第2章传输介质PPT讲稿.ppt

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1、第2章传输介质2022/9/171第1页，共56页，编辑于2022年，星期一 所谓传输介质是指网络连接设备间的中间介质，也就是信号传输的媒体。传输介质所谓传输介质是指网络连接设备间的中间介质，也就是信号传输的媒体。传输介质的目的是将通信网络系统信号无干扰、无损伤地传输给用户设备。的目的是将通信网络系统信号无干扰、无损伤地传输给用户设备。常用的传输介质可以分为导向传输介质和非导向传输介质。常用的传输介质可以分为导向传输介质和非导向传输介质。导向传输介质通常为某种类型的电缆或光缆。所谓电缆就是由两根或导向传输介质通常为某种类型的电缆或光缆。所谓电缆就是由两根或 两根以上两根以上的绝缘导体集中装配在

2、一起组成的缆线。的绝缘导体集中装配在一起组成的缆线。非导向传输介质包括卫星、无线电波、红外线等。在无线信号传输中，非导向传非导向传输介质包括卫星、无线电波、红外线等。在无线信号传输中，非导向传输介质是大气。微波通信和卫星通信都是通过大气传输无线电波的。其他的无线输介质是大气。微波通信和卫星通信都是通过大气传输无线电波的。其他的无线通信系统用光通信系统用光(可见光或不可见光可见光或不可见光)来传输通信系统信号。来传输通信系统信号。2022/9/172第2页，共56页，编辑于2022年，星期一2.1对绞电缆 对绞（对绞（Twisted PairTwisted Pair，TPTP）对绞线、双扭电缆，

3、是由对）对绞线、双扭电缆，是由对绞线对组成的。它是最古老但又是最常用的导向传输介绞线对组成的。它是最古老但又是最常用的导向传输介质之一。质之一。2022/9/173第3页，共56页，编辑于2022年，星期一2.1.1 对绞电缆的传输特性 对绞电缆的物理模型是平行传输线，其传输特性可用一次参数与二次参对绞电缆的物理模型是平行传输线，其传输特性可用一次参数与二次参数来表征。数来表征。一次参数是指单位长度传输线的分布电阻、电感、电容和漏电导，可一次参数是指单位长度传输线的分布电阻、电感、电容和漏电导，可分别用分别用R R、L L、C C、G G来表示。来表示。二次参数是指传输线的特征阻抗和传输常数。

4、特征阻抗二次参数是指传输线的特征阻抗和传输常数。特征阻抗Z Z。可表示为：。可表示为：式中，叫为传输信号的角频率 2022/9/174第4页，共56页，编辑于2022年，星期一 在阻抗匹配在阻抗匹配(指端接阻抗与特征阻抗相等指端接阻抗与特征阻抗相等)时，电信号在传输线上传播将呈时，电信号在传输线上传播将呈行波状态。若线长为行波状态。若线长为l l，则末端电压，则末端电压(或电流或电流)与始端电压与始端电压(或电流或电流)之间存在之间存在如下关系：如下关系：式中，式中，称为传输常数。其实部称为传输常数。其实部称为衰减常数，虚称为衰减常数，虚 部部称为相移常数。称为相移常数。与一次参数的关系为：与

5、一次参数的关系为：2022/9/175第5页，共56页，编辑于2022年，星期一2.1.2 对绞线电缆的构成 对绞电缆是由两根具有绝缘层的铜导线按一定密度螺旋状互相绞对绞电缆是由两根具有绝缘层的铜导线按一定密度螺旋状互相绞缠在一起构成的线对。缠在一起构成的线对。图 2.1 对绞线电缆的基本结构2022/9/176第6页，共56页，编辑于2022年，星期一 对绞电缆的电导线是铜导体。铜导体采用美国线规尺寸系统，即对绞电缆的电导线是铜导体。铜导体采用美国线规尺寸系统，即AWGAWG（American American Wire GaugeWire Gauge）标准，如表）标准，如表2.12.1所列

6、。所列。表表 2.1 对绞电缆导体线规对绞电缆导体线规 缆线规缆线规格格线线 径径AWGAWG（美国（美国线规线规）毫米毫米(mm)(mm)英寸英寸(in)(in)19190.90.90.03590.035922220.640.640.02530.025324240.5110.5110.02010.020126260.40.40.01590.01592022/9/177第7页，共56页，编辑于2022年，星期一 常见的对绞电缆绝缘外皮里面包裹着常见的对绞电缆绝缘外皮里面包裹着4 4对共对共8 8根线，每两根为一对相互纽绞。也根线，每两根为一对相互纽绞。也有超过有超过4 4线对的大对数电缆，大对

