内或松套管内,形成骨架式或层绞式结构。带状式缆芯有利于制造容纳几百根光纤的高密度光缆,这种光缆已广泛应用于接入网。 

2) 护套 

护套起着对缆芯的机械保护和环境保护作用,要求具有良好的抗侧压力性能及密封防潮和耐腐蚀的能力。护套通常由聚乙烯或聚氯乙烯(PE或PVC)和铝带或钢带构成。不同使用环境和敷设方式对护套的材料和结构有不同的要求。根据使用条件,光缆又可以分为许多类型。 

一般光缆有室内光缆、架空光缆、埋地光缆和管道光缆等。 

特种光缆常见的有:电力网使用的架空地线复合光缆(OPGW),跨越海洋的海底光缆,易燃易爆环境使用的阻燃光缆以及各种不同条件下使用的军用光缆等。 

 

 

 

 

图14 光缆类型的典型实例 

(a)6芯紧套层绞式光缆(架空、管道); (b)12芯松套层绞式光缆(直埋防蚁);(c)12芯骨架式光缆(直埋); (d)6~48芯束管式光缆(直埋); 

(e)108芯带状光缆; (f)LXE束管式光缆(架空、管道、直埋);(g)浅海光缆; (h)架空地线复合光缆(OPGW) 

 

3.光缆特性 

光缆的传输特性取决于被覆光纤。对光缆机械特性和环境特性的要求由使用条件确定。光缆生产出来后,对这些特性的主要项目,例如拉力、压力、扭转、弯曲、冲

击、振动和温度等,要根据国家标准的规定做例行试验。成品光缆一般要求给出下述特性,这些特性的参数都可以用经验公式进行分析计算,这里我们只作简要的定性说明。 

1) 拉力特性 

光缆能承受的最大拉力取决于加强件的材料和横截面积,一般要求大于1km光缆的重量,多数光缆在100~400kg范围。 

2) 压力特性 

光缆能承受的最大侧压力取决于护套的材料和结构,多数光缆能承受的最大侧压力在100~400kg/10cm。 

3)弯曲特性 

弯曲特性主要取决于纤芯与包层的相对折射率差△以及光缆的材料和结构。实用光纤最小弯曲半径一般为20~50mm,光缆最小弯曲半径一般为200~500mm,等于或大于光纤最小弯曲半径。在以上条件下,光辐射引起的光纤附加损耗可以忽略,若小于最小弯曲半径,附加损耗则急剧增加。 

4)温度特性 

光纤本身具有良好的温度特性。光缆温度特性主要取决于光缆材料的选择及结构的设计,采用松套管二次被覆光纤的光缆温度特性较好。温度变化时,光纤损耗增加,主要是由于光缆材料(塑料)的热膨胀系数比光纤材料(石英)大2~3个数量级,在冷缩或热胀过程中,光纤受到应力作用而产生的。在我国,对光缆使用温度的要求,一般在低温地区为-40℃~+40℃,在高温地区为-5℃~+60℃。 

4.光缆型号和应用 

1) 型号的组成 

① 型号组成的内容 

型号由型式和规格两大部分组成。 

② 型号组成的格式 

光缆型号组成的格式,如图15所示。 

 

 图15 型号组成的格式 图16 光缆型式的构成 

 

最新成套电气设备基础知识培训

成套开关设备基础知识培训 2019年3月

1、成套开关设备(或称成套电器)概念 成套开关设备(成套电器)是以开关设备为主体的成套配电装置,即制造厂家根据用户对一次接线的要求,将各种一次电器元件以及控制、测量、保护等装置组装在一起而构成的成套配电装置。 成套开关设备可分为: 1、低压成套开关设备 2、高压开关柜 3、SF 封闭式组合电器(GIS) 6 4、预装式变电站 2、电力系统 电力系统是将电源(或发电装置)与用电设备之间经若干输、配电环节连接起来,完成电能的传输与分配。 电力系统主要由五个部分组成:发电厂、输电线路、变电所、配电系统及用户。 由于电厂和用电负荷的分散性,需要将电厂生产的电能经升压变压器升压,再经不同电压等级的输电线送往各个负荷中心,最后经降压变压器降压才到达具体的电能用户。 即是说,发电厂和用户间需经一定的网络连接。各个发电厂之间也需要这样的网络连接以提高供电的可靠性和经济性。这样的网络就称为“电力网”。 2、直流电与交流电 直流电(英文:Direct Current,简称DC),是指方向和时间不作周期性变化的电流,但电流大小可能不固定,而产生波形。直流电工作的供用电系统成为直流供电系统。 交流电(英文:AlternatingCurrent,简写AC)是指大小和方向都发生周期性变化的电流,因为周期电流在一个周期内的运行平均值为零,称为交变电流或简称交流电。交流电工作的供用电系统成为交流供电系统。 3、开关电器的作用

开关电器的主要功能是接通和断开电路,主要作用有保护、控制、隔离、接地。 4、电气性能参数 额定电压——电力系统或电气设备所允许的最大电压值。我们讲的额定电压通常指设备的额定电压,是设备在规定的正常使用和性能条件下,能够连续运行的最高电压。 额定电流——在规定的正常使用条件和性能条件下,导体或设备应该能够持续承载的电流的有效值,即导体或设备允许长期通过的最大工作电流。 额定短路开断电流——在额定电压下,断路器或熔断器等具有开断短路电流能力的电器设备,能保证可靠开断的最大电流,称为额定开断电流。 额定短路关合电流——开关电器在合闸时,设备所能承受的短路电流峰值的最大值。 额定短时耐受电流(热稳定电流)——电气设备载流导体在在规定的使用和性能条件下,在规定的时间内,开关在合闸位置能够承载的电流的有效值(这个规定的时间叫额定短路持续时间)。 额定峰值耐受电流(动稳定电流)——电气设备载流导体在在规定的使用和性能条件下,能够承载的额定短时耐受电流第一个大半波的电流峰值。在该短路电流峰值冲击所产生电动力作用下,电气设备不致损坏。 额定绝缘水平——开关设备工作时能够承受高于额定电压的各种过电压作用,不会导致绝缘损坏。一般包括额定工频耐受电压和额定冲击耐受电压。 额定工频耐受电压——对设备按相关标准,施加高于其额定电压的工频(50Hz)电压,由此确定的设备所能承受过电压的能力的限值。 额定冲击耐受电压——在额定电压工作条件下,导体或设备发热不超过长期运行允许温度时,所允许通过的最大电流。 5.成套电器的种类 (1)、低压成套开关设备 按供电系统的要求和使用的场所分: 1、一级配电设备动力配电中心(PC),俗称低压柜。 2、二级配电设备动力配电柜和电动机(马达)控制中心(MCC)。 3、末级配电设备动力配电箱、照明配电箱、插座配电箱、电表计量箱等(俗称三箱)。 按结构特征和用途分类: 1、固定面板式开关柜如:PGL等 2、封闭式开关柜如:GGD、GFB、JYD等。 3、抽出式开关柜如:GCK、MNS、GCS、BLOKSET等。 4、动力、照明配电控制箱如:XL-21(动力箱)、XM(照明箱)、XC(插座箱)、XDD(电表计量箱)等。 (2)、高压成套开关设备 按柜体结构可分为:

