必认识光纤基本知识详解，一文处理你所有的光纤疑问！

 

光纤的构造

通讯用光纤是由于经过内部全反射来传输光信号的玻璃形成的。玻璃光纤的标准直径为125微米（0.125毫米），表面覆盖有直径250微米或900微米的树脂守护涂敷层。玻璃光纤的传送光的中心部分叫作为“纤芯”，其周边的包层的折射率比纤芯低，从而限制了光的流失。

石英玻璃非常脆弱，因此呢覆有守护涂层。一般有三种典型的光纤涂敷层。

一次涂敷光纤

覆有直径为0.25毫米紫外线固化丙烯酸树脂涂敷层的光纤。其直径非常小，增多了光缆内可容纳光纤的密度，运用非常广泛。

二次涂敷光纤

也叫作为紧包缓冲层光纤或半紧包缓冲层光纤。光纤表面覆有直径为0.9毫米的热塑性树脂。与0.25毫米的光纤相比，其拥有更坚固，易操作的优点。广泛应用于局域网布线及光纤数量较少的光缆。

带状光纤

带状光纤加强了连接器组装的效率，有利于多芯融接，从而加强了作业效率。

带状光纤由4根、8根或12根区别颜色的光纤构成,芯纤数最大达到1,000根。光纤表层覆有紫外线固化丙烯酸脂材料，运用标准光纤剥套钳便可容易去除涂敷层，方便多芯融接或取出单个光纤。运用多芯融接机，带状光纤可一次性融接，在光纤数量多的光缆中能轻易识别出来。

光纤种类

以下是对最常用的通信光纤种类的描述。

MMF（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（色散非位移单模光纤）

- G.653（色散位移光纤）

- G.654（截止波长位移光纤）

- 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（耐弯光纤）

只要光预算准许，技术上来讲,任何合适的光纤都可应用于FTTx技术，但FTTx技术最常用的光纤为G.652和G.657。

G.651（多模光纤）

G.651重点应用于局域网，不适用于长距离传输，但在300至500米的范围内，G.651是成本较低的多模传输光纤。

ITU-T G.651光纤即OM2/OM3光纤或多模光纤（50/125）。ITU-T举荐光纤中并无OM1光纤或多模光（62.5/125）。

多模光纤（50/125）纤芯的反射率从中心到包层逐渐改变，使得多路光传输能够在同一速度下进行。

G.652光纤（色散非位移单模光纤）

世界上最广泛的单模光纤。能够将波长在1,310nm上下的使信号变形的色散降至最低。您可将1550nm波长的工作窗口用于短距离传输或与色散赔偿光纤或与模块一起运用。

G.652A/B是基本的单模光纤，G.652C/D是低水峰单模光纤

G.653（色散位移光纤）

此光纤可将在1,550nm波长上下的色散降至最低，从而使光损失降至最低。

G.654（截止波长位移光纤）

G.654的正式名叫作为截止波长位移光纤，但普通叫作为低衰减光纤。低衰减的特性使得G.654光纤重点应用于海底或地面长距离传输，例如400千米无转发器的线路。

G.655（非零色散位移光纤）

G.653光纤在1,550nm波长时色散为零，而G.655光纤则拥有集中的或正或负的色散，这般就减少了DWDM系统中与相邻波长相互干扰的非线性现象的不良影响。

第1代非零色散位移光纤，如PureMetro®光纤拥有每千米色散等于或小于5ps/nm的优点，从而使色散赔偿更为简便。第二代非零色散位移光纤，如PureGuide® 色散达到每千米10ps/nm上下，使DWDM系统的容量加强了一倍。

G.656光纤（低斜率非零色散位移光纤）

非零色散位移光纤的一种，针对色散的速度有严格的需求，保证了DWDM系统中更大波长范围内的传输性能。

G.657（耐弯光纤）

ITU-T光纤系列中的最新成员。按照FTTx技术的需要及组装应用而生的新制品。

G.657A光纤与G.652光纤兼容，G.657B光纤无需与传统单模光纤在连接上兼容。

光纤接线技术的归类

光纤接线技术能够分为融接、机械绞接及连接器接线。融接和机械绞接为永久性接线，连接器接线则能够反复拆装。光连接器接线重点用于在光服务的运用和守护中必须切换的接线点，其他场所重点运用永久性接线。

