通信光缆线路维护 基础培训教材

1. 通信光缆线路维护 基础培训教材 2011-3

2. 主要内容 • 一、光纤通信技术发展概述 • 二、光纤和光缆 • 三、光缆的接续和测试 • 四、仪表使用介绍

3. 一、光纤通信技术发展概述 • 为什么要发展光通信 中波—短波—微波—光纤 • 光通信的发展史 1880年，贝尔发明了光电话； 1960年，美梅曼发明了第一个红宝石激光器； 1962年，霍尔等研制出了半导体激光器； 1966年，高锟发表了一篇奠定光纤通信基础的论文； 1970年，康宁公司首先制成了20dB/km的低损耗石英光纤； 1974年，多模光纤损耗降到了2dB/km； 1976年，获得了1310和1550两个低损耗的长波长窗口； 1980年，1550窗口处的光纤损耗低至0.2dB/km； 80年代中期，已经获得小于0.4 dB/km和0.25 dB/km的商用光纤；

4. 概述 光纤通信发展阶段：

5. 输入电信号 光发射机 光纤光缆 光接收机 光电检测 放大恢复 调制 光源 光纤通信系统的基本构成 输出电信号

6. 光源

7. 光电检测器

8. 二、光纤和光缆 光纤

9. 光纤通信的主要特点 • 通信容量大，传输距离长 • 抗电磁干扰，传输质量佳 • 信号串扰小，保密性能好 • 原材料丰富，节省了有色金属，环保 • 光纤尺寸小，质量轻，便于敷设和运输 • 光缆适应性强，寿命长

10. 光纤通信的传输窗口 • 短波长窗口，波长为0.85μm； • 长波长窗口，波长为1.31 μm和1.55 μm 传输波段定义

11. 光纤通信系统的分类 • 按传输波长划分 短波长、长波长、超长波长 • 按光纤传导模式数量划分 多模光纤、单模光纤

12. 有关光纤、光缆的标准体系 • ITU-T：国际电信联盟电信标准部门 • ISO：国际标准化组织 • IEC：国际电工委员会 • ETSI：欧洲电信标准协会 • ANSI：美国国家标准协会 • GB：国家标准(国家技术监督局) • YD：通信行业标准(信息产业部)

13. 包层(n2) 纤芯(n1) D 125 μm 光纤的结构 1、D为光纤纤芯直径或模场直径， 单模光纤的模场直径为9-10 μm。 多模光纤的模场直径为50或62.5 μm。 2、 n1 ＞n2

14. 光纤的分类 • 按光纤材料分 石英光纤、全塑光纤 • 按光纤剖面折射率分 阶跃型光纤、渐变型光纤 • 按传输的模式分 多模光纤、单模光纤 • 按ITU-T建议分 • G651光纤，梯度折射率多模光纤。 • G652光纤，标准单模光纤 ( NDSF) 。 • G653光纤，色散位移单模光纤(DSF) 。 • G654光纤，截止波长位移单模光纤 • G655光纤，非零色散位移单模光纤 (NZ-DSF) • G656光纤，宽带光传输用的非零色散位移单模光纤 • G.657光纤，弯曲不敏感单模光纤

15. G.651光纤 • 梯度型多模光纤 • 工作波长：1.31μm和1.55μm • 处于多模工作状态 • 在1.31μm处有最小的色散值，在1.55μm处有最小的衰减系数 • 数据通信局域网(LAN)用

16. G.652光纤 • 常规单模光纤或非色散位移光纤 • 零色散波长在1.31μm处，在1.55μm处衰减最小，但有较大的正色散，约为18ps/(nm·km)。 • 工作波长既可选用1.31μm ，又可选用1.55μm。最佳工作波长在1.31μm 。 • 利用G.652光纤进行速率为2.5Gb/s以上的信号长途传输时，必须引入色散补偿光纤进行色散补偿，并需引入更多的掺铒光纤放大器来补偿由于引入色散补偿光纤所产生的损耗。

17. G.652光纤 • 可进一步分为G.652A、 G.652B、 G.652C • G.652A光纤主要适用于ITU-T G.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的高至STM-16的单通道SDH传输系统。 • G.652B光纤主要适用于ITU-T G.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的高至STM-64的单通道SDH传输系统及直到STM-64的ITU-T G.692带光放大的波分复用传输系统。 • G.652C光纤又称为低水峰光纤，其商用光纤有Lucent的全波光纤(All-ware Fiber)等。 它消除了常规光纤在1385nm附近由于OH根离子吸收造成的损耗峰，使光纤在1310-1600nm的损耗都趋于平坦。

18. G.655光纤 • 非零色散位移光纤(NZDSF) • 在1994年专门为新一代光放大MWDM传输系统设计和制造的光纤。 • 属色散位移光纤，但在1550nm处色散不是零，用以平衡四波混频等非线性效应。 • 用较低的色散抑制了四波混频等非线性效应，使其能用于高速率(10Gb/s以上)、大容量、DWDM的长距离光纤通信系统中。

