光缆线路维护技术培训资料.docx

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1、光缆线路维护技术培训资料成都军通通信工程有限公司二OO四年八月书目第一节光纤通信的基本学问4一、移动通信的组成概况二、单模光纤结构参数三、光纤的特性四、菲涅尔反射、瑞利散射五、光纤的色散及产生的缘由第二节光缆及光缆的结构15一、光缆二、光缆的结构三、光缆型号的编制方法第三节光纤特性的测试18一、剪断法测量光纤衰耗二、插入法测量光纤衰耗三、后向散射法四、光纤的接续及接续损耗的测量第四节光缆线路工程及维护有关要求29一、架空光缆二、直埋光缆三、管道光缆维护四、光缆障碍抢修及运用的机具仪表五、光缆线路故障点的精确测试与查找第五节光缆加强芯及金属护套的接续41一、光缆加强芯及金属护套的接续二、直埋光缆

2、监测标石的监测线在测试中的应用第六节地线电阻的测试48附录：“中国移动通信长途光缆线路维护管理规定”和代维合同的有关内容50光缆线路维护技术培训资料第一节光纤通信的基本学问一、移动通信的组成概况1、系统的组成：MSC移动交换中心；BS-基地站：MS移动用户、市话局和电话用户。事实上，现代通信发展到今口，移动、固定电话都成为一个系统,信号传输时都实现光纤化，上图所示的中继线、各基地站之间的连接都采纳光纤光缆传输。2、什么是移动通信？即是指通信双方至少有一方是在移动中进行信息交换的通信方式。如固定点与移动体汽车、轮船、飞机之间，或移动本之间，或人与人和人与移动体之间的通信都属这个范畴。3、移动通信

3、的特点：（1）、用户常常移动；（2）、电波传播条件恶劣；（3）、强干扰状况下工作；（4）、具有多卜勒效应（当运动体达到肯定速度，固定点接收到的载波频率将随运动速度（U）的不同，产生不同的频移，称“多卜勒效应”。1.=Xcos一接收信号载波的波长；O-电波到达时的入射角。4、光纤通信系统是以光为载波，以光纤为传输媒质的通信系统:由光发送、光传输、光接收三个部份组成。5、光纤通信的优缺点：优点是：（1）信息传输量大：（2）无电磁干扰：（3）无短路引起事故；（4）不发生火花；（5）接地设计简单：（6）传输频带宽、传输损失小：（7）线径细、重量轻、有可绕性。其缺点：如要进行光电变换、切断接续技术很困难

4、、光干脆传输电力困难。6、光缆线路维护在移动通信工作中的重要性：从系统图可看出：一个基站BS所覆盖的范围很有限，一般只有2Tkm的半径，但要形成县一市一省一全国一世界的一个浩大通信网的远距离连接，信息的传输都采纳光纤传输，若光纤一旦中断、传输信息也就会中断；对社会效益、党政军民通信及经济效益都会带来重大影响。所以对光缆进行维护，对于保证通信畅通、不出障碍或少出障碍，是维护部门至关重要职责。二、单模光纤结构参数1、光纤材料及光的传输原理：什么是光纤？光纤就是由纯度很高的石英玻璃（SiOJ等光传播损耗小的介质做成的细园柱体。由于细园柱体中的纤芯和包层折射率不同，利用此介质分界面上光的折射现象（光在

5、介质分界面上进行反复全反射）将光封闭在内部而引导到远距离方向的波导。2、光纤的结构尺寸：纤芯宜径=IOumi1.um（匹配型包层）=9um0.9um（凹陷型包层）包层外径（2D）=125um+3um一次涂敷层外径=250um3、折射率：折射率是表征光学材料的一个重要参数，用n表示。n=c/V式中：C-光在真空中的传播速度V-光在材料中（光纤玻璃）传播速度通信用石英玻璃的折射率约为1.5o包层n2纤芯n1.包层n2图示:纤芯折射率n1.：股n1.=1.46包层折射率n2：一般n2=1.4584,相对折射率差:A是表征纤芯与包层折射率不同程度的参数A=(n1.-112)/n1.1,用n1.=1.4