光纤模块基本知识

光纤模块基本知识 光纤模块基本知识 光纤模块只有短波(SX)、长波(LX)和超长波(ZX)之分,没有单模多模之分!只有光纤才分单模多模! 短波光纤模块:发光口大,传输距离近 长波和超长波光纤模块:发光口小,传输距离远 多模光纤:纤芯直径大,传输距离近 单模光纤:纤芯直径小,传输距离远 短波模块-单模光纤-短波模块:不可行!因为短波模块的发光口大于单模光纤的纤芯直径,部分光信号无法进入光纤 长波模块-多模光纤-长波模块:一般可行,因为长波模块的发光口小于多模光纤的纤芯直径,所有光信号能够进入光纤。但传输距离受多模光纤限制,只有几百米,而且本人见过连通性不稳定甚至连不通的情况! 长波模块-多模光纤-短波模块:不可行!两端波长必须相同! 如果传输距离较远,必须选择长波模块-单模光纤-长波模块! 光纤主要分为两类: 单模光纤(Single-mode Fiber):一般光纤跳线用黄色表示,接头和保护套为

蓝色;传输距离较长。 多模光纤(Multi-mode Fiber):一般光纤跳线用橙色表示,也有的用灰色表示,接头和保护套用米色或者黑色;传输距离较短。 光纤使用注意! 光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致,也就是说光纤的两端必须是相同波长的光模块,简单的区分方法是光模块的颜色要一致。 一般的情况下,短波光模块使用多模光纤(橙色的光纤),长波光模块使用单模光纤(黄色光纤),以保证数据传输的准确性。 光纤在使用中不要过度弯曲和绕环,这样会增加光在传输过程的衰减。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。 单模多模 1. 光纤是如何工作的? 通讯用光纤由外覆塑料保护层的细如毛发的玻璃丝组成。玻璃丝实质上由两部分组成:核心直径为9到62.5μm,外覆直径为125μm的低折射率的玻璃材料。虽然按所用的材料及不同的尺寸而分还有一些其它种类的光纤,但这里提到的是最常见的那几种。光在光纤的芯层部分以“全内反射”方式进行传输,也就是指光线进入光纤的一端后,在芯层和包层界

光纤、光缆的基本知识(非常实用)

光纤、光缆的基本知识(非常实用) 1.简述光纤的组成。 答:光纤由两个基本部分组成:由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。2.描述光纤线路传输特性的基本参数有哪些? 答:包括损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径等。 3. 产生光纤衰减的原因有什么? 答:光纤的衰减是指在一根光纤的两个横截面间的光功率的减少,与波长有关。造成衰减的主要原因是散射、吸收以及由于连接器、接头造成的光损耗。 4.光纤衰减系数是如何定义的? 答:用稳态中一根均匀光纤单位长度上的衰减(dB/km)来定义。 5.插入损耗是什么? 答:是指光传输线路中插入光学部件(如插入连接器或耦合器)所引起的衰减。 6.光纤的带宽与什么有关? 答:光纤的带宽指的是:在光纤的传递函数中,光功率的幅值比零频率的幅值降低50%或3dB时的调制频率。光纤的带宽近似与其长度成反比,带宽长度的乘积是一常量。 7.光纤的色散有几种?与什么有关? 答:光纤的色散是指一根光纤内群时延的展宽,包括模色散、材料色散及结构色散。取决于光源、光纤两者的特性。 8.信号在光纤中传播的色散特性怎样描述? 答:可以用脉冲展宽、光纤的带宽、光纤的色散系数三个物理量来描述。 9.什么是截止波长? 答:是指光纤中只能传导基模的最短波长。对于单模光纤,其截止波长必须短于传导光的波长。 10.光纤的色散对光纤通信系统的性能会产生什么影响? 答:光纤的色散将使光脉冲在光纤中传输过程中发生展宽。影响误码率的大小,和传输距离的长短,以及系统速率的大小。 11.什么是背向散射法? 答:背向散射法是一种沿光纤长度上测量衰减的方法。光纤中的光功率绝大部分为前向传播,但有很少部分朝发光器背向散射。在发光器处利用分光器观察背向散射的时间曲线,从一端不仅能测量接入的均匀光纤的长度和衰减,而且能测出局部的不规则性、断点及在接头和连接器引起的光功率损耗。

光纤光缆基础知识

江苏中天科技股份有限公百 oo 五年一月 光纤光缆基础知识

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光通信:利用光频(光波)传输信息,分有线通信和无线通信。 系统包括光发送设备、传输媒质、光接受设备。 优点:a传输衰减低,中继距离长; b、传输带宽宽,通信容量大; C、光缆尺寸小,重量轻; d不受电磁感应,不受强电、雷电干扰; e、节省有色金属; f、适用于需防暴、高压和雷电的场合。 缺点:a、需要光端机和光中继器进行光一电转换和电一光转换; b、光纤材料较脆,应对光纤小心保护且光缆弯曲半径不宜过小; C、光纤接续较难; d连接和测试需要专门的工具和高精度仪器。 第一节光纤 定义——传输光能的介质波导,由纤芯和包层组成。 §分类: 按折射率分布:分为突变型光纤、渐变型光纤(是光纤芯至包层的折射率随半径的变化)。 按传输模式:单模光纤(只能传输一种模式的光纤) 、多模光纤(能传输多种模式的光纤)。 单模光纤种类: 1、B1.1(G652)非色散位移光纤,在1550nm窗口衰减小, 速系统的长距离传输; 2、B2(G.653)零色散位移光纤,在1550nm窗口色散为零, 四波混频效应;但色散较大,不利于高但在波分复用时会出现 3、B1.2(G654)截止波长位移光纤; 4、B4(G.655)非零色散位移光纤,在1550nm窗口衰减低, 混频效应。故其可用于远距离、波分复用、高速系统; 5、B3 色散平坦光纤; 色散小,大大减小四波