光纤接线中显现损耗的原理

光纤接线必须使光经过的纤芯部分对置，正确定位。

光纤的接线损耗重点由下列原由导致。

（1）轴偏移 

连接光纤之间的光轴偏移会导致接线损耗。在通用的单模光纤的状况下，接线损耗大约为轴偏移量的平方乘以0.2的值。（例如，在光源波长为1310nm的状况下，轴偏移量为1μm时，接线损耗约为0.2dB）

（2）方向偏移 

连接光纤的光轴之间的方向偏移会导致接线损耗。例如，倘若融接之前用光纤切割刀切断的断面方向变大，光纤会以倾斜状态接线，因此呢必须重视。

（3）缝隙 

光纤端面之间的缝隙会导致接线损耗。例如，倘若用机械绞接连接的光纤端面无正确贴合，就会导致接线损耗。

（4）反射 

光纤端面存在空隙时，因为光纤和空气的折射率区别，会因最大0.6dB程度的反射而导致接线损耗。并且，为了防止断光，在光连接器上清洁光纤端面很重要。然则在光纤端面以外的光连接器端面夹有垃圾亦会显现损耗，因此呢，清洁所有的光连接器端面很重要。

融接的种类和原理

融接是利用电极棒之间放电产生的热能使光纤融化为一体的接线技术。融接方式分为以下两类。

（1）光纤芯调芯方式 

这是在显微镜下观察光纤的芯线，经过图像处理进行定位，使芯线的中心轴一致，而后进行放电的融接方式。采用配置双向观察摄影机的融接机从两个方向进行定位。

（2）固定V型槽调芯方式 

这是采用高精度V型槽摆列光纤，利用融化光纤时的表面张力所产生的调芯效果进行外径调芯的融接方式。近期，因为制造技术的发展使光纤芯位置等的尺寸精度得到加强，因此呢，能够实现低损耗接线。本方式重点用于多芯一次性接线。

融接作业的重视事项

这是采用高精度V型槽摆列光纤，利用融化光纤时的表面张力所产生的调芯效果进行外径调芯的融接方式。近期，因为制造技术的发展使光纤芯位置等的尺寸精度得到加强，因此呢，能够实现低损耗接线。本方式重点用于多芯一次性接线。

①插进光纤守护套管 

光纤守护套管用于守护在接线点露出的光纤。因为守护套管没法补插，因此呢请不要忘记插进。

②去除芯线涂敷层 

由于要使光纤的玻璃部分露出，因此采用剥套钳去除涂敷层。

（注）因为去除涂敷层之后会在剥套钳上残留涂敷层废屑，因此呢，请去除涂敷层废屑并清洁刀刃。

（注）去除带状芯线的涂敷层时，运用加热式剥套钳。为了稳妥地进行去除作业，请将涂敷层加热5秒上下，而后再去除涂敷层。

③清洁光纤 

去除涂敷后，用乙醇清洁玻璃部分。

（注）倘若残留涂敷层废屑，融接时可能会显现轴偏移，接线损耗会增大，因此呢请仔细清扫。

（注）在多芯光纤的状况下，光纤前端之间会因酒精而粘在一块，有可能会在裁断光纤时导致裁断不良，因此呢，请用手指将光纤前端弹开。

④切断光纤

根据裁断光纤的操作过程进行裁断。

（注）裁断将决定融接时的损耗特性。为了降低裁断不良，请重视清洁光纤切割刀的光纤拿持部和裁断刀刃。

（注）请重视不要碰撞或触摸裁断后的光纤前端。否则会导致接线不良。

（注）请重视不要让光纤废屑到处乱洒。

⑤融接

根据融接机的操作过程进行融接作业。

（注）倘若在融接机的V型槽和夹具上有垃圾，会因轴偏移而导致损耗反常，因此呢请充分清扫。

（注）倘若具备接线前双向观察检测功能，便能够在接线前探测裁断状态的反常。

（注）光纤呈弯曲状态时，用手指轻轻捋直，使光纤朝下弯曲安置。

⑥融接部补强 

在光纤融接部套上光纤守护套管，在加热机上进行芯线补强。

（注）移动芯线时，请重视避免使光纤弯曲或扭曲。否则会导致光缆破损断裂。

（注）设置光纤守护套管时，请使光纤守护套管的中心与接线部的中心基本保持一致。

（注）进行芯线补强时，请务必避免玻璃部分弯曲安置。

光纤的相关规定

● 光纤芯直径 

适用于多模光纤的技术参数。暗示最接近光纤芯范围的外围圆的直径。由于该值越小越能够实现宽带化，因此日前光纤芯直径通常为50µm。

● 模场直径 (MFD)