7、数电缆通常用于干线子系统布线。在布线线对的大对数电缆，大对数电缆通常用于干线子系统布线。在布线标准中，对绞电缆有时也称为平衡电缆。平衡电缆（标准中，对绞电缆有时也称为平衡电缆。平衡电缆（balanced cablebalanced cable）是）是指由一个或多个金属导体线对组成的对称电缆。如图指由一个或多个金属导体线对组成的对称电缆。如图2.22.2所示，是所示，是4 4线对对绞线对对绞电缆和电缆和2525线对大对数电缆的外形图。线对大对数电缆的外形图。图 2.2 4线对对绞电缆和25对大对数电缆2022/9/178第8页，共56页，编辑于2022年，星期一 1 1、非屏蔽对绞线电缆、非屏蔽

8、对绞线电缆UTPUTP图 2.3 6类4对非屏蔽对绞线电缆2022/9/179第9页，共56页，编辑于2022年，星期一 2 2、屏蔽对绞线电缆、屏蔽对绞线电缆STPSTP 根据防护要求，对于屏蔽电缆可分为根据防护要求，对于屏蔽电缆可分为F/UTP(F/UTP(电缆金属箔屏蔽电缆金属箔屏蔽)、U/FTP(U/FTP(线对金线对金属箔屏蔽属箔屏蔽)、SF/UTP(SF/UTP(电缆金属编织丝网加金属箔屏蔽电缆金属编织丝网加金属箔屏蔽)、S/FTP(S/FTP(电缆金属箔编电缆金属箔编织网屏蔽加上线对金属箔屏蔽织网屏蔽加上线对金属箔屏蔽)几种结构。这是按照几种结构。这是按照用户建筑综合布线用户建筑

9、综合布线ISO/IEC 11801ISO/IEC 11801中推荐的方法进行统一命名的，如图中推荐的方法进行统一命名的，如图2.42.4所示。所示。图 2.4 屏蔽电缆命名方法 2022/9/1710第10页，共56页，编辑于2022年，星期一 屏蔽对绞电缆与非屏蔽对绞电缆一样，电缆芯是铜对绞线对，护套层是绝缘塑橡皮，屏蔽对绞电缆与非屏蔽对绞电缆一样，电缆芯是铜对绞线对，护套层是绝缘塑橡皮，只不过在护套层内增加了金属屏蔽层。目前，在对绞电缆产品中，通常按增加的金属屏只不过在护套层内增加了金属屏蔽层。目前，在对绞电缆产品中，通常按增加的金属屏蔽层数量和金属屏蔽层绕包方式，将屏蔽对绞电缆分为铝箔屏

10、蔽对绞电缆蔽层数量和金属屏蔽层绕包方式，将屏蔽对绞电缆分为铝箔屏蔽对绞电缆(Foil(Foil Twisted Pair,FTP)Twisted Pair,FTP)、铝箔、铜网双层屏蔽对绞电缆、铝箔、铜网双层屏蔽对绞电缆(Shielded Foil Twisted(Shielded Foil Twisted Pair,SFTP)Pair,SFTP)、独立双层屏蔽对绞电缆、独立双层屏蔽对绞电缆(SSTP)(SSTP)三种形式。三种形式。图 2.5 FTP屏蔽对绞电缆2022/9/1711第11页，共56页，编辑于2022年，星期一图 2.6 SFTP屏蔽对绞电缆图 2.7 SSTP屏蔽对绞电缆

11、2022/9/1712第12页，共56页，编辑于2022年，星期一2 2对绞电缆的分类对绞电缆的分类 对绞电缆作为最常用的综合布线系统传输介质，有许多品种类型，可以对绞电缆作为最常用的综合布线系统传输介质，有许多品种类型，可以从不同的角度进行分类。从不同的角度进行分类。（1 1）按传输电气性能分）按传输电气性能分 100100屏蔽电缆屏蔽电缆 100100非屏蔽电缆非屏蔽电缆 （2 2）按缆线结构形式和应用场合分）按缆线结构形式和应用场合分 对屏蔽对绞电缆和非屏蔽对绞电缆，按缆线结构形式和应用场合又可分对屏蔽对绞电缆和非屏蔽对绞电缆，按缆线结构形式和应用场合又可分为垂直主干电缆、自承式电缆、加

12、固自承式电缆、架空电缆、直埋电缆为垂直主干电缆、自承式电缆、加固自承式电缆、架空电缆、直埋电缆等品种。等品种。2022/9/1713第13页，共56页，编辑于2022年，星期一2.1.3 对绞电缆的性能 1.1.衡量对绞线电缆性能的主要指标衡量对绞线电缆性能的主要指标 2.2.对绞线电缆的性能比较对绞线电缆的性能比较表 2.3 对绞线电缆性能的综合比较 铜缆类型铜缆类型 项目项目 UTP STP FTP/SFTP SSTP 价格价格 低低 较高较高 高高 安装成本安装成本 低低 较高较高 高高 抗干扰能力抗干扰能力 弱弱 较强较强 强强 保密性保密性 一般一般 较好较好 好好 信号衰减信号衰减

