光纖基礎常識
七彩穎欣老師
1、?光模塊:常見兩種,GBIC(較大,占單板空間較大,不方便端口密集部署,早期較多使用),SFP(小巧,方便插撥,便于端口密集部署,目前使用普遍)如下圖:
?GBIC????? ??

SFP

2、光纖接口類型:常見兩種,SC(大方頭,常用于局方ODF側(cè)),LC(小方頭,常用于設備側(cè))如下圖:
?大方頭? ? ? ? ? ?

小方頭

其它的接口類型如下圖:?

3、光跳纖:指由于組網(wǎng)的需要,尾纖的兩頭需要不同的接頭時就需要跳纖。常見的有LC/SC。如下圖:

4、?單模光纖和多模光纖及對應光接口:單模光纖通常用于長距離傳輸,多模光纖用于短距離傳輸。多模光口的中心波長850nm,單模光口的中心波長通常有兩種,1310nm(用于中距長距傳輸)和1550nm(用于長距超長距傳輸)

5、?工程中的注意事項:未使用的光接口要關閉發(fā)射端,處于shutdown狀態(tài)。單??诮嚯x尾纖互連,要添加衰減量和接口類型都合適的光衰,否則會燒壞接口。光衰如下圖:
整個光路上的任何部分光纖轉(zhuǎn)彎半徑不能小于4cm,否則會使用光信號衰減嚴重甚至無法導通。未連接到光口的尾纖接頭一定要安裝保護帽,防止灰塵附著,下次使用時光路不通。正常工作接收光功率小于過載光功率3-5dBm,大于接收靈敏度3-5dBm。法蘭盤引入的光功率衰減:每個接插件衰減應該小于0.3dBm。
光纖距離引入的光功率衰減:每公里光纖衰減應該小于0.8dBm。單??诨ミB使用單模光纖,多??诨ミB使用多模光纖。無論是路由設備之間還是路由設備與傳輸設備之間,都要求直連口中心波長一致,不能一端是1310nm、另一端是1550nm。
6、工程中的光路打環(huán)測試:一個光模塊有兩個接口,使用一對尾纖。Tx(發(fā)送口),Rx(接收口)設備側(cè)端口只要能夠收到對端發(fā)過來的光,端口指示燈就會正常點亮,而不管對端是否收到自己的發(fā)光。所以工程中為定位點到點間的導通故障常使用“打環(huán)”測試法。案例:設備A的G1/0/0光口使用一對尾纖連接到局方ODF架,ODF架再使用一對尾纖和設備B的G1/0/0光口相連。尾纖都連接完成后發(fā)現(xiàn)兩端光口指示燈都不亮。
排除故障的思路如下:
1)?使用光功率計測試A設備發(fā)送口連接尾纖的發(fā)光功率,如果沒有發(fā)光,檢查設備接口是否開啟,開啟后仍沒有發(fā)光,找一個正常使用的光模塊和尾纖再測試,排除光模塊和尾纖損壞。如果發(fā)光正常,在ODF側(cè)打環(huán)(使用法蘭模塊直接對接A設備的發(fā)送口尾纖和接收口尾纖)如果A設備的G1/0/0端口指示燈不亮有可能是接收端口的尾纖有問題,將發(fā)送口和接收口的尾纖互換再測試,如果沒有發(fā)光證明接收口尾纖損壞,更換再測試。打環(huán)測試A設備G1/0/0端口指示燈亮起,證明A設備的G1/0/0接口的收發(fā)都正常。
2)?有同樣的方法測試B設備的G1/0/0接口的收發(fā)是否正常。B設備的G1/0/0接口收發(fā)都正常后,再通過ODF將兩設備的一對纖連接起來,如果兩設備指示燈都不亮,有可能是兩設備的收發(fā)對應錯誤,將ODF側(cè)一對纖互換一下,如果兩設備端口指示燈都亮起證明連接成功。
3)?注意:如果A設備打環(huán)收發(fā)正常,B設備打環(huán)收發(fā)也正常,但是通過ODF相連后兩設備端口都不亮,此時要檢查兩設備端口的雙工狀態(tài)是否匹配,最好將設備的雙工狀態(tài)都手動設置成全雙工。
光纖光纜主要應用在網(wǎng)絡的主干/長距離部分,隨著光纖在網(wǎng)絡/綜合布線系統(tǒng)中應有得越來越廣泛,相信不久的將來,光纖成本越來越低,它會進入到我們的桌面電腦中來;另一方面,主干萬兆光纖的也越來越成熟,此時我們不妨再回頭重新回顧一下光纖的基礎知識,也許有助于您在采用光纖的時候更明白地做規(guī)劃設計。
第一部分 光纖理論與光纖結構
一、光及其特性:
1.光是一種電磁波可見光部分波長范圍是:390~760nm(毫微米)。大于760nm部分是紅外光,小于390nm部分是紫外光。光纖中應用的是:850,1300,1550三種。
