光纖結構

通信用光纖由玻璃構成，玻璃通過內全反射傳輸光信號。玻璃纖維的標準直徑為125微米（0.125毫米），表面覆蓋有直徑為250微米或900微米的樹脂保護涂層。光纖的中心部分稱為“芯”。核心周圍包層的折射率低于核心的折射率，這限制了光的損耗。

石英玻璃非常易碎，所以它有一層保護膜。通常有三種典型的纖維涂層。

一次涂層纖維

纖維表面涂有直徑為0.25 mm的紫外光固化丙烯酸漆。它的直徑很小，增加了光纜中可容納的光纖的密度，因而得到了廣泛的應用。

二次涂覆纖維

也稱為緊緩沖光纖或半緊緩沖光纖。纖維表面涂有直徑為0.9mm的熱塑性樹脂。與0.25毫米光纖相比，具有牢固、操作方便的優點。它廣泛應用于局域網布線和少量光纜中。 

帶狀纖維

帶狀光纖提高了連接器組裝和多核融合的效率。

帶狀光纖由4、8、12根不同顏色的光纖組成，芯光纖可達1000根。纖維表面覆蓋有紫外光固化丙烯酸樹脂材料。采用標準光纖剝除器，可方便地剝除涂層，便于多芯熔接或單芯光纖剝除。利用多核聚變機，可以對帶狀光纖進行一次熔接，在大量光纜中易于識別。

纖維類型

以下是對最常用的通信光纖類型的描述。

多模光纖

-Om1光纖或多模光纖（62.5/125）

-Om2/OM3光纖（g.651光纖或多模光纖（50/125））

SMF（單模光纖）

-G、 652（無色散位移單模光纖）

-G、 653（色散位移光纖）

-G、 654（截止波長偏移光纖）

-G、 655（非零色散位移光纖）

-G、 656（低斜率非零色散位移光纖）

-G、 657（彎曲纖維）

技術上，只要光預算允許，任何合適的光纖都可以應用于FTTx技術，但FTTx技術中最常用的光纖是G.652和G.657。

G、 651（多模光纖）

G、 651主要用于局域網，不用于長途傳輸，但在300-500m范圍內，G.651是一種低成本的多模傳輸光纖。

ITU-T g.651光纖是om2/OM3光纖或多模光纖（50/125）。ITU-T建議不要使用om1光纖或多模光纖（62.5/125）。

多模光纖（50/125）纖芯的反射率由中心向包層逐漸變化，使多模光纖以相同的速度傳輸。

G、 652光纖（無色散和位移單模光纖）

世界上最常見的單模光纖。當波長約為1310nm時，信號失真的色散可以最小化。您可以使用1550nm波長工作窗口進行短距離傳輸，也可以使用色散補償光纖或模塊。

G、 652a/B為基本單模光纖，G.652c/d為低水峰單模光纖

G、 653（色散位移光纖）

這種光纖可以使1550nm波長的色散和光損耗最小化。

G、 654（截止波長偏移光纖）

G、 654的正式名稱是截止波長漂移光纖，但它通常被稱為低衰減光纖。由于g.654光纖衰減低，主要用于海底或地面的長距離傳輸，如400公里無干線。

G、 655（非零色散位移光纖）

G、 653光纖在1550nm處具有零色散，而G.655光纖具有集中色散、正色散或負色散，這降低了DWDM系統中相鄰波長的干涉非線性的不利影響。

第一代非零色散位移光纖，如puremetro光纖，其優點是每公里色散等于或小于5Ps/nm，這使得色散補償更加容易。第二代非零色散位移光纖，如pureguide，每公里的色散約為10ps/nm，使DWDM系統的容量增加了一倍。

G、 656光纖（低斜率非零色散位移光纖）

作為一種非零色散位移光纖，色散速率是保證DWDM系統在更寬波長范圍內傳輸性能的關鍵。

G、 657（彎曲纖維）

ITU-T光纖家族的最新成員。根據FTTx技術的要求和新產品的組裝應用。

G、 657a光纖與G.652光纖兼容，G.657b光纖不需要與傳統單模光纖兼容。

光纖布線技術分類

光纖布線技術可分為熔接、機械拼接和連接器布線。熔合和機械拼接是永久性布線，而連接器布線可以重復拆除。光連接器布線主要用于光業務運營維護中必須切換的連接點，永久性布線主要用于其他場所。