13、 较大较大 较小较小 小小 适用场合适用场合 网络流量不大，设备网络流量不大，设备和线路安装密度不大和线路安装密度不大的情况。如：办公环的情况。如：办公环境。境。网络流量较大，传输距离网络流量较大，传输距离较远，设备和线流庞大、较远，设备和线流庞大、复杂。如：银行、机场、复杂。如：银行、机场、工厂。工厂。高速网络系统，高保密的高速网络系统，高保密的高速系统中。如：从事高速系统中。如：从事CAD的大型企业，军事系的大型企业，军事系统统 2022/9/1714第14页，共56页，编辑于2022年，星期一 3 3对绞电缆的安全性能对绞电缆的安全性能表 2.4 数据通信对绞线电缆的安全级别使用环境使用

14、环境 UL标志标志 阻燃试验要求阻燃试验要求 天花板隔层等强制通风天花板隔层等强制通风 MPP UL-910 通道内的水平敷设通道内的水平敷设 CMP 楼层之间垂直敷设楼层之间垂直敷设 MPRCMR UL-1666 通用环境通用环境 MP UL-1581 CM IEEE383 限制使用（居民楼或金属管道内）限制使用（居民楼或金属管道内）CMX UL VW-1 4对绞电缆的环境保护低烟无卤阻燃型低烟无卤阻燃型(LSHF-FR)低烟无卤型低烟无卤型(LSOH)低烟非燃型低烟非燃型(LSNC)2022/9/1715第15页，共56页，编辑于2022年，星期一2.1.4 常用对绞电缆简介 1 15 5

15、类对绞线电缆类对绞线电缆图 2.7 5类4对非屏蔽对绞线物理结构2022/9/1716第16页，共56页，编辑于2022年，星期一频频率需求率需求（HzHz）阻抗阻抗衰减衰减值值(dB/100m)Max(dB/100m)MaxNEXTNEXT（dBdB）(最差最差对对)直流阻抗直流阻抗256K256K-1.11.19.389.38MAX.PerMAX.PerlOOm20lOOm20512K512K-1.51.5772K772K-1.81.866661M1M85851151152.12.164644M4M4.34.3555510M10M6.66.6494916M16M8.28.2464620M2

16、0M9.29.2444431.25M31.25M11.811.8424262.50M62.50M17.117.13737100M100M22.022.03434表 2.4 5类4对非屏蔽对绞电缆电气特性2022/9/1717第17页，共56页，编辑于2022年，星期一 2 25e5e类对绞电缆类对绞电缆 5e5e类对绞线的主要用武之地是千兆位以太网。类对绞线的主要用武之地是千兆位以太网。5e5e类对绞线具有以下优点：类对绞线具有以下优点：能够满足大多数应用要求，并且满足低综合近端串扰的要求；能够满足大多数应用要求，并且满足低综合近端串扰的要求；可为将来高速数据传输提供解决方案；可为将来高速数据

17、传输提供解决方案；有足够的性能余量，为布线安装带来方便。有足够的性能余量，为布线安装带来方便。3 36 6类对绞电缆类对绞电缆 6 6类对绞线是一种标准的类对绞线是一种标准的4 4线对缆线，用线对缆线，用1 1对线实现对线实现500Mb/s500Mb/s，而其频率范围可达到，而其频率范围可达到250MHz250MHz，1Hz(1Hz(周期周期)上产生上产生2bit(2bit(正好是一个周期的高电平和低电平正好是一个周期的高电平和低电平)便足够使用了，因便足够使用了，因此编码方式比较简单。此编码方式比较简单。2022/9/1718第18页，共56页，编辑于2022年，星期一图2.9 6类对绞线结

18、构横截面a)Giga SPEED-XL1071E系列b)Giga SPEED-XL1081A系列2022/9/1719第19页，共56页，编辑于2022年，星期一 4.74.7类对绞线电缆类对绞线电缆 7类对绞线电缆的结构如图类对绞线电缆的结构如图2.9所示所示：图 2.9 7类对绞线电缆结构2022/9/1720第20页，共56页，编辑于2022年，星期一2.1.5 对绞电缆的标识1对绞电缆的颜色标识 表 2.5 4线对对绞电缆的色彩编码线对线对1 12 23 34 4颜颜色色编码编码白白/蓝蓝，蓝蓝白白/橙，橙橙，橙白白/绿绿，绿绿白白/棕，棕，综综2022/9/1721第21页，共56页

19、，编辑于2022年，星期一 2 2对绞线电缆型式代码的表示对绞线电缆型式代码的表示图 2.11 对绞电缆型式代码的标记2022/9/1722第22页，共56页，编辑于2022年，星期一划分方法划分方法 类别类别 代号代号 划分方法划分方法 类别类别 代号代号 用途用途 主干电缆主干电缆 HSG 绝缘材料绝缘材料 聚烯烃聚烯烃 Y 水平电缆水平电缆 HS 聚氯乙烯聚氯乙烯 V 工作区缆线工作区缆线 HSQ 含氟聚合物含氟聚合物 W 设备设备 HSB 低烟无卤热塑性材料低烟无卤热塑性材料 Z 导体结构导体结构 实心导体实心导体 省略省略 护套材料护套材料 聚氯乙烯聚氯乙烯 V 绞合导体绞合导体 R