19. G.655光纤 • 可进一步分为G.655A和G.655B两个子类 • G.655A适用于ITU-T G.691规定的带光放大器的单通道SDH系统和通道速率为STM-64、通道间隔不小于200GHz的G .692带光放大器的波分复用传输系统。只能使用在C波段。 • G.655B适用于通道间隔不大于100GHz的G .692密集波分复用传输系统。可以使用在C波段，也可以使用在L波段。 • 两者不同还在于在C波段的色散值不同。 G.655A光纤的色散值为0.1-6 ps/(nm·km)， G.655B光纤的色散值为1-10 ps/(nm·km)。

20. G.655光纤 • 商用的G.655光纤有： Lucent的真波(True Wave)光纤 消除了G.652光纤在1385nm附近由于OH根离子吸收造成的损耗峰，使光纤在1310-1600nm的损耗都趋于平坦。 Corning的低色散斜率(SMF-LS)光纤 色散斜率小，为0.045 ps/(nm2·km)，因而可以用一个色散补偿模块补偿整个频带内的色散。 Corning的大有效面积光纤(LEAF) 大大增加了光纤的模场直径，光纤有效面积从55 μm2增加到72 μm 2，在相同的入纤功率时，减小了光纤的非线性效应。

21. 三、光缆的接续和测试 • 光纤连接方式的分类

22. 连接器的主要结构 • 双锥结构 • V型槽结构 • 球面定心结构 • 透镜耦合结构

23. 套筒 插针 光纤 连接器的主要结构 • 套管结构 原理：当插针的外同轴度、外圆柱面和端面以及套筒的内孔加工得非常精密时，两根插针在套筒中对接，就实现了两根光纤对准。

24. 连接器的主要指标 • 插入损耗 插入损耗越小越好 • 回波损耗 回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响。 • 重复性 • 互换性

25. 常用的光纤连接器 • FC系列连接器 用螺纹连接，外部零件采用金属材料制作的连接器，是我国电信网采用的主要品种。 • SC型连接器 由日本NTT公司研制，外壳采用工程塑料，矩形结构，便于密集安装，可直接插拔，使用方便，操作空间小。主要用于光纤局域网、用户网和CATV中。 • ST型连接器 由AT&T公司开发，采用带键的卡口式锁紧机构，确保连时准确对中。

26. 光缆接续 • 光缆接头工序 1、接头盒内部组件安装和光缆护套组件的安装； 2、开剥光缆，去除光缆外护套并清擦光缆内的填充油膏； 3、将光缆固定在接头盒上，并固定加强芯； 4、辨别束管色谱，给束管编号并将束管固定； 5、去除束管、辨别光纤色谱、套上热熔管； 6、光纤接续，同时监测接续质量； 7、余留光纤的收容（盘纤）； 8、光缆内金属构建的连接以及各种监测线的安装； 9、接头盒的封装及固定。

27. 常用接头盒介绍 套筒式接头盒 开边式接头盒 无论接头盒何种型号，构造原理基本相同，由保护罩部分、固定组件、接头盒密封组件以及容纤盘（又叫收容盘）四部分组成。

28. 光缆线路测试 目前中继段光纤损耗测量所采取的方法一般是光源、光功率计和光时域反射仪相结合的方法。 (1)光源、光功率计测量全程损耗 从中继段光纤损耗是要求在已成端的连接插件状态下进行测量来说,这种插入法是唯一能够反映带连接插件线路损耗的测量方法。 这种方法测量结果比较可靠,其测量的偏差,主要来自于仪表本身以及被测线路连接器插件的质量。

29. 光缆线路测试 (2)后向法(OTDR) 后向法虽然也可以测量带连接器插件的光线路损耗,但由于一般的OTDR都有盲区,使近端光纤连接器介入损耗、成端连接点接头损耗无法反映在测量值中；同样对成端的连接器尾纤的连接损耗由于离尾部太近也无法定量显示。因此OTDR测值实际上是未包括连接器在内的线路损耗。 以上两种测试方法各有利弊:前者比较准确,但不直观；后者能够提供整个线路的后向散射信号曲线,但反映的数据不是线路损耗的确切值。如果采取两种方法相结合的方法则能既真实又直观地反映光纤线路全程损耗情况。这种测试方法在目前光缆施工中应用较为广泛。

30. 四、仪表使用介绍 • 单纤熔接机 • 带状熔接机 熔接机使用

31. 单纤熔接机使用介绍 住友Type-37型单芯光纤熔接机

32. 单纤熔接机使用介绍 • 使用方法 1.电源连接 2.启动熔接机 3.状态设置 4.自动熔接 5.热束管加热

33. 单纤熔接机使用介绍 • 1、电源连接 • 供电方式可以由备用电池直接供电，也可以用220V交流电供电。 • 专用蓄电池充电时间约为2.5-3小时，充满后插入机内即可。 • 接交流电压为220V，采用发电机供电时，需接入稳压器后方可接入熔接机。

