范文一:睡前科学故事 光缆的工作原理是什么?
各位小朋友大朋友大家好,我们又见面啦!今天我们要讲一讲光缆是怎么把世界上的信息搬运到你家的。
当你在看小猫视频的时候,你有没有想过,小猫是怎么“钻到”你的电脑里的呢?
对了,小猫就是通过铺设在你家的光缆,来到你的电脑里的。
传输信号的光缆示意图 图片来源:gizmodo
光缆,简单地说就是一种能够以光作为载体传递信号的缆线。就像电话线一样,它里面嗖嗖地传输着数据,它可以把大洋彼岸的信息搬运到你的电脑和手机里。
25年全球海底光缆发展变迁 图片来源:华盛顿邮报
古时候,人们既没有光缆,也没有互联网。如果古人想给家人传输信息,他们可能就得靠飞鸽传书了。
想象一下,如果你给爸爸妈妈发微信的时候是靠鸽子来传递信息,那么发出一个消息后,你得等上几十分钟甚至好几个小时才会收到回复。如果贪吃的鸽子开个小差,或者迷路的话,爸爸妈妈可要着急了。
图片来源:tumblr
但是光却不一样。你知道吗?爱因斯坦爷爷告诉我们,光速是宇宙中最快的速度。如果能用光来传输信息的话,我们就可以在1秒内,把信息传导到几千公里以外的地方去。
科学家们早在20世纪50年代的时候就产生了这个想法。他们用纯度很高的玻璃制造出了光缆中传递光的纤维——光纤。
整个光缆大概只有几厘米厚。光缆的里面是许多根头发一样细的玻璃丝——光纤,它的直径大概只有千万分之一米。再往外是一层又一层的保护层。
正在传输信号的光缆示意图 图片来源:generalcable
玻璃丝光纤就是传导光的介质。光在里面通畅地传播。保护层不但可以把光牢牢地锁在光纤里,还可以防止光纤受到外部的破坏。因为许多时候,连接我们和全世界的光缆的一部分是被铺设在海底的,所以光缆的保护层不但要防止海水的腐蚀,还要抵抗小鱼小虾还有人类的破坏!
普通光纤中,光的传播速度接近光速的69%,大约是每秒21万千米(光速在真空中的速度大约是每秒30万千米)。如果北极熊用光缆向南极的企鹅发送“你好,企鹅,我是北极熊”的消息,大概0.1秒之后,企鹅就能收到北极熊的信息。有了光缆以后,我们可以在世界的两端以接近光的速度互相发射数据,享受着无与伦比的上网速度。
光纤的包层可以让光被“锁”在光纤中 图片来源:thefoa
当你点击一个小猫视频时,激光就会载着小猫视频的数据,通过几百万次的反射和折射,嗖一下就来到了你的电脑中。
这些小咪就是通过光缆来到你的电脑里的 图片来源:neatorama
那么,在光缆里蹦蹦跳跳的光是怎样被转变成你看到的图像的呢?
我们用灯塔来打比方吧。树立在海岸上的灯塔为来往的船只导航,告诉它们海岸在哪里,现在天气怎么样。灯塔就是用一明一暗的方式来发信号的。
图片来源:dribble
和灯塔信号类似,光缆中的光也可以用类似的方式打出信号。在光缆中,光可以打出的信号只有2种:开着-1或者关着-0。光就像可靠的信使,一闪一闪、蹦蹦跳跳地携带者大量由0和1构成的信息,越过大洋,来到了你的电脑里,变成了爸爸妈妈的信息,变成了咪咪叫的小猫视频,变成了互联网中的大千世界。
最后我要留一个问题,到底是光缆先被发明,还是互联网先被发明呢?聪明的小朋友快开动脑筋,和爸爸妈妈一起寻找这个问题的答案吧。
找到答案的小朋友可以给我们留言。实在找不到也没关系,下一期我们会给出这个问题的答案。
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范文二:光缆监测系统的原理及实现
光缆监测系统的原理及实现
摘要: 随着光缆技术的兴起和其使用技术的不断成熟,作为一种优秀的通信介质其在很多领域的通信系统中都有着十分广泛的使用。为了确保光缆的安全稳定的工作光缆监测系统应运而生。本文介绍了光缆监测系统的相关功能模块,并对光缆监测系统使用中的一些问题进行了相应的探讨。
关键词: 光缆;监测;原理