20、 含氟聚合物含氟聚合物 W 铜皮导体电缆铜皮导体电缆 TR 低烟无卤热塑性材料低烟无卤热塑性材料 Z 绝缘型式绝缘型式 实心绝缘实心绝缘 省略省略 总屏蔽总屏蔽 有总屏蔽有总屏蔽 P 泡沫实心皮绝缘泡沫实心皮绝缘 P 无总屏蔽无总屏蔽 省略省略 最高传输最高传输速率速率 16MHz（3类电缆）类电缆）3 特征阻抗特征阻抗 100 省略省略 20MHz（4类电缆）类电缆）4 150 150 100MHz（5类电缆）类电缆）5 表 2.6 对绞电缆型式代码2022/9/1723第23页，共56页，编辑于2022年，星期一 2 2对绞电缆规格代码的表示对绞电缆规格代码的表示a）非屏蔽对绞线电缆规格代

21、码的标记 b）屏蔽对绞线电缆规格代码的标记 图 2.12 对绞线电缆规格代码的表示法3对绞电缆外部护套上印刷的各种标志记号通常使用的对绞电缆，不同生产商的产品标志可能不同，但一般包括对绞电缆类型、NEC/UL防火测试和级别、CSA防火测试、长度标志、生产日期、生产商和产品号码等信息。2022/9/1724第24页，共56页，编辑于2022年，星期一2.2 同轴电缆 同轴电缆同轴电缆(Coaxial Cable)类似于类似于UTP、STP对绞电缆，它的中心有一根单芯铜导对绞电缆，它的中心有一根单芯铜导体，铜导体外面是绝缘层，绝缘层的外面有一层导电金属层，最外面还有一层保体，铜导体外面是绝缘层，绝

22、缘层的外面有一层导电金属层，最外面还有一层保护用的外部套管。同轴电缆与其他电缆不同之处是只有一个中心导体，图护用的外部套管。同轴电缆与其他电缆不同之处是只有一个中心导体，图2.13是是同轴电缆的结构示意图。金属层可以是密集型的，也可以是网状的，金属层同轴电缆的结构示意图。金属层可以是密集型的，也可以是网状的，金属层用来屏蔽电磁干扰，防止辐射。由于同轴电缆只有一个中心导体，通常被认用来屏蔽电磁干扰，防止辐射。由于同轴电缆只有一个中心导体，通常被认为是非平衡传输介质。为是非平衡传输介质。图 2.13 同轴电缆的结构示意图 2022/9/1725第25页，共56页，编辑于2022年，星期一2.3 光

23、纤和光缆 光纤（光纤（Optical Fiber，OF）是光导纤维的简称，光纤是一种新型的光波导。光）是光导纤维的简称，光纤是一种新型的光波导。光缆（缆（Optical Cable）是由单芯或多芯光纤构成的缆线。从）是由单芯或多芯光纤构成的缆线。从20世纪世纪80年代开始，年代开始，宽频带的光纤已开始逐渐代替窄频带的铜电缆。在综合布线系统中，光纤不但支宽频带的光纤已开始逐渐代替窄频带的铜电缆。在综合布线系统中，光纤不但支持持FDDI主干、主干、1000Base-FX主干、主干、100Base-FX到桌面、到桌面、ATM主干和主干和ATM到桌到桌面，还可以支持面，还可以支持CATV/CCTV及光

24、纤到桌面（及光纤到桌面（FTTD），因而成为综合布线系统中），因而成为综合布线系统中的主要传输介质。的主要传输介质。2022/9/1726第26页，共56页，编辑于2022年，星期一2.3.1光纤的结构 光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。一根标准的光纤包括光纤是由中心的纤芯和外围的包层同轴组成的圆柱形细丝。一根标准的光纤包括光导纤维、缓冲层、加强层和保护套几个部分。光导纤维、缓冲层、加强层和保护套几个部分。图 2.14 光纤结构示意图2022/9/1727第27页，共56页，编辑于2022年，星期一 光纤裸纤一般包括三个主要部分：光纤裸纤一般包括三个主要部分：中心高折射率玻璃

25、纤芯，称为芯线；中心高折射率玻璃纤芯，称为芯线；中间为低折射率硅玻璃形成的包层；中间为低折射率硅玻璃形成的包层；最外面是保护性的树脂涂覆层。最外面是保护性的树脂涂覆层。图 2.15 光纤剖面芯层、包层及涂覆层尺寸2022/9/1728第28页，共56页，编辑于2022年，星期一2.3.2 光纤的类型 光纤主要用于高质量数据传输及网络干线连接。光纤的种类很多，分类方法也各种各样。可光纤主要用于高质量数据传输及网络干线连接。光纤的种类很多，分类方法也各种各样。可按照制作材料、工作波长、折射率分布和传输模式等对它们进行分类。按照制作材料、工作波长、折射率分布和传输模式等对它们进行分类。按照制造光纤所