34. 单纤熔接机使用介绍 • 2、启动熔接机 按机上部“︱”键接通电源，“O”键是切断电源。

35. 单纤熔接机使用介绍 • 3.状态设置 （1）选择光纤种类 接通本机电源或按复位键后，选择与将要接续的光纤种类相一致的接续条件类型： 单模光纤（SMF） 多模光纤（MMF） 色散位移光纤（DSF） 非零色散位移光纤（NZ-DSF）等。 （2） 选择热缩保护套管 选择与将要使用的热缩保护套管相一致的加热套管。 （3）“放电试验”对现场熔接条件进行检测判断。

36. 单纤熔接机使用介绍 注意光纤的选择 放电试验

37. 单纤熔接机使用介绍 • 4.自动熔接 以熔接标准单模光纤（SM）为例： • 将2根光纤中的一根穿过热缩保护套管。 • 除去光纤涂敷，用酒精清洁裸光纤，并将裸纤用切割刀切成适当的长度。 • 机器复位完毕后，打开防风盖，把制备好的光纤放入V型槽中，在光纤放置过程中千万别让光纤端面污染。把光纤放好后轻轻合上夹子把光纤压好。 • 合上防风盖，按一下“SET”键。 • 光纤进入了自动熔接过程。 • 熔接完毕后，打开防风盖，取出光纤，合上防风盖，按下RESET键回位。

38. 单纤熔接机使用介绍 • 5.热缩管加热 • 打开加热器压钳及盖。 • 移动纤芯热缩管复盖到熔接点及裸纤部分，置于加热器上。 • 关上加热器压钳及盖。 • 按下“HEAT”键，加热器进入工作状态：拉力试验-加热补强-结束时蜂鸣器鸣叫声-加热器停止工作。 • 取出补强后的光纤。

39. 光纤网 光时域反射仪 活动 连接器 光纤 尾端 弯折 熔接 断裂 耦合器 机械固定连接头 激光器 相对光功率 光监测器 脉冲发生器 数据分析及其显示 OTDR 测试显示 OTDR 是基本的光纤链路安装和维护的测试工具 . 什么是OTDR（光时域反射仪？）

40. OTDR主要的测试项目 •距离： —光纤上各特征点，光纤尾端或断裂处的位置 —光纤长度 •损耗： —单个熔点衰耗 —微弯损耗 —整根光纤端到端的总衰耗 —光纤平均每公里的平均损耗 •反射： 连接器等反射事件点反射系数（或回波损耗）的大小。

41. 熔接 弯折 活动连接器 机械固定接头 断裂 光纤尾端 1 OTDR 测量显示 背向散射是由于光纤的瑞利散射现象而引起的部分光信号返回OTDR的现象 OTDR的背向散射

42. 熔接 弯折 活动连接器 机械固定接头 断裂 光纤尾端 OTDR 测量显示 熔接 弯折 损耗 光纤熔接和弯折可导致光功率衰耗,但是没有反射现象. 光纤上的事件：非反射事件

43. 光纤上的事件：反射事件 熔接 弯折 活动连接器 机械固定接头 断裂 光纤尾端 OTDR 显示 反射 衰耗 机械固定接头，活动连接器和光纤断裂都会引起光的反射和衰耗，OTDR上有相似的显示结果

44. 光纤尾端 熔接 弯折 活动连接器 机械固定接头 断裂 光纤尾端 OTDR 测量显示 反射 (非反射) 无规则的光纤尾端

45. 衰耗 伪增益现象 光纤尾端 弯折 活动连接器 机械固定接头 断裂 熔接 OTDR 测量显示 A B 背向散射系数光纤A>B 为了得到准确熔接衰减值，可从二边测该熔点并取平均值

46. 使用介绍 安立OTDR：型号MT9081 前面板

47. 安立OTDR：型号MT9081 顶视图

48. 安立OTDR：型号MT9081 打开电源开关、调节背景光和对比度 连接电池组和交流适配器

49. 顶层菜单 自检 1 背景光 2 对比度 3 OTDR（故障定位） 4 OTDR（轨迹分析） 6 光源 5 光功率计 8 IP连接测试 7 可视光源 9 文档 0 系统设置 按数字键或上、下箭头键加回车键进入相应功能

50. OTDR（故障定位） 一、自动测量： 1、自动测量光纤中的故障点。事件的位置：如超过设定域值的接续点或反射点自动检测并在事件表中列出。检测到事件中可能是故障的点也单独列出。在自动测量模式下，MT9080 自动设置最佳的测试距离范围、脉冲宽度、平均化设置等参数。 设置模式 设置模式 自动 事件 自动搜索 测试条件 测试参数 /1550nm 波长 距离范围 自动设定 阈值 自动设定 脉宽 自动（计次） 平均化 其它 标题 按上/下键移动光标，按“Enter”键确认 改变波长 你可以改变测试模式 关闭 对比测试 读取DFN 保存DFN 测试