光纖布線損耗原理

光纖布線必須使光通過的核心部分正確定位。

光纖配線的損耗主要由以下原因引起。

（1） 軸偏移

連接光纖之間的光軸偏差會造成配線損耗。對于通用單模光纖，布線損耗大約為軸偏移量乘以0.2平方。（例如，當光源波長為1310nm，軸偏移量為1μm時，布線損耗約為0.2db）

（2） 角度偏移

連接光纖的光軸之間的角度偏差會造成配線損耗。例如，如果熔融前被纖維切割機切割的截面角度變大，纖維將以傾斜狀態連接，因此必須注意。

（3） 裂縫

光纖端面之間的間隙將導致配線損耗。例如，采用機械絞合方式連接的光纖端面若不匹配，就會造成配線損耗。

（4） 反射

當光纖末端有間隙時，由于光纖折射率和空氣折射率的不同，0.6dB的最大反射將導致布線損耗。此外，必須清潔光纖連接器上的光纖端面，以防止光線中斷。但是，如果光纖連接器的末端超出光纖末端有垃圾，也會造成損失。因此，清潔光纖連接器的所有端部是非常重要的。

聚變的類型和原理

熔接是利用電極間放電產生的熱能熔接光纖的一種連接技術。融合方法分為以下兩類。

（1） 堆芯調整方式

這是在顯微鏡下觀察纖芯，通過圖像處理定位纖芯中心軸，然后放電的融合方式。聚變機配有雙向觀測攝像機，可從兩個方向進行定位。

（2） 固定V型槽鐵芯調整方式

這是一種利用高精度V型槽排列光纖，利用光纖熔化時表面張力產生的纖芯調整效應來調整纖芯外徑的融合方法。近年來，隨著制造技術的發展，光纖芯位置的尺寸精度得到了提高，可以實現低損耗布線。本方法主要用于多芯一次性布線。

熔合操作注意事項

這是一種利用光纖的高精度V型槽排列，利用光纖熔化時表面張力產生的纖芯調整效應來調整纖芯外徑的融合方法。近年來，隨著制造技術的發展，纖芯位置的尺寸精度得到了提高，可以實現低損耗布線。本方法主要用于多芯一次性布線。