26、用的材料分类，有石英系列光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料按照制造光纤所用的材料分类，有石英系列光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤等。光纤和氟化物光纤等。按光纤的工作波长分，有短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。光纤布线中使用光波的以按光纤的工作波长分，有短波长光纤、长波长光纤和超长波长光纤。光纤布线中使用光波的以下几个波段：下几个波段：800nm900nm短波波段；短波波段；1250nm1350nm长波波段和长波波段和1500nm1600nm长波波段。在这些波段中，光纤传输性能表现最佳，尤其是运行于波段的中心波长长波波段。在这些波段中，光纤传输性

27、能表现最佳，尤其是运行于波段的中心波长之中。所以，多模光纤运行波长为之中。所以，多模光纤运行波长为850nm或或1300nm，而单模光纤运行波长则为，而单模光纤运行波长则为1310nm或或1550nm。下面主要讨论按折射率分布和传输模式的分类方式。下面主要讨论按折射率分布和传输模式的分类方式。2022/9/1729第29页，共56页，编辑于2022年，星期一 1 1按折射率分布情况分类按折射率分布情况分类若按横截面上的折射率分布情况，可将光纤分为突变型若按横截面上的折射率分布情况，可将光纤分为突变型(或阶跃型或阶跃型)和渐变型和渐变型(或梯或梯度型度型)，以及三角型等。，以及三角型等。（1）突

28、变型光纤）突变型光纤(SIF)突变（突变（Step Index Fiber，SIF）型光纤的纤芯折射率高于包层折射率，使得输入）型光纤的纤芯折射率高于包层折射率，使得输入的光能在纤芯至包层的交界面上不断产生全反射而前进。的光能在纤芯至包层的交界面上不断产生全反射而前进。（2）渐变型光纤（）渐变型光纤（GIF）渐变型光纤的包层折射率分布与阶跃光纤一样，是均匀的。在渐变型光渐变型光纤的包层折射率分布与阶跃光纤一样，是均匀的。在渐变型光纤中，纤芯折射率中心最大，沿纤芯半径方向逐渐减小。纤中，纤芯折射率中心最大，沿纤芯半径方向逐渐减小。2022/9/1730第30页，共56页，编辑于2022年，星期一

29、 2 2按光在光纤中的传输模式分类按光在光纤中的传输模式分类 按光纤中信号的传输模式，可分为多模光纤按光纤中信号的传输模式，可分为多模光纤(Multi Mode Fiber，MMF)和单模光和单模光纤（纤（Single Mode Fiber，SMF）两类。）两类。“模式模式”其实就是光线的入射角。简单地说，在光纤的受光角内，以某一角度射入光纤其实就是光线的入射角。简单地说，在光纤的受光角内，以某一角度射入光纤端面，并能在光纤的纤芯至包层交界面上产生全反射的传播光线，就可称之为光的一个端面，并能在光纤的纤芯至包层交界面上产生全反射的传播光线，就可称之为光的一个传输模式。传输模式。只允许传输一个基

30、模的光纤就称为单模光纤。单模光纤纤芯很细，芯径一只允许传输一个基模的光纤就称为单模光纤。单模光纤纤芯很细，芯径一般为般为810m，单模光纤对光源的谱宽和稳定性有较高的要求，即谱宽要，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。窄，稳定性要好。多模光纤相对单模光纤直径要大得多，纤芯的外径是多模光纤相对单模光纤直径要大得多，纤芯的外径是50或或62.5m，可传输，可传输多种模式的光。多种模式的光。2022/9/1731第31页，共56页，编辑于2022年，星期一 显然，单模光纤只能传输一个模式，多模光纤则能承载成百上千个模式。目前显然，单模光纤只能传输一个模式，多模光纤则能承

31、载成百上千个模式。目前光纤通信中实际应用较多的三种光纤，如图光纤通信中实际应用较多的三种光纤，如图2.16所示：所示：图 2.16 不同传输模式的光纤2022/9/1732第32页，共56页，编辑于2022年，星期一2.3.3 光纤的传输性能 1.光源与光纤的耦合光源与光纤的耦合 2.光纤的数值孔径光纤的数值孔径 3.光纤的损耗光纤的损耗 4.光纤的模式带宽光纤的模式带宽 5.光纤的色散光纤的色散 6.截止波长截止波长 7.光纤的主要性能光纤的主要性能2022/9/1733第33页，共56页，编辑于2022年，星期一表 2.7 常用光纤主要性能光纤类型光纤类型纤芯直径纤芯直径(m)材材 料料

32、传输损耗传输损耗(dB/km)模式带宽模式带宽(GHz/km)850nm 1300nm 1550nm单模光纤单模光纤 110纤芯：以纤芯：以SiO2为主的玻璃为主的玻璃包层：以包层：以SiO2为主的玻璃为主的玻璃20.380.250100多多模模光光纤纤突突变变型型5060（200）纤芯：以纤芯：以SiO2为主的玻璃为主的玻璃包层：以包层：以SiO2为主的玻璃为主的玻璃2.50.50.20.0050.02纤芯：以纤芯：以SiO2为主的玻璃为主的玻璃包层；塑料包层；塑料3高高高高纤芯：多组分玻璃包层：纤芯：多组分玻璃包层：多组分玻璃多组分玻璃3.5高高高高渐渐变变型型5060纤芯：以纤芯：以Si