随着通信技术的兴起和不断的发展,大量的通信设备在通信网络中广泛的使用,这些设备的制式种类纷繁芜杂,给管理工作带来了极大的困难。在这些设备中,光缆作为一种优秀的通信信号传输通道具有其它介质所无法比拟的优点,如信息容量达、传输密度高、安全性高等,这使得光缆在通信领域得到十分广泛的使用,在通信网络中扮演着十分重要的作用,是当之无愧的通信网络的大动脉。这使得光缆的安全性和稳定性十分的重要,一旦光缆出现故障将会导致十分严重的后果。光缆的使用已经有了很长的一段时间,随着时间的延长很多早年铺设的光缆开始老化,发生故障的概率不断的增加。出现故障的时候采用传统的维修方式很难及时的定位故障的位置,维修周期十分的长,造成通信网络长时间无法恢复。在这种情况下,对通信光缆进行实时的监控与维护就是十分必要了。这样可以对于光缆的性能进行实时的检测和管理,一旦发现出现问题可以在问题造成大范围的影响之前采取相应的措施,从而保证其传输的通畅,提高光缆维修效率,降低维护时间。
1 光缆监测系统原理
能够自动对光缆线路进行实时在线监控,对光缆线路的性能状态进行动态的检测,并及时的发出故障警告的自动化系统被称为光缆监测系统简称FOMS。在各个检测站上安装光时域反射仪,该仪器是整个光缆监测系统发挥作用的关键所在。光时域反射仪对光缆线路中不同时间和距离上的测试波长的背向散射光的分布曲线的变化对光缆线路的传输性能进行及时的掌握,这样一旦光缆出现断裂或者是其他形式的各种故障,都能被该仪器及时的发现,并及时发出告警。
整个光缆检测系统通过多个光缆检测路由对光时域反射仪所收集的信号进行加载,而系统中本身存在着一个完备的数据库,该数据库记录着光缆正常运行的相关参数和数据,这样通过和各个检测站的光时域反射仪收集到的数据进行比对,看其是否存在不一致的地方,从而对光缆线路的运行状态进行相应的判断,同时相关的数据反馈给上一级的监测中心。光缆监测系统监测光端机收光功率,如果光端机的收光功率出现异常,光缆监测系统将根据异常的原因发出相应的警报,随后光时域反射仪被启动进行探测。这样再结合全球卫星定位系统和地理信息系统的协助,对光缆出现故障的位置进行准确的定位,故障的地点将被显示在监控中心。
2 系统实时监测的实现
范文三:光纤光缆的结构及其传输原理
一 光纤分类 1. 按波长分类,综合布线所用光纤有三个波长区: a.0.85μm波长区0.8μm,0.9μm; b.1.3μm波长区1.25μm,1.35μm; c.1.5μm波长区1.53μm,1.58μm。 不同的波长范围光纤损耗也不相同,其中0.85μm波长区为多模光纤通信方式,1.5μm波长区为单模光纤通信方式 ,1.3μm波长区有多模和单模两种。建筑物综合布线采用0.85μm和1.3μm两个波长。 2. 按纤芯直径划分,光纤有二类: a.62.5μm渐变增强型graded indexenhanced多模光纤; b.8.3μm 突变型step index单模光纤。 光纤的包层直径均为125μm。62.5/125μm增强型多模光纤结构. 其中,62.5/125μm光纤被推荐应用于所有的建筑物综合布线。这是因为它的物理特性和传输特性与建筑物布线环境中应用系统设备的光/电转换器件相兼容。62.5/125μm的大纤芯直径和传输特性有以下优点: a.光耦合效率高; b.光纤对准要求不太严格,需要较少的管理点和接头盒; l对微弯曲损耗不太灵敏; 2符合FDDI标准。 8.3/125μm突变型单模光纤如图B所示。单模光纤常用于传输距离大于2km的建筑群。由于这种光纤纤芯直径小,在建筑物中,采用LED驱动的数据链路器件耦合时,会发生物理不兼容的问题,而且价格较贵,所以,在建筑物内或传输距离小于2km时很少使用。 3. 按应用环境划分,光缆有两类 a.室内光缆采用增强型缓冲带,主要用于建筑物内干线子系统和水平子系统。 b.室外光缆常采用束状,在保护层内填满相应的复合物,护套采用高密度的聚乙烯,加上增强的钢丝或玻璃纤维,可提供额外的保护,以防止环境造成的损坏。这种光缆主要用于建筑群子系统。 二 光缆的结构 光缆的结构大体上分为缆芯Cable core和护层Sheath两大部分。 