光缆基本知识介绍

光缆基本知识介绍 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

光缆基本知识介绍 一、光纤的组成与分类 1、光纤按其制造材料的不同可分为石英光纤和塑料光纤,石英光纤即通常使用的光纤,石英光纤按其传输模式的不同分为单模光纤和多模光纤。塑料光纤全部由塑料组成,通常为多模短距离应用,还处于起步阶段,未有大规模应用。 2、石英光纤的结构:石英光纤由纤芯、包层及涂覆层组成,其结构如图: 光纤中光的传输在纤芯中进行,因包层与纤芯石英的折射率不同,使光在纤芯与包层表面产生全反射,使光始终在纤芯中传输,而塑料涂覆层起保护石英光纤及增加光纤强度的作用,因石英很脆,若没有塑料的保护则无法在实际中得到应用,正因为光纤的结构如此,所以光纤易折断,但有一定的抗拉力。 3、 石英光纤的分类 单模光纤 G.652A(简称B1) (简称B1) G.652C() () G.655A光纤(B4)(长途干线使用) 光纤(B4)(长途干线使用) 多模光纤 50/125(A1a简称A1)

125(A1b) 二、光缆的结构 1、室外光缆主要有中心管式光缆、层绞式光缆及骨架式光缆三种结构,按使用光纤束与光纤带又可分为普通光缆与光纤带光缆等6种型式。每种光缆的结构特点: ①中心管式光缆(执行标准:YD/T769-2003):光缆中心为松套管,加强构件位于松套管周围的光缆结构型式,如常见的GYXTW型光缆及GYXTW53型光缆,光缆芯数较小,通常为12芯以下。 ②层绞式光缆(执行标准:YD/T901-2001):加强构件位于光缆的中心,5~12根松套管以绞合的方式绞合在中芯加强件上,绞合通常为SZ绞合。此类光缆如GYTS等,通过对松套管的组合可以得到较大芯数的光缆。绞合层松套管的分色通常采用红、绿领示色谱来分色,用以区分不同的松套管及不同的光纤。层绞式光缆芯数可较大,目前本公司层绞式光缆芯数可达216芯或更高。 ③骨架式光缆:加强构件位于光缆中心,在加强构件上由塑料组成的骨架槽,光纤或光纤带位于骨架槽中,光纤或光纤带不易受压,光缆具有良好的抗压扁性能。该种结构光缆在国内较少见,所占的比例较小。 ④ 8字型自承式结构,该种结构光缆可以并入中心管式与层绞式光缆中,把它单独列出主要是因为该光缆结构与其它光缆有较大的不同。通常有中心管式与层绞式8字型自承式光缆。 5 煤矿用阻燃光缆(执行标准:Q/M01-2004 企业标准):与普通光缆相比,提高了光缆阻燃性能的要求,并经过特殊的设计使光缆适用于矿井环境下使用,通常外护套颜色采用兰色,以利于矿井中对光缆的识别。按结构可分入中心管式光缆与层绞式光缆两类结构中。

光纤光缆基本知识讲诉

光纤和光缆基础知识

光纤光缆基本知识 一、光纤通信及发展史 1、1966年英籍华人高锟提出“光纤通信”. 2、以激光为光源,经光纤为传输媒质的通信方式,叫做光纤通信. 3、1983年武汉三镇使用光纤通信投入电话网中使用,标志着我国光纤通信进入使 用阶段. 二、光通信原理介绍及光纤通信的特点 1、全反射原理:1)光从光密介质射入光疏介质。 2)入射角大于临界角。 2、光通信特点: 优点:1)传输频带宽、通信容量大 2) 中继距离远、损耗低 3)抗电磁能力强、无串话 4)重量轻 5)资源丰富 6)抗化学腐蚀、柔软可绕 缺点:1)强度不如金属 2)连接比较困难 3)分路耦合不变 4)弯曲半径不宜太小 5)传输能量比较困难 三、光纤通信系统的组成 光发送光传输光接收光端机 四、光纤简介 1、光纤的结构:由纤芯、包层、涂覆层组成 2、光纤分类:1)按材料组成分:玻璃光纤、塑料光纤 2)按传输模式分:单模光纤、多模光纤

单模光纤 G652 折射率:1310nm 1.4677 1550nm 1.4682 G655 折射率:1550nm 1.4690 多模光纤 芯径62.5um A1b 折射率:850nm 1.496 1300nm 1.487 芯径50um A1a 折射率:850nm 1.482 1300nm 1.477 3、常用光纤的主要技术特性及部分指标介绍 指标的介绍: 1)衰减:光在光纤中传输时能量的损耗 2)色散:光脉冲在光纤中传输时脉冲的展宽 3)偏振模色散:基模可分解成两个垂直相交的偏振模,光脉冲在光纤中传输时现两个 垂直的偏振模间的时延差 4)光纤几何参数:包层直径、涂层直径、光纤不圆度 同心度误差:芯/包层<1um 涂覆层/包层<12um 不圆度=长轴直径-短轴直径/标准值 4、模场直径:基模光斑的大小标准:9.2+0.4um 模:光在光纤中的传输方式(单模、多模) 纤芯直径:8.3um 5、截止波长:保证光纤以基模传输的最小波长(G652 1100-1330nm) 常用光纤的主要技术特性 G652 衰减 1310nm≤0.36dB/km 1550nm≤0.22dB/km 模场直径 1310nm 9.3+0.5um 1550nm 10.5+0.8um 包层直径 125+1.0um 包层不圆度≤02% 模场/包层同心度误差≤1um 涂层直径 245+5um 涂层不圆度 / 涂层与包层同心度误差 <12um 截止波长 1100nm≤λc≤1330nm 零色散波长 1300nm-1324nm 零色散斜率≤0.093Ps/nm2.km 1288-1339nm波长范围内色散系数≤3.5 Ps/nm.km 1271-1360nm波长范围内色散系数≤5.3 Ps/nm.km 1550nm波长范围内色散系数≤17 Ps/nm.km 衰减不连续性—--在1310nm或1550nm处均没有大于0.01dB的不连续点,实际 一般控制≤0.03dB. 衰减不均匀性----在光纤后向散射曲线上,任意500米长度上的实测衰减值与 全长平均每500米的衰减值之差的最坏值应≤0.05dB. 外观检查----排丝整齐,颜色鲜明涂覆层牢固光洁,不脱皮. G655 (康宁LEAF、朗讯真波、长飞大保实) 康宁 LEAF :衰减: 1550nm ≤ 0.22dB/km 模场直径(MFD):9.5±0.6um 截止波长(λcc) 1470nm