33、O2为主的玻璃为主的玻璃包层：以包层：以SiO2为主的玻璃为主的玻璃2.50.50.21纤芯：多组分玻璃包层：纤芯：多组分玻璃包层：多组分玻璃多组分玻璃3.5高高高高42022/9/1734第34页，共56页，编辑于2022年，星期一2.3.4 光纤的标准1.1.单模光纤标准单模光纤标准单模光纤的国际标准有单模光纤的国际标准有ITU-T建议和建议和IEC建议。我国的国标建议。我国的国标GB/T 9771.1GB/T 9771.5-2000通信用单模光纤系列通信用单模光纤系列标准共有五个部分，每一部分在主要技标准共有五个部分，每一部分在主要技术内容上都参照了国际标准的规定，某些特性要求也参照了国

34、际上同类产品术内容上都参照了国际标准的规定，某些特性要求也参照了国际上同类产品的先进技术指标。它们的规定是协调一致的。的先进技术指标。它们的规定是协调一致的。光纤名称光纤名称 ITU-T IEC国标国标非色散位移光纤非色散位移光纤G.652A、G.652BB1.1B1.1波长段扩展的非色散位移光纤波长段扩展的非色散位移光纤（低水峰光纤）（低水峰光纤）G.652CB1.3B1.3色散位移光纤（色散位移光纤（DSF）G.653B2B2截止波长位移光纤截止波长位移光纤 G.654B1.2B1.2非零色散位移光纤（非零色散位移光纤（NZDSF）G.655A、G.655BB4B4表 2.8 ITU-T及

35、 IEC及国标光纤类别型号对照2022/9/1735第35页，共56页，编辑于2022年，星期一 2.2.多模光纤标准多模光纤标准多模光纤类别按多模光纤类别按ITU-T只有只有G.651；按；按IEC分为分为A1、A2、A3、A4类多模光纤，类多模光纤，A1、A2、A3、A4类又分别分为类又分别分为a、b、c、d等；我国光纤型号命名等效采用等；我国光纤型号命名等效采用了了IEC规定。规定。光纤名称光纤名称 ITU-TIEC国标国标50/125m渐变型多模光纤渐变型多模光纤G.651A1aA1a62.5/125m渐变型多模光纤渐变型多模光纤A1bA1b100/140m渐变型多模光纤渐变型多模光纤

36、A1dA1d光纤光纤 满溢发射带宽满溢发射带宽/MHz激光带宽激光带宽/MHz类型类型850nm1300nm850nm1300nmOM1200500OM2500500OM315005002000表 2.9 3种常用的渐变型多模光纤的型号对照表 2.10 ISO对多模光纤的分类2022/9/1736第36页，共56页，编辑于2022年，星期一2.3.5 光缆及其性能1 1光缆的结构光缆的结构图 2.17 光缆的构成示意图2022/9/1737第37页，共56页，编辑于2022年，星期一（1）缆芯 缆芯通常由涂覆光纤、缓冲器和加强件等部分组成。缆芯通常由涂覆光纤、缓冲器和加强件等部分组成。涂覆光纤

37、是光缆的核心，决定着光缆的传输特性；缓冲器，即放置涂覆光纤的塑涂覆光纤是光缆的核心，决定着光缆的传输特性；缓冲器，即放置涂覆光纤的塑料缓冲保护层；光缆通常包含一个或几个加强件。加强件的功能是为了在牵引时，料缓冲保护层；光缆通常包含一个或几个加强件。加强件的功能是为了在牵引时，使光缆有一定的抗拉强度，释放光纤承受的机械压力。使光缆有一定的抗拉强度，释放光纤承受的机械压力。（2）护套 光缆的最外层是光缆的护套光缆的最外层是光缆的护套(Sheath)，它是非金属元件，其作用是将光缆的部件加，它是非金属元件，其作用是将光缆的部件加固在一起，保护光纤和其它的光缆部件免受损害。固在一起，保护光纤和其它的光

38、缆部件免受损害。2022/9/1738第38页，共56页，编辑于2022年，星期一 2光缆特性 （1）拉力特性 （2）压力特性 （3）弯曲特性 （4）温度特性2022/9/1739第39页，共56页，编辑于2022年，星期一 3 3光纤及光缆的标识光纤及光缆的标识 如采用全色谱标识的如采用全色谱标识的12芯光缆，这芯光缆，这12根光纤的颜色排列如表根光纤的颜色排列如表2.11所示。所示。序号序号123456789101112色谱色谱 蓝蓝橙橙绿绿棕棕灰灰白白红红黑黑黄黄紫紫 粉红粉红青绿青绿表 2.11 光纤颜色的排列顺序光缆型号及规格标注形式如图2.16所示。图 2.18光缆型号及规格标注形