① 插入光纖保護套

光纖護套用于保護在連接點暴露的光纖。不要忘記插入保護套，因為它無法修理。

② 去除核心涂層

要露出光纖的玻璃部分，請使用剝離器除去涂層。

（注意）由于涂層清除后涂層廢料仍留在剝離器上，請清除涂層廢料并清潔刀片。

（注意）從色帶芯上去除涂層時，使用加熱剝離器。為了安全地除去涂層，加熱涂層約5秒鐘，然后除去涂層。

③ 清潔纖維

去除涂層后，用乙醇清潔玻璃部分。

（注意）如果有殘留的涂層碎片，在熔合過程中可能會出現軸偏差，并且接線損耗會增加，請仔細清潔。

（注）對于多芯光纖，由于酒精的作用，光纖前端會粘在一起，可能導致光纖切割不良。因此，用手指折斷纖維的前端。

④ 切斷光纖

按照切割光纖的操作步驟進行。

（注意）切割將決定熔合時的損耗特性。為了減少不好的切割，請清潔纖維夾持部分和纖維刀的切割邊緣。

（注意）小心不要碰撞或接觸切割光纖的前端。否則會造成接線不良。

（注意）請注意不要將纖維碎片灑到任何地方。

⑤ 聚變

按照熔合機的操作步驟進行熔合操作。

（注意）如果熔合機的V型槽和卡箍上有垃圾，則會因軸偏差而造成異常損耗，請徹底清洗。

（注意）如果在接線前具有雙向觀察和檢查功能，則在接線前可檢測到異常切割狀態。

（注意）彎曲纖維時，用手指輕輕地將其拉直，使其向下彎曲。

⑥ 熔合接頭加固

光纖保護套套套在光纖熔接部，芯線在加熱器上加強。

（注意）移動芯線時，注意避免光纖彎曲或扭曲。否則，電纜會損壞和斷裂。

（注意）設置光纖保護罩時，請使光纖保護罩中心與配電部中心基本一致。

（注意）加強芯線時，請注意不要彎曲玻璃部分。

光纖相關規定

●芯徑

適用于多模光纖的技術參數。表示最接近核心范圍的外圍圓的直徑。因為值越小，可以獲得的帶寬就越寬。目前，光纖的芯徑一般為50μM。

●模場直徑（MFD）

適用于單模光纖的技術參數。表示傳輸模式的電場分布范圍（光通道）的直徑。光通常通過纖芯范圍，但在單模光纖的情況下，光也會泄漏到包層范圍，因此它不是基于纖芯直徑而是根據MFD規則。因此，MFD大于芯徑。數值越小，對校準精度的要求越高。此外，連接光纖之間的MFD差越大，布線損耗越大。

●包層直徑

最靠近包層表面的圓的直徑。光纖包層直徑差越大，布線損耗越大。

●光纜截止波長

適用于單模光纖的技術參數。如果使用的波長小于此值，則它不是單模。此值由光纖的結構（如折射率分布和纖芯尺寸）決定。

●屏蔽等級

屏蔽是消除玻璃缺陷，提高結構可靠性，使整個纖維具有一定的延伸率，從而對低強度部分進行預斷裂的一種方法。屏蔽級別表示延伸率的值。值越高，光纖的可靠性就越高。

●傳輸損耗

表示光纖傳輸光時兩點間的光功率衰減，由下式表示。 

α=-（10/L）對數（P2/P1）

50：電纜長度

P： 入射光功率

P2：輸出功率

該值越高，光功率降低越大，因此傳輸距離越短。

●傳輸頻帶

適用于多模光纖的技術參數。指示基帶傳輸函數大小減小到指定值（6dB）的頻率。也就是說，它是一個值，指示信號可以不失真地發送到哪個頻率。這個值越高，它就越有能力在高頻和大容量下傳輸。

●零色散波長

適用于單模光纖的技術參數。表示零波長色散的波長。波長色散的絕對值越大，光脈沖的色散越大，失真越大。1310nm附近的零色散光纖是一種常見的單模光纖。將1550nm附近的光纖設計成色散位移光纖（DSF）。

●零色散斜率

適用于單模光纖的技術參數。表示零色散波長的色散梯度。當零色散斜率較大時，各種波長的絕對色散都會增大。

光纜相關規定

最大允許張力

鋪設電纜時可施加的最大張力。但是，這種張力可能不會在鋪設后施加，因此必須注意。

最小允許彎曲半徑

電纜彎曲的最小半徑。鋪設期間和之后的最小彎曲半徑將有所不同。一般標準為：最小允許彎曲半徑為鋪設時光纖半徑的20倍，鋪設后光纖半徑的10倍。

●適用溫度范圍

鋪設光纖的溫度環境。一般標準為：室外使用，適用溫度范圍為-20~+60℃，室內使用，適用溫度范圍為-10~+40℃。

●防水特性率

一般來說，地下敷設的電纜應是防水的。有各種各樣的測試方法。公司在常溫下連續24小時進行以下試驗時，標準是光纜進水量不超過3m，根據光纜結構的不同而有所不同。

光連接器相關規定

●配線損耗

連接光纖和光纖時，從光纖一側到另一側的光損失。用下列公式表示。

α=-10log（P2/P1）[dB]

P1：接線部分附近的前光功率

P2：接線位置反射光功率

該值越高，反射光功率越低，因此噪聲越低。

●反射損耗

它是光連接器和連接面上的入射光功率與反射光功率之比，用下式表示。

α=-10log（P3/P1）[dB]

