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光纤布线系统

光纤布线系统. 光纤通信的原理是基于光在玻璃中可以传递更多信息和更长距离. 光纤的好处. 带宽广 衰减低 传输距离远 安装简单可靠 无电磁 / 射频干扰 无串扰问题 保密性好 可持续性发展. 纤芯. 包层 125µm. 涂覆层 250µm, 400µm 或 900µm. 光纤的构造. 纤芯 传输光信号 普遍是掺有杂质的二氧化硅玻璃 包层 保证光信号在纤芯中传输 普遍是纯净的二氧化硅玻璃 涂覆层 保护光纤 , 防止磨损和外部的压迫 普遍是防紫外线的固化丙烯酸酯. 有效入射角. 临界角. 反射.

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Presentation Transcript

  1. 光纤布线系统 光纤通信的原理是基于光在玻璃中可以传递更多信息和更长距离

  2. 光纤的好处 • 带宽广 • 衰减低 • 传输距离远 • 安装简单可靠 • 无电磁/射频干扰 • 无串扰问题 • 保密性好 • 可持续性发展

  3. 纤芯 包层 125µm 涂覆层 250µm, 400µm或900µm 光纤的构造 • 纤芯 • 传输光信号 • 普遍是掺有杂质的二氧化硅玻璃 • 包层 • 保证光信号在纤芯中传输 • 普遍是纯净的二氧化硅玻璃 • 涂覆层 • 保护光纤, 防止磨损和外部的压迫 • 普遍是防紫外线的固化丙烯酸酯

  4. 有效入射角 临界角 反射 折射 数值孔径 , NA =  N12 – N22 (能够保证全反射的最大入射角度) 临界角, A = sin-1 包层 (N1) 纤芯 (N2) 光纤术语 包层 (N1) 纤芯 (N2)

  5. 反射 高阶模式 轴模 低阶模式 模式 发射源

  6. 第一个工作窗口 800 - 900nm 第二个工作窗口 1260 - 1360nm 第三个工作窗口 1430 - 1580nm 850nm 1300/1310nm 1550nm • 发射和接收设备便宜 (以硅为基础) • 多模光纤具有良好的衰减 (2.5dB/km) • 低衰减 (0.7 dB/km 多模, 0.4 dB/km 单模) • 零色散 (e.g. 1310nm) • 衰减最低 (0.20 dB/km) 工作波长 400nm

  7. 发射光源 面射型激光 (VCSEL) • 主要部分由平版印刷术生产 • 发射的光是窄束，光线在光纤芯的中心十分明亮，而在偏离中心后就会迅速变暗 • 发射的光是窄光谱 发光二极管 (LED) • 主要部分由平版印刷术生产 • 像灯泡一样发射, 整个表面中都是相对均匀的 • 发射的光是不连贯的宽光谱 侧射型激光 (Edge-emitting Laser) • 主要部分由机械生产 • 宽, 象散排放 • 发射的光是窄光谱 横切面 (激光腔面)

  8. 模式色散 光信号 接收到的信号 步阶式多模光纤 多模 折射率分布 截面图

  9. 模式色散 光信号 接收到的信号 渐变式多模光纤 支持 850nm 和 1300nm 多模 折射率分布 截面图

  10. 渐变式多模光纤 50/125µm 62.5/125µm 62.5µm 50µm 125µm 125µm NA = 0.21 25 degrees NA = 0.26 30 degrees

  11. 多模光纤 • 主要光学规格 • 带宽 (MHz) • 模式色散 • 衰减 (dB) • 吸收 • 散射 • 外观弯曲 • 微观弯曲

  12. 带宽 • 信息承载能力 • 产品按带宽-长度分级 (MHz-km) • 与距离成反比 • 高带宽 = 高比特率, 长距离 • 模式色散 (参看 Modal Dispersion 视频)

  13. 衰减 • 降低传输信号的功率 • 使用分贝 (dB) 计量 • 被距离影响 • 低衰减 = 在损耗预算内支持更远的距离 • 吸收 (参看 Absorption 视频) • 散射 (参看 Scattering 视频)

  14. 衰减 • 外部因素 ... • 外观弯曲 (参看 Macrobending 视频) • 微观弯曲 (参看 Microbending 视频)

  15. 接收到的信号 激光信号 单模光纤 支持 1310nm 和 1550nm 单模 截面图 折射率分布

  16. 单模光纤 • 主要光学规格 • 衰减 (dB) • 吸收 • 散射 • 色散 • 截止波长

  17. 色散 光脉冲光谱内包括多种波长 脉冲里不同的波长有不同的传播速度 (参看 Chromatic Dispersion 视频) • 不同的延迟加宽了光脉冲 • 光脉冲的加宽基于时间扩大 • 以 ps/nm/km 表示 • 在 1310nm 不存在问题 (问题在 1550nm)

  18. 截止波长 • 在该波长光纤只支持一种模式 • 处于截止波长以上, 单模光纤中的光信号是单模 • 处于截止波长以下, 单模光纤中的光信号是多模 • 光缆的截止波长低于裸露光纤 • IEC 和 ITU 规定截止波长低于 1260 nm (光缆) • 在 1310nm 和 1550nm 不是问题