39、式2022/9/1740第40页，共56页，编辑于2022年，星期一光缆型号中常见代号见表2.12所列。分类代号分类代号 加强件类型加强件类型 结构特征结构特征 光缆护套光缆护套 光缆外护层光缆外护层代号代号含义含义代号代号含义含义代号代号含义含义代号代号含义含义代号代号含义含义GY室（野）室（野）外光缆外光缆金属金属T填充式光填充式光缆缆Y聚乙烯聚乙烯23绕包钢带绕包钢带铠装聚乙铠装聚乙烯烯GR软光缆软光缆F非金属非金属非填充式非填充式光缆光缆V聚氯乙烯聚氯乙烯22烧包钢带烧包钢带铠装聚氯铠装聚氯乙烯乙烯GJ室（局）室（局）内用光缆内用光缆G金属重金属重型型Z自承式结自承式结构构U聚氨乙烯聚

40、氨乙烯53纵包钢带纵包钢带铠装聚氯铠装聚氯乙烯乙烯GS设备内光设备内光缆缆H非金属非金属重型重型B扁平形状扁平形状A铝塑综合铝塑综合52绕包钢带绕包钢带铠装聚乙铠装聚乙烯烯GH海底光缆海底光缆S钢塑综合钢塑综合33细圆钢丝细圆钢丝铠装聚乙铠装聚乙烯烯表 2.12 通信用光缆型号中的常用标注符号2022/9/1741第41页，共56页，编辑于2022年，星期一 4 4光缆的选用光缆的选用（1）选择光纤类型、纤芯数 光缆中的光纤类型的选择与网络的传输速率、容量和距离密切相关。在确定选用纤芯光缆中的光纤类型的选择与网络的传输速率、容量和距离密切相关。在确定选用纤芯数量时，不仅要满足当前需要，也要提前

41、估算未来网络的需求。数量时，不仅要满足当前需要，也要提前估算未来网络的需求。传输距离在传输距离在2km以内时，可选用多模光纤；超过以内时，可选用多模光纤；超过2km时，可用中继或单模光时，可用中继或单模光纤。纤。（2）选择光缆结构 正确选择光缆的结构，即在满足性能要求下，光缆结构越简单越好；所选择的光正确选择光缆的结构，即在满足性能要求下，光缆结构越简单越好；所选择的光缆要便于施工安装。缆要便于施工安装。（3）选择新材料 注意光缆制造采用的新材料。新材料（如干式阻水材料、纳米材料、阻燃材料等）注意光缆制造采用的新材料。新材料（如干式阻水材料、纳米材料、阻燃材料等）既能促进光缆结构的改进，又可赋

42、予光缆特殊性能，扩大光缆的应用领域。既能促进光缆结构的改进，又可赋予光缆特殊性能，扩大光缆的应用领域。2022/9/1742第42页，共56页，编辑于2022年，星期一 5 5光缆的优缺点光缆的优缺点 （1 1）光缆的优点）光缆的优点 噪声抑制性好，不受电磁场和电磁辐射的影响。噪声抑制性好，不受电磁场和电磁辐射的影响。信号衰减小信号衰减小 带宽高带宽高 （2 2）光缆的缺点）光缆的缺点 费用高费用高 安装安装/维护难。维护难。脆弱性脆弱性 2022/9/1743第43页，共56页，编辑于2022年，星期一2.3.6 常用光缆简介 1 1按光缆结构划分按光缆结构划分 （1）中心束管式 中心束管式

43、结构光缆把一次被覆光纤或光纤束置于光缆中心，放入中心束管式结构光缆把一次被覆光纤或光纤束置于光缆中心，放入1 1根松套管中，根松套管中，加强件配置在套管周围而构成。加强件配置在套管周围而构成。（2）层绞式光缆 层绞式是把松套光纤绕在中心加强件周围绞合而构成的。层绞式是把松套光纤绕在中心加强件周围绞合而构成的。图 2.19 中心束管式光缆2022/9/1744第44页，共56页，编辑于2022年，星期一 （3）带状光缆 带状式是指把带状光纤单元放入大套管内，形成中心束管式结构；也可以把带状光带状式是指把带状光纤单元放入大套管内，形成中心束管式结构；也可以把带状光纤单元放入骨架凹槽内或松套管内，形

44、成骨架式或层绞式结构。纤单元放入骨架凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构。（4）骨架式光缆 骨架式光缆是把紧套光纤或一次被覆光纤放入中心加强件周围的螺旋形塑料骨架凹槽内骨架式光缆是把紧套光纤或一次被覆光纤放入中心加强件周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成的。而构成的。图 2.20层绞式直埋光缆2022/9/1745第45页，共56页，编辑于2022年，星期一2按光缆应用环境划分(1)室内型光缆(2)室外型光缆 图 2.21 室内型光缆图2.22 室外型光缆2022/9/1746第46页，共56页，编辑于2022年，星期一3 3按光缆敷设方式按光缆敷设方式 (1)室内光缆 室内光缆（执行室内光缆

