光纤结构

通信用光纤由玻璃构成，玻璃通过内全反射传输光信号。玻璃纤维的标准直径为125微米（0.125毫米），表面覆盖有直径为250微米或900微米的树脂保护涂层。光纤的中心部分称为“芯”。核心周围包层的折射率低于核心的折射率，这限制了光的损耗。

石英玻璃非常易碎，所以它有一层保护膜。通常有三种典型的纤维涂层。

一次涂层纤维

纤维表面涂有直径为0.25 mm的紫外光固化丙烯酸漆。它的直径很小，增加了光缆中可容纳的光纤的密度，因而得到了广泛的应用。

二次涂覆纤维

也称为紧缓冲光纤或半紧缓冲光纤。纤维表面涂有直径为0.9mm的热塑性树脂。与0.25毫米光纤相比，具有牢固、操作方便的优点。它广泛应用于局域网布线和少量光缆中。 

带状纤维

带状光纤提高了连接器组装和多核融合的效率。

带状光纤由4、8、12根不同颜色的光纤组成，芯光纤可达1000根。纤维表面覆盖有紫外光固化丙烯酸树脂材料。采用标准光纤剥除器，可方便地剥除涂层，便于多芯熔接或单芯光纤剥除。利用多核聚变机，可以对带状光纤进行一次熔接，在大量光缆中易于识别。

纤维类型

以下是对最常用的通信光纤类型的描述。

多模光纤

-Om1光纤或多模光纤（62.5/125）

-Om2/OM3光纤（g.651光纤或多模光纤（50/125））

SMF（单模光纤）

-G、 652（无色散位移单模光纤）

-G、 653（色散位移光纤）

-G、 654（截止波长偏移光纤）

-G、 655（非零色散位移光纤）

-G、 656（低斜率非零色散位移光纤）

-G、 657（弯曲纤维）

技术上，只要光预算允许，任何合适的光纤都可以应用于FTTx技术，但FTTx技术中最常用的光纤是G.652和G.657。

G、 651（多模光纤）

G、 651主要用于局域网，不用于长途传输，但在300-500m范围内，G.651是一种低成本的多模传输光纤。

ITU-T g.651光纤是om2/OM3光纤或多模光纤（50/125）。ITU-T建议不要使用om1光纤或多模光纤（62.5/125）。

多模光纤（50/125）纤芯的反射率由中心向包层逐渐变化，使多模光纤以相同的速度传输。

G、 652光纤（无色散和位移单模光纤）

世界上最常见的单模光纤。当波长约为1310nm时，信号失真的色散可以最小化。您可以使用1550nm波长工作窗口进行短距离传输，也可以使用色散补偿光纤或模块。

G、 652a/B为基本单模光纤，G.652c/d为低水峰单模光纤

G、 653（色散位移光纤）

这种光纤可以使1550nm波长的色散和光损耗最小化。

G、 654（截止波长偏移光纤）

G、 654的正式名称是截止波长漂移光纤，但它通常被称为低衰减光纤。由于g.654光纤衰减低，主要用于海底或地面的长距离传输，如400公里无干线。

G、 655（非零色散位移光纤）

G、 653光纤在1550nm处具有零色散，而G.655光纤具有集中色散、正色散或负色散，这降低了DWDM系统中相邻波长的干涉非线性的不利影响。

第一代非零色散位移光纤，如puremetro光纤，其优点是每公里色散等于或小于5Ps/nm，这使得色散补偿更加容易。第二代非零色散位移光纤，如pureguide，每公里的色散约为10ps/nm，使DWDM系统的容量增加了一倍。

G、 656光纤（低斜率非零色散位移光纤）

作为一种非零色散位移光纤，色散速率是保证DWDM系统在更宽波长范围内传输性能的关键。

G、 657（弯曲纤维）

ITU-T光纤家族的最新成员。根据FTTx技术的要求和新产品的组装应用。

G、 657a光纤与G.652光纤兼容，G.657b光纤不需要与传统单模光纤兼容。

光纤布线技术分类

光纤布线技术可分为熔接、机械拼接和连接器布线。熔合和机械拼接是永久性布线，而连接器布线可以重复拆除。光连接器布线主要用于光业务运营维护中必须切换的连接点，永久性布线主要用于其他场所。