P1：接線部分附近的前光功率

P3：接線位置反射光功率

該值越高，反射光功率越低，因此噪聲越低。

葉片磨削方法

連接器的連接特性與嵌件的不同。 

光終端/接線盒、接線盒的有關規定

●防塵防水特性

光學終端/接線盒和接線盒需要防止一般外部固體和浸水（主要是室外）。防護等級由[JIS C 0920]中規定的IP代碼表示。

●簡介

IP54：防塵，防止水進入。

IP3X：保護直徑大于2.5mm的外部固體。忽視水的保護。

Ipx7：省去了外部固體的防護，即使浸入水中也不會影響防護工作。

●簡介

根據光在光纖中的傳輸方式，光纖可分為單模光纖和多模光纖。

單模光纖：光纖跳線一般用黃色表示，連接器和保護套為藍色，傳輸距離長。

多模光纖：光纖跳線一般用橙色表示，有的用灰色表示，連接器和保護罩為米色或黑色，傳輸距離較短。

多模光纖（MMF）具有厚芯，可以傳輸多種模式的光。但模間色散較大，且隨著傳輸距離的增大而增大。多模光纖的傳輸距離還與其傳輸速率、芯徑和模式帶寬有關。

SMF（單模光纖）具有薄芯，只能傳輸一種模式的光。因此，模式色散很小，適合于遠距離通信。

纖維直徑

光纖直徑一般用芯徑/包層直徑表示，單位為μM，如9/125μM表示光纖中心的芯徑為9μM，包層直徑為125μM。

注意光纖的使用：

光纖跳線兩端的光模塊的接收和發送波長必須相同，即光纖兩端必須是相同波長的光模塊。簡單的區別是光學模塊的顏色必須相同。R> 一般短波光模塊采用多模光纖（橙色光纖），長波光模塊采用單模光纖（黃色光纖），以保證數據傳輸的準確性。

在使用過程中，不要過度彎曲或盤繞光纖，這會增加光在傳輸過程中的衰減。

使用光纖跳線后，必須用保護套保護光纖連接器。灰塵和油會損壞光纖的耦合。

根據傳輸介質的不同，光纖連接器可分為普通單模和多模硅基光纖連接器，以及其他以塑料為傳輸介質的光纖連接器。按連接器結構可分為FC、SC、St、LC、D4、DIN、mu、MT等多種形式。其中，St連接器通常用于配電設備端，如光纖配線架、光纖模塊等；SC和MT連接器通常用于網絡設備端。根據光纖端面形狀可分為FC、PC（含SPC或UPC）和APC；根據光纖芯數可分為單芯和多芯（如MT-RJ）。

帶螺紋的FC圓形（最常用于配線架）

St卡圈

SC卡連接方塊（最常用于路由器交換機）

MT-RJ方形單端雙光纖收發器

PC微球表面的研磨與拋光

APC角為8度，微球表面研磨拋光

（PC、APC為對接端類型）

使用的纖維：

單模：l，波長：1310，單模長距離：LH，波長：13101550

多模：SM波長850

SX/LH表示可以使用單模或多模光纖

在尾纖連接器的標記中，我們經常可以看到“FC/PC”、“SC/PC”等，其含義如下

前“/”表示尾纖連接器型號

“SC”接頭是由工程塑料制成的標準方形接頭。具有耐高溫、不易氧化的優點。傳輸設備側的光接口一般采用SC連接器。“LC”連接器的形狀與SC連接器相似。FC連接器是一種比SC連接器小的金屬連接器，通常用于光配線架（ODF）的側面。金屬接頭的堵塞次數多于塑料接頭。 

以下為參考圖：

光學連接器如上圖所示。FC（俗稱圓頭）、SC（俗稱方頭）和LC是常見的。

FC類型分為FC/FC和FC/PC（APC）類型。前者是Ferrar接頭的縮寫，表示外強度部分為金屬套筒，緊固方式為螺絲扣；后者是平對接，PC為物理連接；PC的縮寫，表示對接端面為物理接觸，即端面為凸拱結構，APC與PC類似，但采用特殊的磨削方法，PC為球面，APC為斜八度球面，各項指標均優于PC。目前，通信網絡FC/PC廣泛應用于CATV系統，而FC/APC主要應用于CATV系統。一般寫為FC或PC是指FC/PC光連接器。

SC型外殼采用玻璃鋼模壓成型，矩形；插套（也稱銷）采用精密陶瓷，連接套采用金屬開槽套筒結構，結構尺寸與FC型相同，端面采用PC或APC型研磨；緊固方式為螺栓鎖緊式，無旋轉頭。常用于數據工程。SC型通常是指日本NTT公司開發的SC/PC型光纖連接器。殼體為矩形，銷、聯接套結構尺寸同FC型。銷的端面大部分由PC或APC研磨，緊固方式為銷鎖式，無需旋轉。本實用新型價格低廉，插拔方便，插拔損耗波動小，抗壓強度高，安裝密度高。st和SC接口是兩個光纖連接器。對于10base-f連接，連接器通常為St型。對于100base-FX，連接器主要為SC型。St連接器的芯暴露，SC連接器的芯在連接器中。