45、（执行YD/T1258.11258.3-2003标准）用于干线子系统、配线子系统和光纤跳标准）用于干线子系统、配线子系统和光纤跳线。线。(2)直埋光缆 这种光缆外部有钢带或钢丝的铠装，光缆的缆芯主要有松套管层绞式铠装光缆和中这种光缆外部有钢带或钢丝的铠装，光缆的缆芯主要有松套管层绞式铠装光缆和中心束管式铠装光缆两类。可直接埋设在地下心束管式铠装光缆两类。可直接埋设在地下0.81.2m之间，要求有抵抗外界机械之间，要求有抵抗外界机械损伤和防止土壤腐蚀的性能。损伤和防止土壤腐蚀的性能。(3)管道光缆 管道光缆一般敷设在城市市区内。当管道敷设条件比较好时，对光缆护层没有特殊要管道光缆一般敷设在城市市

46、区内。当管道敷设条件比较好时，对光缆护层没有特殊要求，无需铠装。求，无需铠装。(4)架空光缆 架空光缆是利用已有的架空明线杆路，架挂在电杆上使用的光缆。架空光缆是利用已有的架空明线杆路，架挂在电杆上使用的光缆。(5)水底光缆 这种光缆是敷设于水底穿越河流、湖泊和滩岸等处的光缆，其敷设环境比管道敷设、直这种光缆是敷设于水底穿越河流、湖泊和滩岸等处的光缆，其敷设环境比管道敷设、直埋光缆的条件要差很多。埋光缆的条件要差很多。2022/9/1747第47页，共56页，编辑于2022年，星期一2.3.7 光纤到户用的新光缆 1 1FTTHFTTH光缆特点光缆特点 纤芯数由多到少，越接近用户端纤芯数应越少

47、；纤芯数由多到少，越接近用户端纤芯数应越少；为降低城市管理工程造价，用小管或微管将现有的大管分隔成若为降低城市管理工程造价，用小管或微管将现有的大管分隔成若干子管或安装新的小管，无金属小尺寸光缆被安装在大管道中的若干子管或安装新的小管，无金属小尺寸光缆被安装在大管道中的若干子管内；干子管内；接续和维护成本低，光纤识别容易；在光缆终端和线路中途上下接续和维护成本低，光纤识别容易；在光缆终端和线路中途上下接入方便；接入方便；在大楼前或没有保护的室内安装时，光缆应该具有好的机械弯曲性能；在大楼前或没有保护的室内安装时，光缆应该具有好的机械弯曲性能；室内安装时，光缆应该具有阻燃性能；室内安装时，光缆应

48、该具有阻燃性能；在温度变化和老化时不会因光缆收缩而产生光纤微弯，具有长期的可靠性；在温度变化和老化时不会因光缆收缩而产生光纤微弯，具有长期的可靠性；除用于架空方式之外，还要适应其它敷设方式。除用于架空方式之外，还要适应其它敷设方式。2022/9/1748第48页，共56页，编辑于2022年，星期一2 2FTTHFTTH光缆类型光缆类型 光缆分为光缆分为馈线光缆馈线光缆、配线光缆配线光缆和和入户线光缆入户线光缆。所谓所谓馈线光缆馈线光缆是指局端设备是指局端设备OLT至光分配点至光分配点ODN之间的光缆。之间的光缆。配线光缆配线光缆是指由光分配点到用户接入点之间的光缆。是指由光分配点到用户接入点之

49、间的光缆。用户光缆用户光缆所指的是用户接入点至用户终端的光缆。所指的是用户接入点至用户终端的光缆。若按照若按照FTTH光缆在不同网络层次中的具体分布，可以将光缆在不同网络层次中的具体分布，可以将FTTH光缆分为光缆分为 骨干环网光缆骨干环网光缆、本地环网接入光缆本地环网接入光缆和和室外接入光缆室外接入光缆。（1）骨干环网光缆 表表 2.13 管道和小管的尺寸管道和小管的尺寸 管道最小内径管道最小内径/mm/mm小管小管类类型型40407 7个直径个直径为为8mm/lOmm8mm/lOmm小管小管+聚乙聚乙烯护烯护套套48485 5个直径个直径为为12mm/15mm12mm/15mm小管，无聚乙

50、小管，无聚乙烯护烯护套套54545 5个直径个直径为为12mm/15mm12mm/15mm小管小管+聚乙聚乙烯护烯护套套2022/9/1749第49页，共56页，编辑于2022年，星期一（2）本地环网接入光缆（a）SZ绞缆芯 （b）加强件嵌入光缆外护套中间 图 2.23 本地环网接入光缆结构 表 2.14 四种新接入光缆的直径、标准安装长度和小管的内径 光光纤纤数数光光缆缆直径直径/mm/mm光光缆质缆质量量/kg/kgkmkm-1-1管道最小内径管道最小内径/mm/mm安装安装长长度度/m/m24244 411115.55.5约约15501550（水漂浮），（水漂浮），20002000（气吹