光缆基础知识

光缆Q&A 1.1 什么是光缆 用适当的材料和缆结构,对通信光纤进行收容保护,使光纤免受机械和环境的影响和损害,适应不同场合使用。 1.2 影响光纤性能和寿命的因素 A)应力:导致光纤断裂或衰减增加 B)水和潮气:使光纤易于断裂(变脆),影响寿命 C)氢气(压):光纤在一定具有压力的氢气作用下,光纤衰减曲线会在1240nm处产生突变的吸收峰,使1310nm及1550nm波长处的衰减明显增加。 1.3 光缆设计的基本原则 针对光纤的弱点,光缆设计应遵循以下原则: A)为光纤提供机械保护,使光纤在各种环境下免受应力; B)必须防止水分和潮气侵入; C)必须避免光缆中产生氢气,尤其避免形成氢压。 1.4 光缆的基本性能 包括:光缆中的光纤传输特性、光缆的机械特性、光缆的环境特性和光缆的电气特性 1.5 光缆机械性能的实现

A)加强芯——主要抗拉元件 B)套管——将光纤外界隔绝,提供最基本的保护 C)余长控制——二套及成缆 D)金属带纵包——防潮、防水、抗侧压、抗冲击 E)护套——抗侧压、抗冲击、抗弯曲 1.6 光缆的防潮措施 A)径向防水——纤膏及缆膏填充、金属带纵包、PE护套 B)轴向防水——纤膏及缆膏填充、阻水环、阻水带、阻水纱、单根加强芯 1.7 光缆避免形成氢压的措施 A)氢气源于光缆材料 B)严格挑选材料,控制材料析氢量,控制不同材料间的反应析氢 C)特别是金属件的析氢控制(镀锌钢丝加强芯的禁用) 1.8 光缆的分类 A)按光纤在光缆中的状态分:紧结构、松结构、半松半紧结构 B)按缆芯结构分:中心管式、层绞式、骨架式 C)按光缆敷设条件分:架空、管道、直埋和水底光缆 D)按光缆使用环境场合分:室外光缆、室内光缆 1.9 光缆的相关标准 A)国际标准 IEC60794(IEC-International Electrotechnical Commission) ITU-T K.25(ITU-International Telecommunications Union) IEEE P1222(IEEE- Institute of Electrical and Electronics Engineers) B)国内标准 国家标准GB/T 7424.1-1998 行业标准YD/T 1.10 光缆的寿命 光缆的寿命主要由两方面决定:一是光缆所使用的材料寿命,另一是光缆中光纤的寿命。光缆材料寿命包括,光缆所使用各种材料本身寿命和它们之间之间相互作用对寿命的影响。光缆中光纤寿命,则主要由光纤在其服务期间所受到的应力(应变)确定。

光缆基本知识介绍

光缆基本知识介绍 一、光纤的组成与分类 1、光纤按其制造材料的不同可分为石英光纤和塑料光纤,石英光纤即通常使用的光纤,石英光纤按其传输模式的不同分为单模光纤和多模光纤。塑料光纤全部由塑料组成,通常为多模短距离应用,还处于起步阶段,未有大规模应用。 2、石英光纤的结构:石英光纤由纤芯、包层及涂覆层组成,其结构如图: 光纤中光的传输在纤芯中进行,因包层与纤芯石英的折射率不同,使光在纤芯与包层表面产生全反射,使光始终在纤芯中传输,而塑料涂覆层起保护石英光纤及增加光纤强度的作用,因石英很脆,若没有塑料的保护则无法在实际中得到应用,正因为光纤的结构如此,所以光纤易折断,但有一定的抗拉力。 3、石英光纤的分类 单模光纤 G.652A(B1.1简称B1) G.652B(B1.1简称B1) G.652C(B1.3) G.652D(B1.3) G.655A光纤(B4)(长途干线使用) G.655B光纤(B4)(长途干线使用) 多模光纤 50/125(A1a简称A1) 62.5/125(A1b) 二、光缆的结构 1、室外光缆主要有中心管式光缆、层绞式光缆及骨架式光缆三种结构,按使用光纤束与光纤带又可分为普通光缆与光纤带光缆等6种型式。每种光缆的结构特点: ①中心管式光缆(执行标准:YD/T769-2003):光缆中心为松套管,加强构件位