光纤布线损耗原理

光纤布线必须使光通过的核心部分正确定位。

光纤配线的损耗主要由以下原因引起。

（1） 轴偏移

连接光纤之间的光轴偏差会造成配线损耗。对于通用单模光纤，布线损耗大约为轴偏移量乘以0.2平方。（例如，当光源波长为1310nm，轴偏移量为1μm时，布线损耗约为0.2db）

（2） 角度偏移

连接光纤的光轴之间的角度偏差会造成配线损耗。例如，如果熔融前被纤维切割机切割的截面角度变大，纤维将以倾斜状态连接，因此必须注意。

（3） 裂缝

光纤端面之间的间隙将导致配线损耗。例如，采用机械绞合方式连接的光纤端面若不匹配，就会造成配线损耗。

（4） 反射

当光纤末端有间隙时，由于光纤折射率和空气折射率的不同，0.6dB的最大反射将导致布线损耗。此外，必须清洁光纤连接器上的光纤端面，以防止光线中断。但是，如果光纤连接器的末端超出光纤末端有垃圾，也会造成损失。因此，清洁光纤连接器的所有端部是非常重要的。

聚变的类型和原理

熔接是利用电极间放电产生的热能熔接光纤的一种连接技术。融合方法分为以下两类。

（1） 堆芯调整方式

这是在显微镜下观察纤芯，通过图像处理定位纤芯中心轴，然后放电的融合方式。聚变机配有双向观测摄像机，可从两个方向进行定位。

（2） 固定V型槽铁芯调整方式

这是一种利用高精度V型槽排列光纤，利用光纤熔化时表面张力产生的纤芯调整效应来调整纤芯外径的融合方法。近年来，随着制造技术的发展，光纤芯位置的尺寸精度得到了提高，可以实现低损耗布线。本方法主要用于多芯一次性布线。

熔合操作注意事项

这是一种利用光纤的高精度V型槽排列，利用光纤熔化时表面张力产生的纤芯调整效应来调整纤芯外径的融合方法。近年来，随着制造技术的发展，纤芯位置的尺寸精度得到了提高，可以实现低损耗布线。本方法主要用于多芯一次性布线。