1.光缆的缆芯 综合布线常用的室外光缆缆芯主要有两类:中心束管式和集合带式。 1 中心束管式缆芯由装在塑料套管中的18束最多光纤单元束组成,简称“中心束管式”。每束光纤单元是由松绞在一起的4,6,8,10或12最多根一次涂覆光纤构成,并在单元束外面松绕有一条纱线。为了区分方便,每根光纤的涂层及每条纱线都着有颜色,中心束管式缆芯的光纤数最少为4根,最多为96根;塑料套管内皆填充专用油膏. 由于这种填充专用油膏在小拉力时,如同一个有弹性的固体,但是当拉力增加时,该专用油膏如同液体,允许光纤束在其中移动,因而大大减少了微弯曲损耗。 在头两个束蓝色束、橙色束中各有一条备用线,颜色编码是自然色加上绿色的阴影。图D中给出中心束管式光缆中一束光纤的颜色编码模式。图E中给出了中心束管式光缆中的标准光纤数。 图E 束管式光缆中的标准光纤数和色标光缆中保证 的光纤数目束数分配给光纤束的光纤 蓝束 橙束 绿束 棕束 蓝灰束 白束 红束 黑束 4 1 4 6 1 6 8 1 8 12 1 12 16 2 8 8 20 2 12 8 24 2
12 12 36 3 12 12 12 48 4 12 12 12 12 60 5 12 12 12 12 12 72 6 12 12 12 12 12 12 84 7 12
12 12 12 12 12 12 96 8 12 12 12 12 12 12 12 12 注: 对于包含于48根光纤的光缆来说,可在蓝和橙光纤束中包含一根备用光纤,颜色是绿,自然色G,N。 2集合带式缆芯由装在塑料管中的1条或最多到18条集中单元带组成。每条集合单元带由12根一次涂覆光纤排列成一个平面带构成。塑料套管中有的填充专用油膏,物理结构截面如图C之b所示。这种扁平带的接续方法,是采用12根光纤同时一次接续,快速简便。 2. 光缆的保护层 光缆的保护层大体上可分为交叠型和快速接入型两类。交叠型是由两层相互反向绞合的外周加强构件再加上聚乙烯护套构成。当加强构件为两层钢丝时,就称为金属交叠型保护层。当加强构件由两层钢丝时,就称为非金属交叠型护层。当加强构件由两层纤维构成时,则称为非金属交叠型。这类交叠型护层外面还可加外护层。例如:为了防鼠咬或防雷,可在交叠型保护层外先纵向包一层铜带
后再纵向包一层不锈钢带,最外面挤压一层聚氯乙烯护套。再如,为了穿过河流,可在交叠保护层外面绞合13层不锈钢丝,使抗拉强度大大增加。 快速接入型Lightguide eXpress Entry缩写LXE 这种保护层外周加强构件只有两根钢丝或两组玻璃纤维,彼此位于护套直径相对两侧。由于护套内只有两根组加强构件,所以可在加强构件保持不断的情况下,在塑料外护套的其它部位剥开护套即可迅速将缆芯塑料管中的光纤取出进行接续操作。这种“接入”也可在架空光缆的杆档中间进行。 LXE 护层又可细分成: 1 金属快速接入型保护层光缆铠装层型光缆 金属快速接入型LXE-ME光缆的最外层是高密度聚氯乙烯HDPE护套,沿其轴向埋入两根对称的钢加强构件钢筋,下层是电镀铬的钢ECCS波纹管,电镀铬的钢层的里层和外层各有一层防潮带,可防止渗水作用,电镀铬的钢层下方还有一根拉绳,便于拉动铠装层型的光缆进出管道。 2 非金属快速接入型护套层介质LXE光缆 非金属快速接入型 LXE-DE光缆没有铠装,其最外层是高密度聚氯乙烯HDPE保护套,其中埋入两组玻璃纤维加强构件,加强构件沿光缆轴向排列,其下方是第一层防潮带。每一级加强构件配有一根拉绳,以便拉动快速接入型光缆进出管道,下一层防潮带的下方是聚氯乙烯套管,里面的填充芯中装有光纤。 3 金属快速接入型保护层光缆LXE-RL也是一种金属铠装层型,结构同LXE-ME,只是它的铠装采用铜带与不锈钢带粘合在一起的双金属带来代替镀络钢带,用于防鼠咬R及防雷L地区。 4 快速接入型,LW是一种轻型LXE-LW光缆,它的光纤数量最多不超过24根,保护层中除具有两根金属钢丝作为加强构件外,不再纵包金属带,重量轻。