于松套管周围的光缆结构型式,如常见的GYXTW型光缆及GYXTW53型光缆,光缆芯数较小,通常为12芯以下。 ②层绞式光缆(执行标准:YD/T901-2001):加强构件位于光缆的中心,5~12根松套管以绞合的方式绞合在中芯加强件上,绞合通常为SZ绞合。此类光缆如GYTS 等,通过对松套管的组合可以得到较大芯数的光缆。绞合层松套管的分色通常采用红、绿领示色谱来分色,用以区分不同的松套管及不同的光纤。层绞式光缆芯数可较大,目前本公司层绞式光缆芯数可达216芯或更高。 ③骨架式光缆:加强构件位于光缆中心,在加强构件上由塑料组成的骨架槽,光纤或光纤带位于骨架槽中,光纤或光纤带不易受压,光缆具有良好的抗压扁性能。该种结构光缆在国内较少见,所占的比例较小。 ④8字型自承式结构,该种结构光缆可以并入中心管式与层绞式光缆中,把它单独列出主要是因为该光缆结构与其它光缆有较大的不同。通常有中心管式与层绞式8字型自承式光缆。 5 煤矿用阻燃光缆(执行标准:Q/M01-2004 企业标准):与普通光缆相比,提高了光缆阻燃性能的要求,并经过特殊的设计使光缆适用于矿井环境下使用,通常外护套颜色采用兰色,以利于矿井中对光缆的识别。按结构可分入中心管式光缆与层绞式光缆两类结构中。 2、室内光缆 室内光缆按光纤芯数分类,主要有单芯、双芯及多芯光缆等。室内光缆主要由紧套光纤,纺纶及PVC外护套组成。根据光纤类型可分为单模及多模两大类,单模室内缆通常外护套颜色为黄色,多模室内缆通常外护套颜色为橙色,还有部分室内缆的外护套颜色为灰色。 三、光缆型号的命名方法(YD/T908-2000) 1、光缆型式由五部分组成 Ⅰ、表示光缆类别 Ⅱ、加强构件类型 Ⅲ、结构特征 Ⅳ、护层 Ⅴ、外护层

弱电工程光纤光缆布线基础知识及系统设计

一、光纤 1、光及其特性: 1)光是一种电磁波 可见光部分波长范围是:390~760nm(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:850,1300,1550三种。 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折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。

2、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62.5μm),中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm),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62.5μm),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:中心玻璃芯较细(芯径一般为9或10μm),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。综合布线施工教学 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: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

电线电缆基础知识培训资料

品质管理处培训资料 目录 第一部分基础知识 (1) 第二部分主要生产的线缆品种 (4) 1、圆线同心绞架空导线 (4) 2、电力电缆 (8) 3、电气装备用电线电缆 (15) 4、塑料绝缘控制电缆 (22) 5、通用橡套电缆 (27) 6、架空绝缘电缆 (30) 7、矿用橡套软电缆 (32) 8、电子计算机电缆 0 9、平行集束架空绝缘电缆 (2) 10、聚稀烃绝缘挡潮聚稀烃综合护套市内通信电缆(了解) (4) 11、同轴射频电缆 (6) 12、预制带分支电缆 (7) 13、变频器专用电力电缆 (9)

第一部分基础知识 一、电线电缆的定义: 电线电缆是用于传输电能、传递信号及实现电磁能转换的电工产品。 二、电线电缆的分类 随着社会的飞速发展,科学技术的不断进步,电线电缆的品种越来越多,目 前粗略统计有一千多种,两万多个规格。根据制造工艺、结构特点、功能要求、 产品的用途可以分为五大类: 1、裸电线 ----指仅有导体,而无绝缘层的产品,其中包括铜、铝等各种金属和复合金属圆单线、各种结构的架空输电线用的绞线、软接线、型线和形材。 2、电力电缆 --- 电力电缆是在电力系统的主干线路中用以传输和分配大功率 电能的线材产品。其中包括 1—500kV及以上各种电压等级、各种绝缘的电力电缆。 3、电气装备用电线电缆--- 从电力系统的配电点把电能直接传送到各种用电设备、器具的各种电源连接线,各种工农业用的电气安装线和控制信号用的电线 电缆。这类产品使用面广,品种多,而且要结合所用设备的特性和使用环境条件 来确定电缆的结构和性能。因此,除了那些大量通用产品外,还有许多专用的特 种电缆。 4、通信电缆和光缆 ----通信电缆是传输电话、电报、电视、广播、传真、数据和其他电信信息的电缆。HYV MHYV SYV-75(射频电缆原先生产)。 5、电磁线; 三、电线电缆的型号 每一种电线电缆都有其名称,电缆型号一般用一系列汉语拼音字母和阿拉伯 数字来表示的。一个完整的型号由以下七部分组成,即构成电缆的各个组成部分:类别用途导体绝缘护层特征外护套派生

光纤连接器基础知识

光连接器基础知识 一、基本概念(术语) 1、光纤(活动)连接器:是实现将光纤光缆和光纤光缆之间、光纤光缆和有源器件、 光纤光缆和其它无源器件、光纤光缆和系统与仪表进行活动连接的光无源器件(连 接器的作用)。整套光连接器的组成:插头—适配器—插头。 2、光跳线:两端都装有插头的一段光纤或光缆。 3、光纤:是一种利用光全反射原理传导光信号的玻璃纤维。主要成分:SiO2.光纤由纤 芯、包层和涂敷层构成,纤芯的折射率nl大于包层的折射n2.纤芯的作用是传导光 信号,包层的作用是反射光信号,涂敷层的作用是保护光纤,增加光纤的机械强度 和柔韧性。光纤可分为单模光纤(9/125μ)和多模光纤(50/125或62.5/125)。 4、光缆:光缆由护套、加强构件、紧套(或松套)层和涂敷光纤组成。生产跳线采用 的光缆一般有:φ3.0单芯光缆、φ2.0单芯光缆、φ0.9紧套光缆,双芯平行光缆、防水尾缆、束状光缆和带状光缆等。 5、插入损耗:是指光信号通过光连接器之后,光信号的衰减量。一般用分贝数(dB) 表示。表达式为: IL=-10LOG(P1/P0)(d B) 其中P0——输入端的光功率 P1——输出端的光功率 6、回波损耗:也称后向反射损耗,是由于光连接处的非涅尔效应而产生的反射信号, 该信号沿光纤原路返回,会对光源和系统产生不良影响。回波损耗的表达式为: RL=-10LOG(P2/P0) 其中P0—输入端的光功率 P1—后向反射光功率 二、光连接器基本结构原理 图1 光纤连接器精密对中原理 一般均采用精密小孔插芯(Ferrule)和套筒(sleeve)来实现光纤的精确连接。 影响连接器插入损耗的主要因素有: 1、纤芯错位 2、角度偏差 3、连接间隙 4、不同种光纤(数值孔径不同)

