光纖已經成為遠距離有線信號傳輸的主要手段,安裝、維護光纖也是弱電人的基本功。光纖中涉及的理論知識、組件和鋪設要點都很多,我們在這里作了一些梳理。
三種光
不是所有的光都能用于光纖中信號傳播。光線中主要使用三種波長的光:850 nm、1300 nm、1550 nm。
用在哪里?
單模光纖使用的光波長為1310 nm或1550 nm,多模光纖使用的光波長多為850 nm。
單模與多模的區別
• 多模光纖的中心玻璃芯較粗(50或62.5 μm),可傳多種模式的光。但其模間色散較大,這就限制了傳輸數字信號的頻率,因此多模光纖傳輸的距離就比較近,一般只有幾公里。
• 單模光纖中心玻璃芯很細(芯徑一般為9或10 μm),只能傳一種模式的光。因此,其模間色散很小,適用于遠程通訊。
線皮的顏色
一個更簡單的區分方式是,多模光纖外皮為橙色,單模光纖外皮為黃色。
圖片
色散與損耗
在單模光纖中,1310 nm光具有最小色散,1550 nm光具有最小損耗。
所以,損耗具體是多少?
1310 nm : 0.35~0.5 dB/km
1550 nm : 0.2~0.3 dB/km
850 nm : 2.3~3.4 dB/km
光信號的敵人太多
光損耗是造成光纖信號衰減的原因之一。除此之外,散射、吸收等也能造成光纖信號衰減。
光損耗的原因
• 光的自然損耗
• 光傳輸線路中插入光學部件的插入損耗
• 光纖銜接時的機頭損耗
• 電纜中阻抗不匹配使光產生了反射,這稱為回波損耗
• 纖材料的彎曲、擠壓、雜質、不均勻都能造成損耗
光纖續接
• 固定接續,俗稱死接頭,一般采用光纖熔接機,用于光纜直接頭。
• 活動接頭,俗稱活接頭,用能夠拆卸的連接器連接,用于光纖跳線、設備連接等位置。
固定接頭小技巧
安裝固定接頭應該使用二次放電熔接法。先對光纖端面預熱放電,給端面整形,去除灰塵和雜物,同時通過預熱使光纖端面壓力均勻。
什么?還有色散?
色散也是影響光線信號傳輸的重要因素。
色散:光脈沖沿著光纖行進一段距離后造成的頻寬變粗。它是限制傳輸速率的主要因素。
色散產生的原因
• 模間色散:只發生在多模光纖,因為不同模式的光沿著不同的路徑傳輸。
• 材料色散:不同波長的光行進速度不同。
• 波導色散:發生原因是光能量在纖芯及包層中傳輸時,會以稍有不同的速度行進。在單模光纖中,通過改變光纖內部結構來改變光纖的色散非常重要。
光纖材料對傳播的影響
• 玻璃光纖:纖芯與包層都是玻璃,損耗小,傳輸距離長,成本高;
• 膠套硅光纖:纖芯是玻璃,包層為塑料,特性同玻璃光纖差不多,成本較低;
• 塑料光纖:纖芯與包層都是塑料,損耗大,傳輸距離很短,價格很低。多用于家電、音響,以及短距的圖像傳輸。
光模塊
光模塊是實現光信號和電信號轉換的部件,常見的有GBIC、SFP、SFP+、XFP、SFF、CFP等。
最后,看一下光纖的安裝步驟
• 量好長度,開剝光纜,除去光纜護套。
• 清洗、去除光纜內的石油填充膏。
• 捆扎好光纖。
• 檢查光纖芯數,進行光纖對號,核對光纖色標是否有誤。
• 加強芯接續。
• 各種輔助線對,包括公務線對、控制線對、屏蔽地線等接續。
• 光纖的接續。
• 光纖接頭保護處理。
• 光纖余纖的盤庫留處理。
• 完成光纜護套的接續。
• 光纜接頭的保護。