这种光缆适用于新发展的有线电视网。它可以架空,穿管道,也可以直埋。 5 快速接入型LXE-SS是不锈钢SS带取代LXE-RL中的双金属带,进一步提高了防鼠咬的性能。从光缆结构发展来看,缆芯向着松结构,束管化发展,加强构件趋向在保护层中“外周加强构件”发展。 三 建筑物光缆 LGBC 建筑物光缆是由2,4,6,12,24或36根缓冲层的多模光纤构成的。这些光缆的外层具有UL防火标志的PVC外护套OFNR。这种光缆可直接放在干线信道中,如管道、天花板、墙壁或地板上非强制通风环境。另一种建筑物光缆具有UL标志的含氟聚合物套管OFNP,它们可放置于回风巷道强制通风环境。在光纤数目不足12根时,每根光纤围绕光缆的中心加强筋排列,并填入纱线层,最外面是PVC套管。纱线是作为线缆的补充加强材料。这些光缆均叫做建筑物光缆。在布线蓝图上可使用LGBC-000A-LRX或LGBC-000A-LPX命名法来标注这种电缆。 lL为62.5/125μm多模光纤 2R为聚乙烯套管 3P为含氟聚合物套管P代表充满物质的/实芯的 4X为尚未规定 这种多模光纤的传输特性: a.1300nm光波,衰减1.0dB/km带宽500MHZ(km b.850 n m光波,衰减3.75dB/km最小带宽160MHZ(km 1.多束的LGBC光缆 多束的LGBC光缆是62.5μm多模光纤,光纤数有24根和36根的。图F光纤中6根围绕在一条中心加强塑料构件FRP周围以建立一个光纤束,其外面用纱线覆盖起来,每束上加有颜色编码的标识带色标,并用透明带缠绕起来,一共有6束这样用透明带缠绕起来的光纤束。这些束围绕在一条中心加固构件周围,该中心加固构件是由PVC的FRP形成的,以建立一条36根光纤的光缆。24根光纤的是由4条光纤束和两条填充束组成。 光纤中的这些束都用透明带子缠绕起来并在PVC护套内有两根拉绳。 2. 充满物质的LGBC光缆 充满物质的LGBC光缆,常用的有LGBC-4A,LGBC-12A两种型号。图G中示出了LGBC-4A光缆。这种光缆可用于干线子系统,也可以用于水平子系统。 3.互连光缆光纤软线 光纤接插软线采用单光纤结构及双
光纤结构两种。它们都放在一根阻燃的PVC护套内,如图3-1所示。 这些接插软线用于把距离小于30m的光纤链路与应用系统的设备互连起来。它们不穿信道或管道,直接在光纤配线箱柜内进行。 光纤软线采用62.5/125μm光纤,芯纤的椭圆度和偏心率要严格加以控制。混合光纤软线,其中一端接ST连接器插头,另一端接双锥形连接器插头。互连光缆上面可标注FL1P-A单根光纤或FL2P-A双根光纤,以表示单光纤结构还是双光纤结构。此外还有已接有数据链路连接器的软线,用于对非ST兼容式设备进行互连。 互连软线光纤的规格如表H 所示。识别光纤的基本颜色如表I所示 4. 建筑物光缆的物理特性 四 光缆护套层选项 Cable Sheath Options 为了满足室外,室内及海底布线需要,光缆可配以各种不同的护套层及外护套供选择,每种护套及外护套对特定的应用提供了最经济的解决方法.对于室外光缆来说,所设计的所有护套层选项都是用来保护芯管中的光纤用的,在芯管缆芯套管外,依赖于光缆的类型可能有的层为: a.防潮带防水带; b.金属或非金属的加强构件; c.挤压的护套材料; d.外护套铠装。 所有室外光缆均采用高密度聚乙烯HDPE来制作所有的冲压聚乙烯组件。如缆芯套管,中间护套及外护套。 为了适应多种应用条件,有许多护套层选项。综合布线常用快速接入型LXE光缆。判断光缆质量的优劣,除了需要检验其构造、几何尺寸、光缆长度、单位重量、色谱标志以及有关材料的性能等项外,还需要重点检查光缆的传输性能、物理性能及环境性能。光缆的传输性能是由光缆中光纤的质量来决定的,而光缆的物理性能和光缆的环境性能则是由护套层来决定的。光缆的设计寿命一般为40年,在这样长的时间内要保持光缆的传输性能,必须对光缆的物理性能和环境性能提出严格的技术要求,并进行有效的保护。 1.