第一部分光纤理论与光纤结构 c&A;0**K,
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一.光及其特性： @,b:s+]rp
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1. 光是一种电磁波。 e ]@Ex
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可见光部分波长范围是： 390~760nm(毫微米).大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。光纤中应用的是：850，1300，1550三种。 1
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2.光的折射，反射和全反射。 Z */*P4\
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因光在不同物质中的传播速度是不同的，所以光从一种物质射向另一种物质时，在两种物质的交界面处会产生折射和反射。而且，折射光的角度会随入射光的角度变化而变化。当入射光的角度达到或超过某一角度时，折射光会消失，入射光全部被反射回来，这就是光的全反射。不同的物质对相同波长光的折射角度是不同的(即不同的物质有不同的光折射率)，相同的物质对不同波长光的折射角度也是不同。光纤通讯就是基于以上原理而形成的。 @iC,0AK4k
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二.光纤结构及种类： o6@Hj+,,
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1.光纤结构： c0lVt)pr/
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光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm)，中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)，最外是加强用的树脂涂层。 Bld%d:i
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2.数值孔径： "82<}D^;
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入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&TCORNING)。 c$<7&{Pb
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3.光纤的种类： 6bL"Z OEu
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A. 按光在光纤中的传输模式可分为： 单摸光纤和多模光纤。 v> v U]6 l
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多模光纤：中心玻璃芯教粗(50或62.5μm)，可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重。例如：600MB/KM的光纤在2KM时则只有300MB的带宽了。因此，多模光纤传输的距离就比较近，一般只有几公里。单模光纤：中心玻璃芯教细(芯径一般为9或10μm)，只能传一种模式的光。因此，其模间色散很小，适用于远程通讯，但其色度色散起主要作用，这样单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要窄，稳定性要好。 9!XW):
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B.按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。 }m?1IU %q
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常规型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1300 4:!KtpR[O
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色散位移型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如： B3
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1300μm和1550μm。 ~YxLDo'. t
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C.按折射率分布情况分：突变型和渐变型光纤。 jV_Eyi3
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突变型：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。 48.2_H<
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渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。 l}>g G[q!
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4.常用光纤规格： i!/V wGg
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单模： 8/125μm， 9/125μm ， 10/125μm E' p5
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多模： 50/125μm 欧洲标准 M5C}*c9
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62.5/125μm 美国标准 =2VM(G tK>
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工业，医疗和低速网络： 100/140μm， 200/230μm MSPzOJQPy
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塑料： 98/1000μm 用于汽车控制。 q#v&&]N=
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三.光纤制造与衰减： JGaS`fKSk
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1.光纤制造： .tB[8Y =J
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现在光纤制造方法主要有：管内CVD(化学汽相沉积)法，棒内CVD法，PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法. l?_Iu_Qp
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2.光纤的衰减： OQ<|Xd I$
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造成光纤衰减的主要因素有：本征，弯曲，挤压，杂质，不均匀和对接等。 )W&H{2No
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本征： 是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。 clz6; P
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弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成的损耗。 6L w34R
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挤压： 光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。 Pms"YhyZ7
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杂质： 光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。 mDmy 637_
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不均匀： 光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。 MD ~03
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对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴(单模光纤同轴度要求小于0.8μm)，端面与轴心不垂直，端面不平，对接心径不匹配和熔接质量差等。 Q7 `}4c )
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四.光纤的优点： P j_2y)^?