适用于单模光纤的技术参数。暗示传输模式的电场分布范围 (光通道) 的直径。光一般经过光纤芯范围，然则在单模光纤的状况下，光亦会泄密到包层范围，因此呢，不按光纤芯直径而按MFD规定。为此，MFD比光纤芯直径要大一 些。该值越小对校准精度的需求越高。另外，连接的光纤之间的MFD的差越大接线损耗就越大。

● 包层直径

最接近包层表面的圆的直径。连接的光纤之间的包层直径的差越大接线损耗就越大。

● 光缆截止波长

适用于单模光纤的技术参数。倘若以少于该值的波长运用，则不为单模。该值由折射率分布和光纤芯的尺寸等光纤的构造来决定。

● 屏蔽等级

屏蔽指的是为了去除玻璃的缺陷等、加强结构的靠谱性而给予全部光纤必定的伸长率，预先使低强度部分断裂的办法。屏蔽等级暗示该伸长率的值。该值越大光纤的靠谱性就越高。

● 传输损耗

暗示光纤传输光时两点之间的光功率的减少值，以下面的算式暗示。 

α=-(10/L) log (P2/P1)

L:光缆长度

P:入射光的功率

P2:出射光的功率

该值越大，光功率的减少就越大，因此呢，传输距离就越短。

● 传输频带

适用于多模光纤的技术参数。暗示基带传输函数的体积减少到某个规定值 (6dB) 的频率。亦便是说，它是暗示到哪个频率为止能够使信号在不失真的状态下传输的值。该值越大就越能够以高频率、大容量传输。

● 零色散波长

适用于单模光纤的技术参数。暗示波长色散为零的波长。倘若以波长色散的绝对值很强的波长传输，色散会变大，光脉冲的失真亦会变大。将零色散波长设计在1310nm周边的光纤为通用SM。设计在1550nm周边的光纤为色散位移光纤 (DSF）。

● 零色散斜率

适用于单模光纤的技术参数。暗示零色散波长的色散倾斜度。倘若零色散斜率很强，通常状况下各样波长的色散绝对值亦会变大。

光缆部分的相关规定

● 最大准许张力

铺设光缆时能够施加的最大张力。然则并不是铺设后亦能够始终施加该张力，因此呢必须加以重视。

● 最小准许弯曲半径

光缆能够弯曲的最小半径。在铺设中和铺设后，最小弯曲半径会区别。通常情况下的标准是：最小准许弯曲半径在铺设中为光纤半径的20倍，在铺设后为光纤半径的10倍。

● 适用温度范围

可铺设光纤的温度环境。通常状况下的标准是：倘若在室外运用，适用温度范围为－20~＋60℃，倘若在室内运用，适用温度范围为－10~＋40℃。

● 防水特性率

通常状况下，对在地下铺设的光缆需求其具备防水特性。实验办法有各样各样，本机构在常温下连续24小时进行以下实验时，通常以光缆内不会有3m程度以上程度的进水为标准，这个标准按照光缆的构造有所区别。

光连接器的相关规定

● 接线损耗

是连接光纤与光纤时，光从一方的光纤进入另一方的光纤时显现的损耗，用以下算式暗示。

α=-10log (P2/P1) [dB] 

P1:紧挨着接线部位前部的光功率

P2:在接线部位反射的光功率

该值越大，反射的光功率就越小，因此呢，噪声就越小。

● 反射损耗

是以数字暗示的到光连接器的入射光功率与在接线面反射的光功率的比值，用以下算式暗示。

α=-10log (P3/P1) [dB〕

P1:紧挨着接线部位前部的光功率

P3:在接线部位反射的光功率

该值越大，反射的光功率就越小，因此呢，噪声就越小。

● 插芯的研磨办法

插芯的研磨办法，连接器的接线特性有所区别。 

光终接/接线箱、接头盒的相关规定

● 防尘防水特性

光终接/接线箱、接头盒都需求针对通常外界固体加以守护，并针对浸水加以守护 (重点是室外)。守护的归类以 [JIS C 0920] 中规定的IP代码暗示。

● 暗示办法

IP54：防尘形并且针对水的飞沫加以守护。

IP3X：针对直径为2.5mm以上的外界固体加以守护。省 略针对水的守护。

IPX7：省略针对外界固体的守护，守护工作做到即使浸水亦无影响。

● 暗示办法 

按光在光纤中的传输模式可将光纤分为单模光纤和多模光纤两种。

单模光纤(Single-mode Fiber)：通常光纤跳线用黄色暗示，接头和守护套为蓝色；传输距离较长。

多模光纤(Multi-mode Fiber)：通常光纤跳线用橙色暗示，亦有的用灰色暗示，接头和守护套用米色或黑色；传输距离较短。

多模光纤(MMF，Multi Mode Fiber)，纤芯较粗，可传多种模式的光。但其模间色散很强，且随传输距离的增多模间色散状况会逐步加重。多模光纤的传输距离还与其传输速率、芯径、模式带宽相关。