光缆的物理性能 光缆的物理性能应能保证光缆为光纤提供足够的保护,使光纤在运输、施工及运行维护期内不会遭受损坏,并能保持光纤的优良传输性能。光缆的保护层应采用耐磨性能优越的高密度聚乙烯护套。这种护套可获得三大好处: a.抗磨损能力强,从而施工简便省时; b.磨擦系数小,在管道中能拉放较长的距离,从而减少了光缆的接头接续; c.抗化学腐蚀能力强,对于酸性士壤和石油污染都有很强的抵抗能力,从而延长了寿命。 2.光缆的环境性能 敷设在室外的光缆,其性能与周围环境的变化有关。 1 首先是与温度的变化密切相关。光缆在各种环境下可承受的温度范围如下: 储存/运输时 ,50?,70? 施工敷设时 ,30?,70? 维护运行时 ,40?,70? 最后一条的温度范围十分重要。因为光缆除了用于直埋及管道外,还适用于架空,一年四季甚至一天早晚的温度变化都较大,没有较宽的使用温度范围就不能适应。 2 光缆对核辐射的防护性能也是衡量其环境性能的一项技术指针。当光缆受到核辐射时,将使光纤玻璃结构发生缺陷性改变,从而使光纤损耗变大。 3 光缆环境性能的另一个重要内容是防雷。雷击对光缆的破坏作用主要有两个方面: 一是雷电击中具有金属保护层的光缆时,强大的雷电峰值电流通过金属保护层转换为热能,产生的高温足以使金属熔融或穿孔,从而影响光纤传输性能。 二是雷电峰值电流在附近大地中流过时,土壤中产生巨大的热能使周围的水分迅速变成蒸气而产生类似气锤的冲击力。这种冲击力会使光缆变形,破坏光纤。为了提高防雷击性能,光缆护套层中应不含金属加强构件。 五 混合电缆 混合电缆是由两个及两个以上不同型号或不同类别的电缆、光缆单元构成的组件,外面包覆一个总护套,护套内还可以有一个总屏蔽。其中,只由电缆单元构成的称为综合电缆;只由光缆单元构成的称为综合光缆;由电缆单元和光缆单元构成的称为混合电缆。综合布线
常用的混合电缆由两条4芯双绞电缆和两条缓冲层的2.5/125μm多模光纤组成,如图J所示。两条4芯双绞电缆中,一条为3类双绞电缆,另一条为5类双绞电缆。单根光纤直径为3.0mm,在光缆护套内并缠绕在光纤外围的纱线用来增加拉力强度及压绉阻抗。为了提供标识,一根光纤中包含有一条蓝色缓冲层的光纤,另一根光纤中包含有一条橙色的缓冲层的光纤。在安装期间,混合光纤的最小弯曲半径是3.8cm长项目为7.6 cm。相似地,对于单光纤允许的弯曲半径是:安装期间1.27 cm及长项目3.8 cm。在同一外护套内容纳不同种类的线缆,使得同一根混合电缆中可以支持信号等级差别很大的应用。 六 吹光纤技术 吹光纤技术是近几年发展起来的制造光纤的新型技术。所谓“吹光纤”即预先在建筑物中敷设特制的管道,在实际需要使用光纤时,才将光纤通过压缩空气吹入管道中。 1. 吹光纤技术的组成 吹光纤技术是由微管和微管组、吹光纤、附件和安装设备组成的。 1 微管和微管组 吹光纤的微管有5mm和8 mm两种规格。它们敷设在金属管或金属线槽内。微管内径较粗,直径8 mm。因此吹制距离较远。每一个微管组可由2、4或7 根微管组成,并按应用环境分为室内及室外两类。所用微管保护套均采用阻燃、低烟、不含卤素的材料,在燃烧时不会产生有毒气体,符合国际布线标准的要求。在进行建筑物内或建筑物间光纤布线时,可先将微管在所需线路上设置但不将光纤吹入,只有当实真正需要光纤时,才将光纤吹入微管并进行端接。采用直径5 mm微管,吹制距离在路由多弯曲的情况下可达300m,在直路中可达500米。采用8 mm微管,吹制距离在路由多弯曲的情况下可达600 m,在直路中可达1000 m,垂直安装高度由下向上可达300 m。在室内环境中单微管的最小弯曲半径为25 mm,可充分适应楼内布线环境的要求。 2 吹光纤 吹光纤有62.5/125μm,50/125μm多模和8.3/125μm单模二类。每一根微管可最多容纳4芯不同种类的光纤。由于光纤表面经过特别处理并且重量极轻每芯每米0.23克,因而吹制的灵活性较强。