6、6n2=1.458计算出的A=(1.46-1.458)/1.46=0.001375、数值孔径(NA)：数值孔径是表征一根光纤当光从端面射进来时，接收光能量大小的一个参数，用NA表示。如图示，把受光角2Jnax的一半的正弦定义为光纤的数值孔径NA,即NA=SinOmaXo受光角(2Omax)-表示光从空气中射入光纤端面，为了使光能在光纤中传输，光线入射角必需小于2Omax(否则满意不了全反射条件)，光就能在光纤中传输，所以2。InaX称受光角。对阶跃型光纤的数值孔径为：NA=(nP-n22)n1.(2)1/2如光纤为纯石英玻璃，n1.=1.452,相对折射率差为1%,则NA=O.2,受光角度约2

7、4从立体观点看：2Omax是一个园锥，从光源发出的光只有射入园锥内的光才能在光纤中形成全反射面对前传播，CC1.TT在G651中建议：NA=(0.18-0.28)0.02。在光纤接续时，若连接二条数值孔径NA不同的光纤，在接续部份光被辐射，会产生接续损耗，两条纤数值孔在相差越大，其损耗越大。6、模场直径：模场宜径表示单模光纤中基模场强在光纤截面内分布的范围。上图示，光在传输中，若在A点将光纤切断，再接触上进行横向错位一点，光功率计测得的光功率损失一点，错位越多损失越大，而得出一条横向错位曲线，当光功率损失到1/e点时的直径为模场直径D。因为e=2.718,所以1/e*0.368SM单模光纤的模

8、场宜径为(9-10)um+10%,运用模场宜径这个参量替代光纤的芯径。7、同心度：是指纤芯的同心与包层同心之间的距离与纤芯口径d的百分比。即doo%4Ih指标要求：模场同心度0.5-3Um4-:.?.di(J：目前国内已能达到IUm48、不园度：是指纤芯或包层不是正园而是呈椭园形，最长宜径a(长轴)与最短直径b(短轴)之差与纤芯或包层的标称直径D之比的百分比,即:(a-b)/DX100%单模光纤标准：模场不园度6%T包层不园度2%4，上述参数在评价光纤接续损耗时是很重要的。9、截止波长：截止波长XC是保证单模传输的必要条件。当传输的光的波长大于入C时，光纤只能传输基模，而其他模的光能向外粕射，

9、不能传输。结构肯定的单模光纤，事实上还有其次个模能以较短的波长传输，截止波长就是能传输这其次个模的最高波长。三、光纤的传输特性1、光纤的损耗波长特性曲线：光纤的主要特性有“传输特性”、“机械特性”和“温度特性”。现仅介绍传输特性中“低损耗光纤的损耗波长特性”：光纤的损耗波长特性曲线（OH根形成的汲取损耗）从波长特性曲线中可以看出：有衰减系数低的“窗口”，即工作窗口，其波长分别是=0.85um.1.31um.1.55UnI三个窗口。2、光纤产生损耗的缘由：可以分为二个方面，一是光纤本身的固有损耗：二是光纤在实际敷设运用过程中产生的附加损耗。具体如下：瑞利散射损耗固有损耗汲取损耗I波导结构不完善损

10、耗光纤损耗微弯损耗I附加损耗弯曲损耗I接续损耗（1）、瑞利散射损耗：光与微粒子相遇时，光向各方向散射现象。光纤在拉丝过程中，从200（）C高温速冷到20C左右，在200OC时产生的密度不匀称和成份组成不规则，将残留在光纤中，产生瑞利散射。（2）、汲取损耗：光纤材料对光能的固有汲取并转换成热能：光纤玻璃中的杂质最大影响是OH根离子成分引起的汲取损耗。（3）、波导不完善引起的损耗：纤芯与包层界面并不是志向的光滑园柱面，有特别微小结构的凸凹现象，如存在着这种不匀称表面，使光纤损耗增加，传输模变成辐射模。（4）、微弯：与波导结构不完善引起的损耗一样，在光纤生产制造出来后光纤侧面受到不匀称压力,使光纤在