单模光纤(SMF，Single Mode Fiber)，纤芯较细，只能传一种模式的光。因此呢，其模间色散很小，适用于远程通讯。

光纤直径

光纤直径通常采用纤芯直径/包层直径的暗示办法，单位μm。例如：9/125μm暗示光纤中心纤芯直径为9μm，光纤包层直径为125μm。

光纤运用重视：

光纤跳线两端的光模块的收发波长必须一致，亦便是说光纤的两端必须是相同波长的光模块，简单的区分办法是光模块的颜色要一致。R>通常的状况下，短波光模块运用多模光纤（橙色 的光纤），长波光模块运用单模光纤（黄色光纤），以保证数据传输的准确性。

光纤在运用中不要过度弯曲和绕环，这般会增多光在传输过程的衰减。

光纤跳线运用后必定要用守护套将光纤接头守护起来，灰尘和油污会损害光纤的耦合。

光纤连接器按传输媒介的区别可分为平常的硅基光纤的单模、多模连接器，还有其它如以塑胶等为传输媒介的光纤连接器；按连接头结构形式可分为：FC、SC、 ST、LC、D4、DIN、MU、MT等等各样形式。其中，ST连接器一般用于布线设备端，如光纤配线架、光纤模块等；而SC和MT连接器一般用于网络设备端。按光纤端面形状分有FC、PC（包含SPC或UPC）和APC；按光纤芯数划分还有单芯和多芯（如MT-RJ）之分。

FC 圆型带螺纹(配线架上用的最多)

ST 卡接式圆型 

SC 卡接式方型(路由器交换机上用的最多) 

MT-RJ 方型,一头双纤收发一体

PC 微球面研磨抛光 

APC 呈8度角并做微球面研磨抛光 

( PC, APC为对接端面的类型）

运用的光纤: 

单模: L ,波长1310 单模长距LH 波长1310,1550 

多模:SM 波长850 

SX/LH暗示能够使用单模或多模光纤

在暗示尾纤接头的标注中，咱们常能见到“FC/PC”，“SC/PC”等，其含义如下 

“/”前面部分暗示尾纤的连接器型号 

“SC”接头是标准方型接头，采用工程塑料，拥有耐高温，不易氧化优点。传输设备侧光接口通常用SC接头 , “LC”接头与SC接头形状类似，较SC接头小有些. “FC”接头是金属接头，通常在光纤配线架(ODF)侧采用，金属接头的可插拔次数比塑料要多。

下面是参考示意图：

上图中为光连接器，平常的是FC（俗叫作圆头）、SC（俗叫作方头）和LC。

FC型又分为FC/FC和FC/PC(APC)型，前一个FC 是Ferrule Connector 的缩写，显示其外边加强件是采用金属套，紧固方式为螺丝扣；后面的FC 显示接头的对接方式为平面对接，PC 是Physical Connection 的缩写，显示其对接端面是理学接触，即端面呈凸面拱型结构，APC和PC类似，但采用了特殊的研磨方式，PC是球面，APC是斜8度球面，指标要比PC好些。日前电信网常用的是FC/PC型，FC/APC多用于有线电视系统。通常写成FC或PC均指的是FC/PC光连接器。

SC型其外壳采用模塑工艺，用铸模玻璃纤维塑料制成，呈矩型；插头套管（亦叫作插针）由精细陶瓷制成，耦合套筒为金属开缝套管结构，其结构尺寸与FC 型相同，端面处理采用PC 或APC 型研磨方式；紧固方式是采用插拔销闩式，不需旋转头。常用于在数据工程中运用。通常SC型均指SC/PC。由日本NTT机构研发的光纤连接器。其外壳呈矩形，所采用的插针与耦合套筒的结构尺寸与FC型完全相同。其中插针的端面多采用PC或APC型研磨方式；紧固方式是采用插拔销闩式，不需旋转。此类连接器价格优惠，插拔操作方便，介入损耗波动小，抗压强度较高，安装密度高。ST和SC接口是光纤连接器的两种类型，针对10Base-F连接来讲，连接器一般是ST类型的，针对100Base-FX来讲，连接器大部分状况下为SC类型的。ST连接器的芯外露，SC连接器的芯在接头里面。