在吹光纤安装时,对于最小弯曲半径25mm的弯度,在允许范围内最多可有300个90度弯曲 。吹光纤表面采用特殊涂层,在压缩空气进入空管时,光纤可借助空气动力悬浮在空管内向前飘行。另外,由于吹光纤的内层结构与普通光纤相同,因此光纤的端接技术与普通光纤一样。 3 连接硬件 连接硬件包括19英寸光纤配线架、跳线及地面光纤出线盒、用于微管间连接的陶瓷接头等等。 4 吹光纤设备 吹光纤安装设备通过压缩空气将光纤吹入微管,吹制速度可达到每分钟40m。 2. 吹光纤技术的特点 吹光纤与传统光纤的区别主要在于敷设方式,光纤本身的衰减等指针与普通光纤相同,同样可采用ST型或SC型接头端接,而且吹光纤传输系统的造价亦与普通光纤传输系统相差无几。但采用吹光纤具有以下优点。 1 分期投资 目前,我们在考虑光纤传输系统设计时出于对光纤传输系统成本的考虑包括光缆和相关的配线架以及光电转换设备等,综合布线不能全面采用光纤综合布线。在很多布线工程中只有极少数信息点采用光纤到桌面方案,这样当后期需要增加光纤时用户又为没有合适的敷设路由苦恼。在吹光纤技术中,由于微管成本低不及光纤的十分之一,所以设计时应尽可能地敷设光纤微管,在以后的应用中可根据实际需要吹入光纤,从而分散投资,降低成本。 2 安装灵活、方便 普通的光纤传输信道,需做光纤各种接续工作。这样不仅增加了成本及路由光损耗,而且使安装变得较为复杂。另外,工程现场施工环境较为复杂,施工人员很可能因误操作而导致光纤损坏,造成光纤损耗加大,甚至光纤折断。在吹光纤连接时,只需安装光纤外的微管,在光纤配线架上只需用特制陶瓷接头将微管并接即可,无需做任何端接。当
所有的微管连接好后,将光纤吹入即可。由于路由上采用的是微管的物理连接,因此即使出现微管断裂,也只需简单地用另一段微管替换即可,对光纤不会造成任何损坏。另外,普通光缆一旦敷设好,建筑结构也相应固定,难以更改。而吹光纤则不同,它只需更改微管的走向和连接方式就可轻而易举地改变光纤的走向。 3 便于升级换代 信息技术的发展,对于光纤传输性能也提出了越来越高的要求。在最新的千兆以太网规范中,由于差模延迟DMD等因素,多模光纤传输1000Mbps信息时,支持距离已有原来的2km减为550m。可以预见,随着信息技术的高速发展,光纤本身亦将不断发展,而吹光纤的另一特点就是它既可以吹入,也可以吹出。当将来升级需要更换光纤类型时,用户可以将原来的光纤吹出,再将所需类型的光纤吹入,从而充分保护用户投资的安全性。 4 节省投资 据统计,我国近年来新建的建筑物都采用光纤作数据干线,然而有些建筑物目前尚无对光纤的需求,从而造成一些浪费。等到需用光纤时,现有的光纤数量、类型和光纤结构又未必满足需求,常常需要重新穿光缆。采用吹光纤技术,在建筑物建设时只需布放微管和部分光纤,等到需要时才将光纤吹入相应管道。当需要做局部修改时,还可将光纤吹出,再吹入新的光纤。 综上所述,吹光纤技术是一种新型的布线方式。为光纤在综合布线中带来了美好的前景。但由于光纤安装工艺要求高,吹光纤这项新技术尚待实施中不断完善。 七 光纤及其传输特性 1. 光纤的物理特性 光纤是光导纤维的简称。它是用石英玻璃或特制塑料拉成的柔软细丝,直径在几μm 光波波长的几倍到120μm。像水流过管子一样,光能沿着这种细丝在内部传输。因而这种细丝叫光导纤维。图7-1是光纤的典型结构,自内向外为纤芯、包层及涂覆层。纤芯的折射率为n1包层的折射率为n2。包层的折射率略小于纤芯的 折射率,即n2lt n1。按几何光学的全反射原理,光线被束敷在纤芯中传输。在包层外面是5μm,40μm的涂覆层,其作用是增强光纤的机械强度,同时增加了柔韧性。最外面常有100μm厚的缓冲层或套塑层。套塑后的光纤称为芯线还不能在工程中使用,必须把若干根光纤疏松地置于特制的塑料绑带或铝皮内,再覆塑料或用钢带铠装,加上外护套后即成光缆。套塑后的光纤称为芯线还不能在工程中使用,必须把若干根光纤疏松地置于特制的塑料绑带或铝皮内,再被覆塑料或用钢带铠装,加上外护后即成光缆。