光纤基础知识简介

光纤简介 一、光纤概述 光纤是光导纤维的简写,是一种利用光在玻璃或塑料制成的纤维中的全反射原理而达成的光传导工具。微细的光纤封装在塑料护套中,使得它能够弯曲而不至于断裂。通常,光纤一端的发射装置使用发光二极管(light emitting diode,LED)或一束激光将光脉冲传送至光纤,光纤另一端的接收装置使用光敏元件检测脉冲。 二、光纤工作波长 光是一种电磁波。可见光部分波长范围是:390nm—760nm(纳米),大于760nm部分是红外光,小于390nm部分是紫外光。光纤的工作波长有短波长0.85μm、长波长1.31μm和1.55μm。光纤损耗一般是随波长加长而减小,0.85μm的损耗为2.5dB/km,1.31μm的损耗为0.35dB/km,1.55μm的损耗为0.20dB/km,这是光纤的最低损耗,波长1.65μm以上的损耗趋向加大。 三、光纤分类 光纤的分类主要是从工作波长、折射率分布、传输模式、原材料和制造方法上作一归纳的,各种分类如下。 (1)工作波长:紫外光纤、可观光纤、近红外光纤、红外光纤(0.85μm、1.3μm、1.55μm)。 (2)折射率分布:阶跃(SI)型光纤、近阶跃型光纤、渐变(GI)型光纤、其它(如三角型、W型、凹陷型等)。 (3)传输模式:单模光纤(含偏振保持光纤、非偏振保持光纤)、多模

光纤。 (4)原材料:石英光纤、多成分玻璃光纤、塑料光纤、复合材料光纤(如塑料包层、液体纤芯等)、红外材料等。按被覆材料还可分为无机材料(碳等)、金属材料(铜、镍等)和塑料等。 (5)制造方法:预塑有汽相轴向沉积(VAD)、化学汽相沉积(CVD)等,拉丝法有管律法(Rod intube)和双坩锅法等。 四、单模光纤与多模光纤 光纤是一种光波导,因而光波在其中传播也存在模式问题。所谓“模”是指以一定角速度进入光纤的一束光。模式是指传输线横截面和纵截面的电磁场结构图形,即电磁波的分布情况。一般来说,不同的模式有不同的的场结构,且每一种传输线都有一个与其对应的基模或主模。基模是截止波长最长的模式。除基模外,截止波长较短的其它模式称为高次模。 根据光纤能传输的模式数目,可将其分为单模光纤和多模光纤。多模光纤允许多束光在光纤中同时传播,从而形成模分散(因为每一个模光进入光纤的角度不同它们到达另一端点的时间也不同,这种特征称为模分散)。模分散技术限制了多模光纤的带宽和距离。单模光纤只能允许一束光传播,所以单模光纤没有模分散特性。 (1)单模光纤 单模光纤(Single Mode Fiber)的中心高折射率玻璃芯直径有三种型号:8μm、9μm和10μm,只能传一种模式的光。相同条件下,纤径越小衰减越小,可传输距离越远。中心波长为1310nm或1550nm。单模光纤用激光器作为光源。单模光纤用于主干、大容量、长距离的系统。

电气运行基础知识大全

电气运行基础知识大全 一、电气运行基础知识 电能是电力系统的产品,由于它适用的广泛性,更是一种特殊商品。电能在整个“发、输、配、供、用”过程中是连续而同时的。其量值也是时间的函数。用户的用电量越大,产生的社会性和经济性就越好。提供优质、可靠而充足的电能是电力工作者的最大愿望,也是社会根本需要。 1、电气运行及主要任务 电能在“发、输、配、供、用”环节中是依靠电气设备及输配电线路来完成的,而完成这些任务的电器设备及输配电线路又是在电力人员的监督、控制、调节中完成的。完成电能的这些过程,电气设备及电路是具体的执行着,而电力人员时简介执行者。因此,电气设备与输配线路的健康状况及电业人员的素质高低,是保证电能人员在,“发、输、配、供、用”过程中顺利进行的根本保证。 进行电气运行的电力人员,常称为电气运行工作者或运行值班人员,所谓电气运行,就是电气运行值班人员对完成电能在,“发、输、配、供、用”过程中的电气设备与输配线路所进行的监视、控制、操作与调节的过程。在整个电气运行中,对电气设备及有关元件的事故分析,判断及处理是至关重要的部分,它关系到设备及整个装置的生存和人身安全问题,而防止事故的发生,又是重要的根本前提,要尽量做到防患于未然。 电气运行,实质是根本的电力生产。因此,其安全性和经济性是对其主要的要求。(1)电气运行的安全性,是从设备安全和人生安全两个角度去考虑的。电气设备及输配电线路是完成电能从生产→流通→消费环节的具体执行者,必须要求其健康、可靠,而且每个环节中的电器设备与输配电线路都必须健康,可靠。只有这样,才

能保证电能的,发、输、供、配、用,不断中断,才能提高用电的可靠性与社会的经济性,要保证电气设备的健康性与可靠性,首先要保证电器设备原始的健康性与可靠性,如设备的出厂合格性、设备的先进性、设备的安装与调节是否合乎要求。 二、电气设备必须做到“四勤” 1.勤联系:就是在负荷增减和事故处理过程中,有关人员必须相互及时联系和配合。 2.勤调整:就是对系统中的电能质量和有关设备运行的工作参数必须随时调整到规定允许值范围内。 3.勤分析:对运行中的设备状态随时进行分析、联想和总结,以便采取更科学的对策和做到更完善的管理。 4.勤检查:为了及时消除设备的隐患与故障,电气运行人员必须根据运行规程的规定,定时、定责、定岗的巡查对应的运行设备。 三、电气运行的运行组织和调度原则 电网调度机构是五级调度管理模式,即国调、网调、省调、县调、地调。 1.国调:是国家电力调度通信中心的简称,它直接调度管理各跨省电网和各省级独立电网,并对跨大区域联络线即相应变电站和起联网作用的大型发电厂实施运行和操作管理。 2.网调:是指跨省电网电力集团公司设立的调度局的简称,它负责区域性电网内个省间电网的联络线即大量水、火电骨干电厂的直接调度管理。 3.省调:是指各省、自治区电力公司设立的电网中心调度所得简称。省调负责本省电网的运行管理,直接调度并入省网的大、中型水、火电厂和220kV及以上的网络。 4.地调:是指省辖市级供电公司设立的调度所得简称,它负责供电公司供电范围内的网络和大中城市主要供电负荷的管理,监管地方电厂企业自备电厂的并网运行。