① 插入光纤保护套

光纤护套用于保护在连接点暴露的光纤。不要忘记插入保护套，因为它无法修理。

② 去除核心涂层

要露出光纤的玻璃部分，请使用剥离器除去涂层。

（注意）由于涂层清除后涂层废料仍留在剥离器上，请清除涂层废料并清洁刀片。

（注意）从色带芯上去除涂层时，使用加热剥离器。为了安全地除去涂层，加热涂层约5秒钟，然后除去涂层。

③ 清洁纤维

去除涂层后，用乙醇清洁玻璃部分。

（注意）如果有残留的涂层碎片，在熔合过程中可能会出现轴偏差，并且接线损耗会增加，请仔细清洁。

（注）对于多芯光纤，由于酒精的作用，光纤前端会粘在一起，可能导致光纤切割不良。因此，用手指折断纤维的前端。

④ 切断光纤

按照切割光纤的操作步骤进行。

（注意）切割将决定熔合时的损耗特性。为了减少不好的切割，请清洁纤维夹持部分和纤维刀的切割边缘。

（注意）小心不要碰撞或接触切割光纤的前端。否则会造成接线不良。

（注意）请注意不要将纤维碎片洒到任何地方。

⑤ 聚变

按照熔合机的操作步骤进行熔合操作。

（注意）如果熔合机的V型槽和卡箍上有垃圾，则会因轴偏差而造成异常损耗，请彻底清洗。

（注意）如果在接线前具有双向观察和检查功能，则在接线前可检测到异常切割状态。

（注意）弯曲纤维时，用手指轻轻地将其拉直，使其向下弯曲。

⑥ 熔合接头加固

光纤保护套套套在光纤熔接部，芯线在加热器上加强。

（注意）移动芯线时，注意避免光纤弯曲或扭曲。否则，电缆会损坏和断裂。

（注意）设置光纤保护罩时，请使光纤保护罩中心与配电部中心基本一致。

（注意）加强芯线时，请注意不要弯曲玻璃部分。

光纤相关规定

●芯径

适用于多模光纤的技术参数。表示最接近核心范围的外围圆的直径。因为值越小，可以获得的带宽就越宽。目前，光纤的芯径一般为50μM。

●模场直径（MFD）

适用于单模光纤的技术参数。表示传输模式的电场分布范围（光通道）的直径。光通常通过纤芯范围，但在单模光纤的情况下，光也会泄漏到包层范围，因此它不是基于纤芯直径而是根据MFD规则。因此，MFD大于芯径。数值越小，对校准精度的要求越高。此外，连接光纤之间的MFD差越大，布线损耗越大。

●包层直径

最靠近包层表面的圆的直径。光纤包层直径差越大，布线损耗越大。

●光缆截止波长

适用于单模光纤的技术参数。如果使用的波长小于此值，则它不是单模。此值由光纤的结构（如折射率分布和纤芯尺寸）决定。

●屏蔽等级

屏蔽是消除玻璃缺陷，提高结构可靠性，使整个纤维具有一定的延伸率，从而对低强度部分进行预断裂的一种方法。屏蔽级别表示延伸率的值。值越高，光纤的可靠性就越高。

●传输损耗

表示光纤传输光时两点间的光功率衰减，由下式表示。 

α=-（10/L）对数（P2/P1）

50：电缆长度

P： 入射光功率

P2：输出功率

该值越高，光功率降低越大，因此传输距离越短。

●传输频带

适用于多模光纤的技术参数。指示基带传输函数大小减小到指定值（6dB）的频率。也就是说，它是一个值，指示信号可以不失真地发送到哪个频率。这个值越高，它就越有能力在高频和大容量下传输。

●零色散波长

适用于单模光纤的技术参数。表示零波长色散的波长。波长色散的绝对值越大，光脉冲的色散越大，失真越大。1310nm附近的零色散光纤是一种常见的单模光纤。将1550nm附近的光纤设计成色散位移光纤（DSF）。

●零色散斜率

适用于单模光纤的技术参数。表示零色散波长的色散梯度。当零色散斜率较大时，各种波长的绝对色散都会增大。

光缆相关规定

最大允许张力

铺设电缆时可施加的最大张力。但是，这种张力可能不会在铺设后施加，因此必须注意。

最小允许弯曲半径

电缆弯曲的最小半径。铺设期间和之后的最小弯曲半径将有所不同。一般标准为：最小允许弯曲半径为铺设时光纤半径的20倍，铺设后光纤半径的10倍。

●适用温度范围

铺设光纤的温度环境。一般标准为：室外使用，适用温度范围为-20~+60℃，室内使用，适用温度范围为-10~+40℃。

●防水特性率

一般来说，地下敷设的电缆应是防水的。有各种各样的测试方法。公司在常温下连续24小时进行以下试验时，标准是光缆进水量不超过3m，根据光缆结构的不同而有所不同。

光连接器相关规定

●配线损耗

连接光纤和光纤时，从光纤一侧到另一侧的光损失。用下列公式表示。

α=-10log（P2/P1）[dB]

P1：接线部分附近的前光功率

P2：接线位置反射光功率

该值越高，反射光功率越低，因此噪声越低。

●反射损耗

它是光连接器和连接面上的入射光功率与反射光功率之比，用下式表示。

α=-10log（P3/P1）[dB]