按横截面上的折射率分布,光纤可分为两大类,即突变SI型或阶跃型和渐变GI型梯度型。按光纤中传输模式的多少,可分为多模光纤和单模光纤两类。显然,单模光纤中只能传输一个模式,多模光纤则能承载成百上千的模式。 2. 光纤的传输性能 1 光源与光纤的耦合 把光源发射的光功率尽可能多地送入传输光纤叫做耦合,通常用耦合效率来衡量耦合的程度。耦合效率定义为:ηPi / P5 式中:Pi为耦合入光纤的功率;P5为光源发射的功率。 2 光线在光纤中的传输 光纤的导光特性基于光射线在纤芯包层界面上的全反射,使光线限定在纤芯中传输。当光线从光源入射纤芯端面的入射角θ?θ0时,进入纤芯的光线将会在纤芯包层界面间产生反射向前传播,而入射角θgtθ0的光线将进入包层散失掉。入射临界角θ0与光纤折射率的关系为:sinθ0 n1sin90?-θ0 ?n - n 凡角度在θ0以内的入射光纤均可在光纤内传播,定义入射临界角θ0的正弦为突变折射率光纤的数值孔径NA,它表示入射到光纤端面上的光线中只有与纤芯轴夹角为θ0的圆锥体内的入射光线,才能在纤芯内传输。 由于渐变光纤的径向折射率分布nr是变化的,因此端面各点的NA也是不同的,可用局部数值孔径NAr来描述。 3. 光纤的衰减 光能经过光纤传输后的减弱称为光纤的衰减或损耗。它直接影响着综合布
线的传输距离。光纤衰减定义为长度为Lkm的光纤输出端光功率P0与输入端光功率Pi的比值。用分贝dB表示为: af logP0 / Pi dB/km 如光功率经过一公里长的光纤传输后,输出光功率是输入的一半,则此光纤的衰减为: af 3dB/km 引起光纤衰减的主要原因有以下几种: 根据光纤对传输光波损耗物测试结果表明,光纤的损耗和所传输的光波波长有关。在某些波长附近光纤的损耗最低。这些波段称为光纤的低损耗“窗口”或“传输窗口”,如图7-3所示。多模光纤一般有两个窗口,即两个最佳的光传输波长,分别是0.85μm和1.3μm;单模光纤也有两个窗口,分别是1.31μm和1.55μm。对应于这些窗口波长,可以选用适当的光源。这将大大降低光能的损耗 4. 光纤的带宽和色散 光脉冲经过光纤传输之后,不但幅度会因衰减而减小,波形也会发生愈来愈大的失真,发生脉冲展宽现象,如图7-4所示。由图7-4可见,两个原本有一定间隔的光脉冲,经过光纤传输之后产生了部分重叠。为避免重叠的发生,输入脉冲有一最高速率限制。定义相邻两个脉冲虽重叠但仍能区别开时的最高脉冲速率为该光纤线路的最大可用带宽。脉冲的展宽不仅与脉冲的速度有关,也与光纤的长度有关。所以,用光纤的传输信号速率与其传输长度的乘积来描述光纤的带宽特性,其代表符号为B(L,单位为GHZ(Km 或MHZ(Km。其含义是对某个B(L值而言。当距离增长时,允许的带宽就得相应地减小。 光脉冲在光纤中传输后被展宽是由于色散的存在,这极大限制了光纤的传输带宽。从机理上说,色散可分为模间色散、材料色散和波导色散。对于多模光纤,波导色散比材料色散小得多,常可忽略不计。石英玻璃光纤的典型带宽如表K所示。 表K 光纤的典型带宽参数 GHz km 光 源 带宽参量 多模光纤 单模光纤 突变型 渐变型 突变型 λ 0.85μm ?λ 50 nm 模间色散材料色散 0.010.5 1 50.5 0.5 λ 1.3 km ?λ 50 nm 模间色散材料色散 0.012 8 1 52 8 2 8 λ 0.85μm ?λ 2 nm 模间色散材料色散 0.0125 1 525 25 λ
1.3μm ?λ 2 nm 模间色散材料色散 0.01100 1 5100 100 表K中分别列出了模间色散及材料色散限制下的光纤带宽。对突变多模光纤,带宽主要受模间色散的限制,仅数十MHz km。而渐变多模光纤,当工作在1.3μm波长、采用激光二极管做光源时,模间色散是主要的限制。对单模光纤,影响带宽的是材料色散和波导色散,单模光纤有最大的带宽距离积。 另外,渐变折射率分布的塑料多模光纤 芯径420μm已达2.5 GHz的带.