  19. 单模光纤 • 标准单模光纤 – IEC 60793-2 B1.1 & B1.3 / ITU G.652 • 优化以支持传输于 1310nm • 按 IEEE 802.3ae 规范适用于 10G 以太网 • 色散位移光纤 (DSF) – IEC 60793-2 B2 / ITU G.653 • 80年代中期提出 • 主要受到 1550nm 激光器的发展驱动 • 由于有较低色散的特征, 在无需中继的情况不, 可以支持更长的距离 • 不适合波分复用 (WDM)

  20. 单模光纤 • 截止波长位移单模光纤 – IEC 60793-2 B1.2 / ITU G.654 • 通常只用于在 1550nm 区域的传输 • 制造工艺复杂, 并且比其它类型的单模光纤成本更高 • 仅应用于海底光缆 • 非零色散位移光纤 • 90 年代中期提出 • 在特定的光学窗口中只发生有限数量的色散 (通常是 1530 – 1625nm) • 适用于波分复用 • 可用于 10G 以太网

  21. 标准光纤

  22. 光缆 光纤 缓冲层 外皮 加强层 涂覆层 • 紧套管型光缆 • 松套管型光缆

  23. 紧套管型光缆 缓冲层 光纤 涂覆层 • 缓冲层 • 是由一种热塑性材料直接在丙烯酸酯涂层上挤压成 • 行业标准是由光纤的外径至 900 微米 (0.9mm) • 增强对物理和環境的防护功能 • 加粗的直径方便操作 • 可以简单地添加颜色以方便区分光纤 • 在端接时, 缓冲层须按连接器制造商的要求, 剥离到一个准确的长度 ...

  24. 产品范围: 紧套管型 应用范围: 通常用于室内 紧套管型光缆 • 优势:- • 加固纤维提供物理保护 • 干性架构 - 容易操作 • 端接简单 • 柔软, 重量轻, 非金属适合应用于室,例如, 建筑物主干, 光纤到桌面, 跳线等 • 线缆架构 • 加强层 • 芳纶纱加强层 • 无碱玻璃纤维 (抗啮齿动物) • 护套阻燃等级 • 常规用途用(OFN) • 垂直主干用 (OFNR) • 通风管道中用 (OFNP) • 低烟无卤 (LSZH)

  25. 紧套管型光缆 900µm 缓冲层 900µm 缓冲层 外皮 芳纶纱 芳纶纱 芳纶纱 外皮 900µm 缓冲层 外皮 单芯光缆 拉链式光缆 配线光缆 光缆单元 • 900µm 缓冲层 • 芳纶纱 • 外皮 光缆单元 • 900µm 缓冲层 • 芳纶纱 • 外皮 捆束带 外护套 中心构件 捆束带 外护套 中心构件 多单元配线光缆 分支光缆

  26. 松套管型光纤 缓冲层 涂覆层 光纤 • 在松套管型光纤, 涂层光纤 “浮” 在一个坚固, 耐磨, 大型套管中, 套管内充满了光学凝胶 • 套管没有与光纤直接接触, 任何电缆材料的扩张或收缩, 也不会對光纤构成压迫 • 套管上大部分的外部压力也不会转移到光纤 • 非吸水性凝胶防止水进入套管

  27. 产品范围: 松套管型 • 应用范围: 室内和通用 松套管型光纤 • 线缆架构 • 加强层 • 芳纶纱加强层 • 无碱玻璃纤维 (抗啮齿动物) • 钢丝 • 护套阻燃等级 • 垂直主干用 (OFNR) • 通风管道中用 (OFNP) • 低烟无卤 (LSZH) • 低密度聚乙烯 (LDPE) • 高密度聚乙烯 (HDPE) • 优势:- • 给光纤最大的物理保护, 保持光纤的长期可靠性 • 提供干性和凝胶填充选项 • 提供单套管或多单元选项 • 更宽的工作温度范围 • 较高的光纤捆束密度 - 高光纤数电缆

  28. 松套管型光纤 线缆架构:- • 产品范围: 铠装型 • 应用范围: 通常用于室外 • 钢带铠装 • 增加抗压能力 • 增强防潮保护 • 钢丝铠装 • 增加物理强度和抗压能力 • 增加重量和更大的弯曲半径 • 玻璃钢铠装 • 非金属 • 增加电缆硬性 - 弯曲直径更大的电缆 • 重量轻 • 增加物理强度和抗压能力 • 比玻璃纱有更好的抗啮齿动物能力

  29. SC (Subscriber Connector) SC (Subscriber Connector) ST (Straight Tip) ST (Straight Tip) MT MT - - RJ RJ LC (Lucent Connector) LC (Lucent Connector) E2000 E2000 FC (Fiber Connector) FC (Fiber Connector) VF45 VF45 OPTIJACK OPTIJACK MT MT BICONIC BICONIC (Multiple Terminations (Multiple Terminations SMA SMA – – Ceramic Ferrule Ceramic Ferrule MU (Miniature Unit) MU (Miniature Unit) Push Push - - pull latch) pull latch) MPO MPO FDDI FDDI Escon Escon ™ ™ (Fiber Distributed Data Interface) (Fiber Distributed Data Interface) (Enterprise Systems Connection) (Enterprise Systems Connection) SMA SMA – – Metal Ferrule Metal Ferrule 光纤连接器

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