2.光的折射,反射和全反射。因光在不同物質(zhì)中的傳播速度是不同的,所以光從一種物質(zhì)射向另一種物質(zhì)時,在兩種物質(zhì)的交界面處會產(chǎn)生折射和反射。而且,折射光的角度會隨入射光的角度變化而變化。當入射光的角度達到或超過某一角度時,折射光會消失,入射光全部被反射回來,這就是光的全反射。不同的物質(zhì)對相同波長光的折射角度是不同的(即不同的物質(zhì)有不同的光折射率),相同的物質(zhì)對不同波長光的折射角度也是不同。光纖通訊就是基于以上原理而形成的。
二、光纖結構及種類:
1.光纖結構:光纖裸纖一般分為三層:中心高折射率玻璃芯(芯徑一般為50或62.5μm),中間為低折射率硅玻璃包層(直徑一般為125μm),最外是加強用的樹脂涂層。
2.數(shù)值孔徑:入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸,只是在某個角度范圍內(nèi)的入射光才可以。這個角度就稱為光纖的數(shù)值孔徑。光纖的數(shù)值孔徑大些對于光纖的對接是有利的。不同廠家生產(chǎn)的光纖的數(shù)值孔徑不同(AT&T??CORNING)。
3.光纖的種類:
A.按光在光纖中的傳輸模式可分為:單模光纖和多模光纖。多模光纖:中心玻璃芯較粗(50或62.5μm),可傳多種模式的光。但其模間色散較大,這就限制了傳輸數(shù)字信號的頻率,而且隨距離的增加會更加嚴重。例如:600MB/KM的光纖在2KM時則只有300MB的帶寬了。
因此,多模光纖傳輸?shù)木嚯x就比較近,一般只有幾公里。單模光纖:中心玻璃芯較細(芯徑一般為9或10μm),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,但其色度色散起主要作用,這樣單模光纖對光源的譜寬和穩(wěn)定性有較高的要求,即譜寬要窄,穩(wěn)定性要好。
B.按最佳傳輸頻率窗口分:常規(guī)型單模光纖和色散位移型單模光纖。常規(guī)型:光纖生產(chǎn)廠家將光纖傳輸頻率最佳化在單一波長的光上,如1300nm。色散位移型:光纖生產(chǎn)長家將光纖傳輸頻率最佳化在兩個波長的光上,如:1300nm和1550nm。
C.按折射率分布情況分:突變型和漸變型光纖。突變型:光纖中心芯到玻璃包層的折射率是突變的。其成本低,模間色散高。適用于短途低速通訊,如:工控。但單模光纖由于模間色散很小,所以單模光纖都采用突變型。漸變型光纖:光纖中心芯到玻璃包層的折射率是逐漸變小,可使高模光按正弦形式傳播,這能減少模間色散,提高光纖帶寬,增加傳輸距離,但成本較高,現(xiàn)在的多模光纖多為漸變型光纖。
4.常用光纖規(guī)格:
單模:8/125μm,9/125μm,10/125μm多模:50/125μm,歐洲標準62.5/125μm,美國標準工業(yè),醫(yī)療和低速網(wǎng)絡:100/140μm,200/230μm塑料:98/1000μm,用于汽車控制三、光纖制造與衰減:
1.光纖制造:現(xiàn)在光纖制造方法主要有:管內(nèi)CVD(化學汽相沉積)法,棒內(nèi)CVD法,PCVD(等離子體化學汽相沉積)法和VAD(軸向汽相沉積)法。
2.光纖的衰減:造成光纖衰減的主要因素有:本征,彎曲,擠壓,雜質(zhì),不均勻和對接等。
本征:是光纖的固有損耗,包括:瑞利散射,固有吸收等。彎曲:光纖彎曲時部分光纖內(nèi)的光會因散射而損失掉,造成的損耗。
擠壓:光纖受到擠壓時產(chǎn)生微小的彎曲而造成的損耗。
雜質(zhì):光纖內(nèi)雜質(zhì)吸收和散射在光纖中傳播的光,造成的損失。
不均勻:光纖材料的折射率不均勻造成的損耗。
對接:光纖對接時產(chǎn)生的損耗,如:不同軸(單模光纖同軸度要求小于0.8μm),端面與軸心不垂直,端面不平,對接心徑不匹配和熔接質(zhì)量差等。
四、光纖的優(yōu)點:
1.光纖的通頻帶很寬.理論可達30億兆赫茲。
2.無中繼段長.幾十到100多公里,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。例如:通2萬1千話路的900對雙絞線,其直徑為3英寸,重量8噸/KM。而通訊量為其十倍的光纜,直徑為0.5英寸,重量450P/KM。
5.光纖通訊不帶電,使用安全可用于易燃,易暴場所。
6.使用環(huán)境溫度范圍寬。
7.化學腐蝕,使用壽命長。