电气运行人员基础知识汇总

一、名词解释: 1、三相交流电:由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120 °角的交流电路组成的电力系统,叫三相交流电。 2、一次设备:直接与生产电能和输配电有关的设备称为一次设备。包括各种高压断路器、隔离开关、母线、电力电缆、电压互感器、电流互感器、电抗器、避雷器、消弧线圈、并联电容器及高压熔断器等。3、二次设备:对一次设备进行监视、测量、操纵控制和保护作用的辅助设备。如各种继电器、信号装置、测量仪表、录波记录装置以及遥测、遥信装置和各种控制电缆、小母线等。 4、高压断路器:又称高压开关,它不仅可以切断或闭合高压电路中的空载电流和负荷电流,而且当系统发生故障时,通过继电保护装置的作用,切断过负荷电流和短路电流。它具有相当完善的灭弧结构和足够的断流能力。 5、负荷开关:负荷开关的构造秘隔离开关相似,只是加装了简单的灭弧装置。它也是有一个明显的断开点,有一定的断流能力,可以带负荷操作,但不能直接断开短路电流,如果需要,要依靠与它串接的高压熔断器来实现。 6、空气断路器(自动开关):是用手动(或电动)合闸,用锁扣保持合闸位置,由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关,目前被广泛用于 500V 以下的交、直流装置中,当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时,能自动切断电路。 7、电缆:由芯线(导电部分)、外加绝缘层和保护层三部分组成的

电线称为电缆。 8、母线:电气母线是汇集和分配电能的通路设备,它决定了配电装置设备的数量,并表明以什么方式来连接发电机、变压器和线路,以及怎样与系统连接来完成输配电任务。 9、电流互感器:又称仪用变流器,是一种将大电流变成小电流的仪器。 10 、变压器:一种静止的电气设备,是用来将某一数值的交流电压变成频率相同的另一种或几种数值不同的交流电压的设备。 11 、高压验电笔:用来检查高压网络变配电设备、架空线、电缆是否带电的工具。 12 、接地线:是为了在已停电的设备和线路上意外地出现电压时保证工作人员的重要工具。按部颁规定,接地线必须是 25mm 2 以上裸铜软线制成。 13 、标示牌:用来警告人们不得接近设备和带电部分,指示为工作人员准备的工作地点,提醒采取安全措施,以及禁止微量某设备或某段线路合闸通电的通告示牌。可分为警告类、允许类、提示类和禁止在等。 14 、遮栏:为防止工作人员无意碰到带电设备部分而装设备的屏护,分临时遮栏和常设遮栏两种。 15 、绝缘棒:又称令克棒、绝缘拉杆、操作杆等。绝缘棒由工作头、绝缘杆和握柄三部分构成。它供在闭合或位开高压隔离开关,装拆携带式接地线,以及进行测量和试验时使用。

吹放光缆工艺基础知识汇总

第一章吹缆工艺介绍 一. 概述 二. 光缆气吹敷设工艺的主要特点 三. 影响吹缆效果的主要因素 第二章吹缆设备介绍 一. CLJ60型吹缆机 二. BZ60型液压泵站 三. 空气压缩机 第三章光缆的安装与操作 一. 光缆吹送前的准备工作 二. 光缆的安装 三. 吹缆机吹送光缆的操作 四. 开机与停机及注意事项 第四章吹缆施工需配备的其他设备 一. GDJ50型管道密封检测装置 二. GD2000型光缆倒线装置 三. 光缆网套 四. 润滑海棉塞 五. 吹缆专用预润滑剂 六. XLT20型线缆盘拖车 七. XLT12A型线缆盘拖车 第一章吹缆工艺介绍 第一章吹缆工艺介绍 一.概述 通信干线光缆管道化是发展趋式。 以往光缆管道采用的是水泥管(因施工复杂、摩擦系数大等原因已基本不采用)或PVC塑料管,一般采用牵引法敷设光缆,这种方法,由于管道内壁摩擦系数大而使得穿缆距离短、速度慢,且容易造成光线的机械拉伸破坏。为解决敷设光缆过程中管道内壁的润滑问题,在硅芯管诞生之前,人们一般采用加润滑剂的办法,即将液体的润滑剂涂敷于管道内壁,但由于重力作用,润滑剂不能均匀地分布于管道内壁,而且还会被前段干燥的光缆带走。因此润滑的问题直接影响了穿缆的长度和速度。 目前国内已能大量生产硅芯塑料管。硅芯管是用高密度聚乙烯制造的,它的特点是:硅胶被同步挤压进高密度聚乙烯管道内壁,形成固体的永久润滑层,该润滑层与高密度聚乙烯管具有相同的物理和机械特性,即使在重物压迫下也不变形,可使硅芯管内壁摩擦系数

≤0.15,比一般塑料管的摩擦系数小60%-70%,使得光缆与管道之间的摩擦系数大大降低,从而一次穿缆的长度得以增加,为光缆气吹敷设工艺的推广创造了有利的条件。 光缆气吹敷设法,即是采用高压气流吹送的方式将光缆吹放到预先埋设的硅芯管中。吹缆机将高压、高速的压缩空气吹入硅芯管,高压气流推动气封活塞,这样连接在光缆端部的气封活塞对光缆形成一个可设定的均匀的拉力,与此同时,吹缆机液压履带输送机构夹持着光缆向前输送形成一个输送力,拉力与输送力的组合,使穿入的光缆随高速气流一道以悬浮状态在管道内快速穿行。 二. 光缆气吹敷设法的主要特点: 1.与其它的光缆敷设方法相比,光缆在敷设过程中所受的张力比较均匀而且小得多; 2.敷设过程简化,敷设光缆速度快; 3.一次敷设距离长,可以采用盘长较长的光缆,减少接头数,降低了衰耗; 4.管道线路上人孔、手孔数量可以大大地减少; 5.敷设作业使用的人力较长 三. 影响吹缆效果的主要因素 通常情况下,一台吹缆机一次可吹送光缆1000m-2000m距离。实际操作中影响吹送光缆长度的因素主要有以下几个方面: 1.地形地貌及硅芯管敷设质量的响影。当路由比较平坦,且硅芯管敷设比较平直时,吹缆的速度和长度都比较理想;在吹缆段内有单一曲率半径较大的弧度(左右或上下)时,对吹缆的速度和长度稍有影响;当硅芯管的弧度较小,特别是出现“W”形的弯曲时,影响较大。所以在路由选择时应尽量避免这些情况,硅芯管敷设时,沟底应平直,硅芯管应尽量少出现连续的左右和上下弯曲; 2.光缆外径与塑料管道内径之比;