LC光纖連接器采用模塊化插孔（RJ）結構。針筒尺寸是普通SC和FC的一半。LC是通信設備中常用的高密度光接口板。LC連接器由貝爾研究所開發。它由模塊化插孔（RJ）閂鎖機構制成。所用銷和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸的一半，即1.25 mm。這可以增加光纖配線架中光纖連接器的密度。目前，在單模SFF中，LC連接器在實際應用中處于領先地位，其在多模光纖中的應用也在迅速發展。

MT-RJ（機械傳動注冊插孔）NTT公司開發的MT連接器具有與RJ-45局域網電連接器相同的鎖定機構。它通過安裝在小套管兩側的導銷對準光纖。為了便于與光端機的連接，連接器端面的光纖采用雙核（間距0.75mm）結構，是下一代主要用于數據傳輸的高密度光纖連接器。

Mu（最小單元耦合）連接器是NTT在最常用SC連接器的基礎上開發的世界上最小的單芯光纖連接器，。連接器采用直徑1.25mm的套筒和自鎖機構，具有安裝密度高的優點。NTT開發了一個mu連接器系列，該系列帶有一個直徑為1.25毫米的mu套筒。它們是用于光纜連接的插座連接器（mu-a系列）、帶有自保持機構的背板連接器（mu-b系列）和用于連接LD/PD模塊和插頭的簡化插座（mu-SR系列）。隨著DWDM技術向大帶寬、大容量、寬帶寬方向的快速發展，對Mu連接器的需求將迅速增長。

適配器

上圖為各種光纖連接器對應的適配器，也稱為法蘭，用于ODF幀上的光纖連接。

如圖所示，FC/PC光纖跳躍（非正式名稱為雙尾纖），英文名稱為jumper，即軟光纖兩端均裝有光纖連接器，用于設備與ODF幀的連接和ODF幀之間的跳躍。光纖跳線顏色為黃色，表示單模光纖跳轉。 

此圖顯示了MTRJ SC光纖跳線。跳線顏色為橙色，表示多模光纖跳線。

另外，光纜終端采用尾纖，英文名稱為pigtail core。一端與光纜焊接，另一端固定在ODF上。在生產中，為了便于測試，它們都是以光纖跳頻的方式生產的，即兩端都有光纖連接器。在施工過程中，從中間剪斷一根跨接光纖，形成兩條辮子。

光纖尾纖

特點：

優質陶瓷嵌件；

光纖外徑可達0.9mm。美分2.0毫米。分3.0 mm；

有FC、SC、st等型號；

光纖長度可根據用戶要求制作；

主要技術指標：

插入損耗：≤0.3dB；

回波損耗：PC≥40db，UPC≥50db，APC≥60db；

每次實驗插入損耗變化值：

互換性試驗：＜0.2db（任意對接）

振動試驗：＜0.1dB（5-50hz，1.5mm振幅）

抗拉強度試驗：＜0.1dB

高溫試驗：＜0.2db（+85℃，連續100小時后）

低溫試驗：＜0.2db（-40℃，連續100小時后）

溫度循環試驗：＜0.2db（-40℃+85℃，循環5次后）

溫度試驗：＜0.2db（-25℃+65℃，相對濕度93%，100小時后）

耦合器

光纖耦合器又稱分束器，是將一根光纖的光信號分為多根光纖的器件。它屬于光無源器件領域。它將廣泛應用于電信網、有線電視網、用戶環路系統和局域網中，是目前應用最廣泛的帶光纖連接器的無源器件。光纖耦合器可分為標準耦合器（雙支路，單位1×2，即光信號分為兩個功率）、星形/樹形耦合器和波分復用器（WDM，如果波長是高密度分離，即波長間距較窄，則屬于密集波分復用）。制備方法有熔接法、微光學法和波動法三種，其中以燒結法為主（約90%）。許多人認為用適配器作為連接器是錯誤的。