P1：接线部分附近的前光功率

P3：接线位置反射光功率

该值越高，反射光功率越低，因此噪声越低。

叶片磨削方法

连接器的连接特性与嵌件的不同。 

光终端/接线盒、接线盒的有关规定

●防尘防水特性

光学终端/接线盒和接线盒需要防止一般外部固体和浸水（主要是室外）。防护等级由[JIS C 0920]中规定的IP代码表示。

●简介

IP54：防尘，防止水进入。

IP3X：保护直径大于2.5mm的外部固体。忽视水的保护。

Ipx7：省去了外部固体的防护，即使浸入水中也不会影响防护工作。

●简介

根据光在光纤中的传输方式，光纤可分为单模光纤和多模光纤。

单模光纤：光纤跳线一般用黄色表示，连接器和保护套为蓝色，传输距离长。

多模光纤：光纤跳线一般用橙色表示，有的用灰色表示，连接器和保护罩为米色或黑色，传输距离较短。

多模光纤（MMF）具有厚芯，可以传输多种模式的光。但模间色散较大，且随着传输距离的增大而增大。多模光纤的传输距离还与其传输速率、芯径和模式带宽有关。

SMF（单模光纤）具有薄芯，只能传输一种模式的光。因此，模式色散很小，适合于远距离通信。

纤维直径

光纤直径一般用芯径/包层直径表示，单位为μM，如9/125μM表示光纤中心的芯径为9μM，包层直径为125μM。

注意光纤的使用：

光纤跳线两端的光模块的接收和发送波长必须相同，即光纤两端必须是相同波长的光模块。简单的区别是光学模块的颜色必须相同。R> 一般短波光模块采用多模光纤（橙色光纤），长波光模块采用单模光纤（黄色光纤），以保证数据传输的准确性。

在使用过程中，不要过度弯曲或盘绕光纤，这会增加光在传输过程中的衰减。

使用光纤跳线后，必须用保护套保护光纤连接器。灰尘和油会损坏光纤的耦合。

根据传输介质的不同，光纤连接器可分为普通单模和多模硅基光纤连接器，以及其他以塑料为传输介质的光纤连接器。按连接器结构可分为FC、SC、St、LC、D4、DIN、mu、MT等多种形式。其中，St连接器通常用于配电设备端，如光纤配线架、光纤模块等；SC和MT连接器通常用于网络设备端。根据光纤端面形状可分为FC、PC（含SPC或UPC）和APC；根据光纤芯数可分为单芯和多芯（如MT-RJ）。

带螺纹的FC圆形（最常用于配线架）

St卡圈

SC卡连接方块（最常用于路由器交换机）

MT-RJ方形单端双光纤收发器

PC微球表面的研磨与抛光

APC角为8度，微球表面研磨抛光

（PC、APC为对接端类型）

使用的纤维：

单模：l，波长：1310，单模长距离：LH，波长：13101550

多模：SM波长850

SX/LH表示可以使用单模或多模光纤

在尾纤连接器的标记中，我们经常可以看到“FC/PC”、“SC/PC”等，其含义如下

前“/”表示尾纤连接器型号

“SC”接头是由工程塑料制成的标准方形接头。具有耐高温、不易氧化的优点。传输设备侧的光接口一般采用SC连接器。“LC”连接器的形状与SC连接器相似。FC连接器是一种比SC连接器小的金属连接器，通常用于光配线架（ODF）的侧面。金属接头的堵塞次数多于塑料接头。 

以下为参考图：

光学连接器如上图所示。FC（俗称圆头）、SC（俗称方头）和LC是常见的。

FC类型分为FC/FC和FC/PC（APC）类型。前者是Ferrar接头的缩写，表示外强度部分为金属套筒，紧固方式为螺丝扣；后者是平对接，PC为物理连接；PC的缩写，表示对接端面为物理接触，即端面为凸拱结构，APC与PC类似，但采用特殊的磨削方法，PC为球面，APC为斜八度球面，各项指标均优于PC。目前，通信网络FC/PC广泛应用于CATV系统，而FC/APC主要应用于CATV系统。一般写为FC或PC是指FC/PC光连接器。

SC型外壳采用玻璃钢模压成型，矩形；插套（也称销）采用精密陶瓷，连接套采用金属开槽套筒结构，结构尺寸与FC型相同，端面采用PC或APC型研磨；紧固方式为螺栓锁紧式，无旋转头。常用于数据工程。SC型通常是指日本NTT公司开发的SC/PC型光纤连接器。壳体为矩形，销、联接套结构尺寸同FC型。销的端面大部分由PC或APC研磨，紧固方式为销锁式，无需旋转。本实用新型价格低廉，插拔方便，插拔损耗波动小，抗压强度高，安装密度高。st和SC接口是两个光纤连接器。对于10base-f连接，连接器通常为St型。对于100base-FX，连接器主要为SC型。St连接器的芯暴露，SC连接器的芯在连接器中。