11、轴向上发生微米（I（TM）级的弯曲而产生的损耗。（5）、弯曲损耗：是光纤弯曲时所产生的损耗。在弯曲半径较小时，使光纤内的光在纤芯与包层界面上因入射角余角大于临界角余角，使光泄漏到包层而产生的损耗。所以光纤弯曲半径不得小于允许的弯曲半径。（6）、接续损耗：来至二个方面，一是光纤参数不同，如芯径、相对折射率差不同等引起的损耗；二是接续操作不完善，如光纤端面切割不清洁，轴心未对准，纤芯间有间隙等引起的损耗。四、菲涅尔反射、瑞利散射1、菲涅尔反射光经过不同折射率的介质所发生的反射现象叫做菲涅尔反射。常发生在光纤活接头、光纤断裂处、纤芯与空气界面。在光纤入射端、出射端或光纤断裂处，各端面与光纤轴线方面垂

12、宜并呈平面镜状时，反射功率计算为：Pr=（n1-n（1.）（n1+n11）2*P1件：菲涅尔反射功率P,:菲涅尔反射点传输光功率n1.:纤芯折射率（约为1.46）nn:空气折射率（约为1.0）2、瑞利散射我们知道，物质的原子是由原子核和电子构成（光纤也一样），原子、分子中的微小粒子-电子是以某固定频率进行振动的，并能释放出与该振动频率相应波长的光；一旦这些粒子受到具有肯定波长的光的照耀时，若光频率与该粒子固有频率相同，即引起共振，粒子内电子便以该振动频率起先振动，结果该粒子向四面散射出光，入射光的能量被汲取。对于从外部视察的人来说，好像看到光撞到粒子以后向四面八方飞散一样，此现象称光的散射。由

13、独创者瑞利发觉，故命名为瑞利散射。光纤中对于上述的粒子是指：在光纤制造拉丝过程中，从20O(TC高温急剧冷却到20oC室温时，在光纤内产生的密度不匀称性，以及成分组成的微小变更的那些部份。依据光纤目前的制造工艺，瑞利散射是不行避开的。在光纤内所产生的瑞利散射中，只有一小部分沿着与入射光信号传播方向相反的方向返回到入射端，这部分光称为背向瑞利散射光。背向瑞利散射光功率可用下式表示：PR=CdrP/411Pr:背向瑞利散射光功率P：散射点处的传输光功率：光脉冲宽度n1.：纤芯折射率A：光纤相对折射率差C：真空中的光速(3*10s)d.:单位长度光纤的瑞利散射系数五、光纤的色散及产生缘由1、色散：光

14、纤输出端的光脉冲与输入端相比较，波形发生了时间上的展宽，这种现象称为色散。如图示：2、色散产生的缘由：&模式色散：在多模光纤中，各传输模式的传输路径不同，各模式到达出射端的时间不同，引起脉冲展宽的色散称模式色散。单模光纤没有模式色散。b.材料色散：太阳光通过棱镜以后可分成七种不同颜色就是一个证明。在通信中，实际运用的光源并不是志向的单一波长，有肯定波谱线宽。光波的传播速度由下式表示：Vn=Cn式中：C-光在真空中传播速度Vn-光在折射率为n的光纤中传播速度n-光纤折射率光波长不同，折射率n不同，波速Vn将随光波长的不同而变更,到达出射端时将产生时间差，从而引起波形展宽。（C为光在真空中传播速度

15、，为一个定数）。c.波导色散：光纤纤芯与包层折射率差别很小，在界面产生全反射现象进行传播，但有一部分光将会进入包层之内，出现在包层的这部分光与光波长有关，就相当于传输路径长度与光波波长不同而异，具有肯定波谱线宽的光源所发出的光脉冲入射到光纤后，不同光波长的传输路程不完全相同，到达出射端时间不同，从而使脉冲展宽。此称波导色散。各色散大小依次是：模式色散材料色散波导色散单模光纤只有材料、波导色散，所以色散只确定光纤制造材料和传输光波波长，与维护工作如何没有干脆关系。其次节光缆及光缆的结构I一、光缆：就是由若干光纤纤芯组成的缆线。二、光缆的结构：光缆可分为缆芯、护层及加强元件两部分。、缆芯：缆芯是光缆的主体，结构是否合理对光纤平安运行关系很大，一般应满意：a.裸纤在缆内应处于最佳位置、状态，保证光纤传输性能稳定，有良好机械爱护，不应承受外力影响。b.缆中的金属线对（假如有）应妥