光纤、光缆的基本知识(非常实用)

光纤、光缆的基本知识 你知道吗我很想对你讲 1.简述光纤的组成。 答:光纤是由两个基本部分组成:由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。 2.描述光纤线路传输特性的基本参数有哪些? 答:包括损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径等。 3. 产生光纤衰减的原因有什么? 答:光纤的衰减是指在一根光纤的两个横截面间的光功率的减少,与波长有关。造成衰减的主要原因是散射、吸收以及由于连接器、接头造成的光损耗。 4.光纤衰减系数是如何定义的? 答:用稳态中一根均匀光纤单位长度上的衰减(dB/km)来定义。 5.插入损耗是什么? 答:是指光传输线路中插入光学部件(如插入连接器或耦合器)所引起的衰减。 6.光纤的带宽与什么有关? 答:光纤的带宽指的是:在光纤的传递函数中,光功率的幅值比零频率的幅值降低50%或3dB时的调制频率。光纤的带宽近似与其长度成反比,带宽长度的乘积是一常量。 7.光纤的色散有几种?与什么有关? 答:光纤的色散是指一根光纤内群时延的展宽,包括模色散、材料色散及结构色散。取决于光源、光纤两者的特性。 8.信号在光纤中传播的色散特性怎样描述? 答:可以用脉冲展宽、光纤的带宽、光纤的色散系数三个物理量来描述。 9.什么是截止波长? 答:是指光纤中只能传导基模的最短波长。对于单模光纤,其截止波长必须短于传导光的波长。 10.光纤的色散对光纤通信系统的性能会产生什么影响? 答:光纤的色散将使光脉冲在光纤中传输过程中发生展宽。影响误码率的大小,和传输距离的长短,以及系统速率的大小。 11.什么是背向散射法? 答:背向散射法是一种沿光纤长度上测量衰减的方法。光纤中的光功率绝大部分为前向传播,但有很少部分朝发光器背向散射。在发光器处利用分光器观察背向散射的时间曲线,从一端不仅能测量接入的均匀光纤的长度和衰减,而且能测出局部的不规则性、断点及在接头和连接器引起的光功率损耗。

光纤光缆的基础知识

光纤光缆的基础知识 一、光纤 1.光纤的定义 光纤是光导纤维的简称,即用来通光传输的石英玻璃丝。 2.光纤的结构组成和作用 1)光纤的构成:光纤是由光折射率较高的纤芯和折射率较低的包层组成,为了保护光纤不受外力和环境的影响,在包层的外面都加上一层塑料护套(也叫涂覆层)。 2)光纤各组成部分的作用:纤芯:siO2+GeO2(作用是导光通信) 包层:siO2(作用是使全反射成为可能) 涂覆层:光固化丙烯酸环氧树脂或热固化的硅酮树脂 (作用是防止光纤表面受损产生微裂纹,将光 纤表面与环境中的水分、化学物质隔开,防止 已有的微小裂纹逐步生长扩大) 3.光纤的分类 A:按组成光纤的材料分类:玻璃(石英)光纤、塑料光纤; B:按光纤横截面上折射率分布分类:有突变型光纤(普通单模光纤)、渐变型光纤(多 模光纤)、阶跃型光纤等; C:按光纤传输模式分类:多模光纤、单模光纤等。单模光纤中光偏振状态要传输过 程中是否保持不变,又可分为偏振模保持光纤和非偏振模 保持光纤; D:按工作波长窗口分类:长波长光纤和短波长光纤等 注:单模光纤是指只能传输一种模式(基模或最低阶模)的光纤,其信号畸变很小。 多模光纤是一种能承载多种模式的光纤,即能够允许多个传导模的通过。 模是指光在光纤中的传输方式(单模/多模)。 单模光纤具有很小的芯径,以确保其传输单模,但是其包层直径要比芯径在十多倍,以避免光的损耗。单模光纤以其衰减小、频带宽、容量大、成本低和易于扩容等优点,作为一种理想的光通信媒介,在全世界得到及为广泛的应用。

4.光纤的特性 A:几何特性和光学特性(主要针对单模光纤) 纤芯直径:A、多模光纤(50um/62.5um两种标称直径) B、单模光纤(8.3um) 包层直径:125.0±1.0um 包层不圆度:≤1.0% 涂层外径:245±5.0um 纤芯、包层同心度:≤0.5um 翘曲度:曲率半径≥4.0m 模场直径:指光纤中基模场的电场强度随空间的分布。它描述了单模光纤中光能集中程度的参量。(单位:um) 截止波长:保证光纤基模传输的最小波长。 B:光纤的传输特性 衰减定义:光在光纤中传输时能量的损耗。(单位:dB) 色散定义:光脉冲在光纤中传输时脉冲的展宽。(单位:ps/nm) 5.光纤产生衰减的原因: 吸收衰减:就是光纤材料中的某些粒子吸收光能产生振动,并以热形式而散失掉。 散射衰减:就是以光能的形式把能量辐射出光纤之外的一种损耗。 光纤微弯衰减:光纤柔软、可弯曲,但如果弯曲的曲率半径太上,将使光的传播途径 改变,使光从纤芯渗透到包层,甚至有可能穿过包层向外泄露掉。 光纤接头衰减:同与连接部分的两根光纤的轴心偏移而产生的光的衰减。 6.光纤的温度特性 材料特性:关键在于材料的线性膨胀系数 涂层的线性膨胀系数:约为10-3—10-4/。C 涂层材料:光固化丙烯酸环氧树脂或热固化的硅酮树脂 高低温特性:A:低温时塑料收缩厉害,光纤产生的纵向压缩应变超过光纤的纵向弯曲极限,引起弯曲和微弯损耗; B:高温时塑料涂层伸长,使光纤受到拉应力,产生应力损耗。(这种情况 很少,不会很严重)

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