LC光纤连接器采用模块化插孔(RJ)机理制成。其所采用的插针和套桶的尺寸是普通SC，FC等尺寸的一半。LC平常于通信设备的高密度的光接口板上。LC型连接器是著名Bell（贝尔）科研所科研研发出来的，采用操作方便的模块化插孔（RJ）闩锁机理制成。其所采用的插针和套筒的尺寸是普通SC、FC等 所用尺寸的一半，为1.25mm。这般能够加强光纤配线架中光纤连接器的密度。日前，在单模SFF方面，LC类型的连接器实际已然占据了主导地位，在多模 方面的应用亦增长快速。

MT-RJ ( (Mechanical Transfer Registered Jack) 起步于NTT研发的MT连接器，带有与RJ-45型LAN电连接器相同的闩锁公司，经过安装于小型套管两侧的导向销对准光纤，为便于与光收发信机相连，连接器端面光纤为双芯（间隔0.75mm）摆列设计，是重点用于数据传输的下一代高密度光纤连接器。

MU型连接器 MU（Miniature unit Coupling）连接器是以日前运用最多的SC型连接器为基本，由NTT研制研发出来的世界上最小的单芯光纤连接器，。该连接器采用1.25mm直径的套管和自保持公司，其优良在于能实现高密度安装。利用MU的l.25mm直径的套管，NTT已然研发了MU连接器系列。它们有用于光缆连接的插座型连接器 （MU-A系列）；拥有自保持公司的底板连接器（MU-B系列）以及用于连接LD／PD模块与插头的简化插座（MU-SR系列）等。随着光纤网络向更大带 宽更大容量方向的快速发展和DWDM技术的广泛应用，对MU型连接器的需要亦将快速增长。

适配器

上图是各样光连接器与之对应的适配器，亦叫作法兰盘，用在ODF架上，供光纤连接。

该图为FC/PC型光纤跳纤（非正规叫法是双头尾纤），英文名为PATCH CORD即两头带光纤连接器的软光纤，用于设备至ODF架的连接以及ODF架之间的跳接。光跳线颜色为黄色，暗示单模跳纤。

该图为MTRJ-SC型光纤跳纤， 光跳线颜色为橙色，暗示多模跳纤。

另一，还有用于光缆成端的尾纤，英文名为PIGTAIL CORD，一端与光缆熔接，一端固定在ODF上。在生产中，为了便于测试，均生产为跳纤，即两头均有光纤连接器，施工时，从中间剪断，一根跳纤即成为了两根尾纤。

光缆尾纤

特点：

采用高质量的二氧化陶瓷插芯；

光纤外径可选取￠0.9mm.￠2.0mm.￠3.0mm;

有FC、SC、ST等型号供选取；

光纤长度可按用户需求业做；

重点技术指标：

插进损耗：≤0.3db；

回波损耗：PC≥40db,UPC≥50db,APC≥60db;

各项实验插进损耗变化值：

互换性实验：＜0.2db（任意对接）

振动实验：＜0.1db（5-50HZ，1.5mm振幅）

抗拉强度实验：＜0.1db

高温实验：＜0.2db（+85℃，连续100小时后）

低温实验：＜0.2db（-40℃，连续100小时后）

温度循环实验：＜0.2db（-40℃+85℃，循环5次后）

温度实验：＜0.2db（-25℃+65℃，相对湿度93%，100小时后）

耦合器

纤耦合器（Coupler）又叫作歧义器（Splitter），是将光讯号从一条光纤中分至多条光纤中的元件，属於光被动元件行业，在电信网路、有线电视网路、用户回路系统、区域网路中都会应用到，与光纤连接器分列被动元件中运用最大项的。光纤耦合器可分标准耦合器（双分支，单位1×2，也即将光讯号分成两个功率）、星状／树状耦合器、以及波长多工器（WDM，若波长属高密度分出，即波长间距窄，则属於DWDM），制作方式则有烧结（Fuse）、微光学式（Micro Optics）、光波导式（Wave Guide）三种，而以烧结式办法生产占都数（大概90％）。非常多人把适配器当作耦合器是错误的。

END

本篇完

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