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1. 光纤的通频带很宽.理论可达30亿兆赫兹。 ~ ={8b
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2. 无中继段长.几十到100多公里，铜线只有几百米。 @d Ac2<4
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3 不受电磁场和电磁辐射的影响。 x$9UHEb kM
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4. 重量轻，体积小。例如：通2万1千话路的900对双绞线，其直径为3英寸，重量8 吨/KM。而通讯量为其十倍的光缆直径为0.5英寸，重量450P/KM。 _X{i hf
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5. 光纤通讯不带电，使用安全可用于易燃，易暴场所。 =LHE_ AA
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6. 使用环境温度范围宽。 e v>gh 0
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7. 化学腐蚀，使用寿命长。 HK>!%t0S
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第二部分 光 缆 DPn]de:e
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一. 光缆的制造： y5>859"h
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光缆的制造过程一般分以下几个过程： epi{Ayb
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1.光纤的筛选：选择传输特性优良和张力合格的光纤。 h A6!F#1
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2.光纤的染色：应用标准的全色谱来标识，要求高温不退色不迁移。 qve2?,i8hM
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3.二次挤塑：选用高弹性模量，低线胀系数的塑料挤塑成一定尺寸的管子，将光纤纳入并填入防潮防水的凝胶，最后存放几天(不少于两天)。 $x]'6
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4.光缆绞合：将数根挤塑好的光纤与加强单元绞合在一起。 b|t` )BF
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5.挤光缆外护套：在绞合的光缆外加一层护套。 XR VE8v+
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二. 光缆的种类： A:F*Y%ZW
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1.按敷设方式分有：自承重架空光缆，管道光缆，铠装地埋光缆和海底光缆。 pZz?c/h-
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2.按光缆结构分有：束管式光缆，层绞式光缆，紧抱式光缆，带式光缆，非金属光缆和可分支光缆。 ,g%2-#L%
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3.按用途分有：长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。 ~p<o":k+Lv
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三. 光缆的施工：多年来，做光缆施工使得我们已有了一套成熟的方法和经验。 )s1W)J ?8
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（一） 光缆的户外施工： W!4(EdT*Cq
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较长距离的光缆敷设最重要的是选择一条合适的路径。这里不一定最短的路径就是最好的，还要注意土地的使用权，架设的或地埋的可能性等。 N~g @
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必须要有很完备的设计和施工图纸，以便施工和今后检查方便可靠。施工中要时时注意不要使光缆受到重压或被坚硬的物体扎伤。 J3cbDE%^m
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光缆转弯时，其转弯半径要大于光缆自身直径的20倍。 ^Fgmwa '
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1. 户外架空光缆施工： c?5e| dZz
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A. 吊线托挂架空方式，这种方式简单便宜，我国应用最广泛，但挂钩加挂、整理较费时。
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B. 吊线缠绕式架空方式，这种方式较稳固，维护工作少。但需要专门的缠扎机。 ECqcK~h#E
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C. 自承重式架空方式，对线干要求高，施工、维护难度大，造价高，国内目前很少采用。 +CtsD9PA
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D. 架空时，光缆引上线干处须加导引装置，并避免光缆拖地。光缆牵引时注意减小摩擦力。每个干上要余留一段用于伸缩的光缆。 ENm\1
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E. 要注意光缆中金属物体的可靠接地。特别是在山区、高电压电网区和多地区一般要每公里有3个接地点，甚至选用非金属光缆。 lDd+.44V:
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2. 户外管道光缆施工： hu.c&Q>
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A. 施工前应核对管道占用情况，清洗、安放塑料子管，同时放入牵引线。 j@$p(P$
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B. 计算好布放长度，一定要有足够的预留长度。详见下表： j#r|t+{"C
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自然弯曲增加长度(m/km) `=^;q 6f
人孔内拐弯增加长度(m/孔) SD paW6(_
接头重叠长度 )| @'}k+
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局内预留长度 O0Y/y2d
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(m) K0_/;a] |
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其它余留安设计预留 <X~
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C. 一次布放长度不要太长(一般2KM)，布线时应从中间开始向两边牵引。 &*iar+vr
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D. 布缆牵引力一般不大于120kg，而且应牵引光缆的加强心部分，并作好光缆头部的防水加强处理。 c<)C3v
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E. 光缆引入和引出处须加顺引装置，不可直接拖地。 vk :@ rOpl
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D. 管道光缆也要注意可靠接地。 'aMT^w4if)
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3. 直接地埋光缆的敷设： q@1!v
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A. 直埋光缆沟深度要按标准进行挖掘，标准见下表： ,9Y {x
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B. 不能挖沟的地方可以架空或钻孔预埋管道敷设。 6U)Lhf\'o
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C. 沟底应保正平缓坚固，需要时可预填一部分沙子、水泥或支撑物。 !^BXai/
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D. 敷设时可用人工或机械牵引，但要注意导向和润滑。 TWE$@/9 )g
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E. 敷设完成后，应尽快回土覆盖并夯实。 uS p=,2)
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4. 建筑物内光缆的敷设： fXCx!3m
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A. 垂直敷设时，应特别注意光缆的承重问题，一般每两层要将光缆固定一次。 lSU&Yq x
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B. 光缆穿墙或穿楼层时，要加带护口的保护用塑料管，并且要用阻燃的填充物将管子填满。 w
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C. 在建筑物内也可以预先敷设一定量的塑料管道，待以后要敷射光缆时再用牵引或真空法布光缆。