LC光纤连接器采用模块化插孔（RJ）结构。针筒尺寸是普通SC和FC的一半。LC是通信设备中常用的高密度光接口板。LC连接器由贝尔研究所开发。它由模块化插孔（RJ）闩锁机构制成。所用销和套筒的尺寸是普通SC、FC等所用尺寸的一半，即1.25 mm。这可以增加光纤配线架中光纤连接器的密度。目前，在单模SFF中，LC连接器在实际应用中处于领先地位，其在多模光纤中的应用也在迅速发展。

MT-RJ（机械传动注册插孔）NTT公司开发的MT连接器具有与RJ-45局域网电连接器相同的锁定机构。它通过安装在小套管两侧的导销对准光纤。为了便于与光端机的连接，连接器端面的光纤采用双核（间距0.75mm）结构，是下一代主要用于数据传输的高密度光纤连接器。

Mu（最小单元耦合）连接器是NTT在最常用SC连接器的基础上开发的世界上最小的单芯光纤连接器，。连接器采用直径1.25mm的套筒和自锁机构，具有安装密度高的优点。NTT开发了一个mu连接器系列，该系列带有一个直径为1.25毫米的mu套筒。它们是用于光缆连接的插座连接器（mu-a系列）、带有自保持机构的背板连接器（mu-b系列）和用于连接LD/PD模块和插头的简化插座（mu-SR系列）。随着DWDM技术向大带宽、大容量、宽带宽方向的快速发展，对Mu连接器的需求将迅速增长。

适配器

上图为各种光纤连接器对应的适配器，也称为法兰，用于ODF帧上的光纤连接。

如图所示，FC/PC光纤跳跃（非正式名称为双尾纤），英文名称为jumper，即软光纤两端均装有光纤连接器，用于设备与ODF帧的连接和ODF帧之间的跳跃。光纤跳线颜色为黄色，表示单模光纤跳转。 

此图显示了MTRJ SC光纤跳线。跳线颜色为橙色，表示多模光纤跳线。

另外，光缆终端采用尾纤，英文名称为pigtail core。一端与光缆焊接，另一端固定在ODF上。在生产中，为了便于测试，它们都是以光纤跳频的方式生产的，即两端都有光纤连接器。在施工过程中，从中间剪断一根跨接光纤，形成两条辫子。

光纤尾纤

特点：

优质陶瓷嵌件；

光纤外径可达0.9mm。美分2.0毫米。分3.0 mm；

有FC、SC、st等型号；

光纤长度可根据用户要求制作；

主要技术指标：

插入损耗：≤0.3dB；

回波损耗：PC≥40db，UPC≥50db，APC≥60db；

每次实验插入损耗变化值：

互换性试验：＜0.2db（任意对接）

振动试验：＜0.1dB（5-50hz，1.5mm振幅）

抗拉强度试验：＜0.1dB

高温试验：＜0.2db（+85℃，连续100小时后）

低温试验：＜0.2db（-40℃，连续100小时后）

温度循环试验：＜0.2db（-40℃+85℃，循环5次后）

温度试验：＜0.2db（-25℃+65℃，相对湿度93%，100小时后）

耦合器

光纤耦合器又称分束器，是将一根光纤的光信号分为多根光纤的器件。它属于光无源器件领域。它将广泛应用于电信网、有线电视网、用户环路系统和局域网中，是目前应用最广泛的带光纤连接器的无源器件。光纤耦合器可分为标准耦合器（双支路，单位1×2，即光信号分为两个功率）、星形/树形耦合器和波分复用器（WDM，如果波长是高密度分离，即波长间距较窄，则属于密集波分复用）。制备方法有熔接法、微光学法和波动法三种，其中以烧结法为主（约90%）。许多人认为用适配器作为连接器是错误的。