范文四:428XL光缆交叉线的工作原理及故障检修方法
, 丁福坤张留争
,,,东方地球物理公司国际部河北涿州 ::,:,:
摘要
,,,,,,丁福坤张留争光缆交叉线的工作原理及故障检修方法物探装备 ,,,,,, ,,:,,,,,,,,,,:: 光缆交叉线是仪器的重要组成部分,它的问世有效提高了采集数据的传输速度,满足了随着野 ,,,,, ,,,,,
外采集道数的增加采集数据的数据量越来越大的数传要求。 本文从光缆交叉线的基本组成入手,详细剖析 ,,,,,
了光缆交叉线的传输原理,并介绍了光缆交叉线应 用 于 仪器施工时的工作流程及其在施工中可能 ,,,,, ,,,,,
。出现的故障和相应的检修方法
关键词光缆交叉线 双向传输转换器仪器 ,,,,,
,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,:,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,:,,,,,,:,,,,,,::,,,,:,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,::
,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,:,,,:,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,:,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,:,,,,,,,,,,,,:,,,,,,) ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,, ,,,,,,,:,,,,,:,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,
,,,,,:,,, ,,,,,:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,,,:,,:,,,,,,,,,
,,,的铜质四 芯 交 叉 线另 一 种 是 使 用 光 纤 的 当今的地震勘探随着采集道数的增加采集数,,,,
,。据的数据体越来越大因此交叉线的数据传输量也 缆交叉线
。,越来越大为了满足大数据量的数传要求各大仪 ,一根完整 的光缆交叉线由 个 插 头 , ,,, 。 、器厂商均 普 遍 选 用 光 纤 传 输像 ,,,,,,,:,,:, ,、、,、色带有四芯电缆内含磁铁个收发不同光源 , 。 等仪器均采用光纤线作为数据传输的光缆交叉线,,,,光纤收发器接口盒红色标记为 盒绿 ,,:,, 、,但由于光缆交叉线抗拉强度差易折断加之使用环 ,。 标记为 盒和单芯光纤线组成早期生产的光 , ,,境恶劣极易损坏为此本文从 仪器光 缆 交 ,,,,, ,,,收发器为铝质 外 壳 见 图 现在 的产品外壳为 ,,叉线的工作原理着手分析了该光缆交叉线的检修 ,,。料的见图, 。方法
光缆传输,,,
,光纤传输是采用玻璃作为波导以光的形式
。信息从一端传送到另一端的技术光缆数据传输
光缆交叉线的工作原理 ,,,,,, ,,、、,统由光源又称为光发送机传输介质检测器
仪 器 将 标 准 的 以 太 网 协 议 应 用 到 了 交 ,,,,, ,。 称为光接收机组 成在计算机网络之间的光纤,叉站 其用于连接地震仪器 主 机 与 交 叉 ,,,,,,,,)输中光源和检测器的工作一般都是由光纤双向
。 站的交叉 线 也 采 用 了 标 准 的 以 太 网 连 接 方 式在 ,,。发器光纤双向传输转换器完成的光纤收发器
,,系统中交 叉 线 有 两 种 类 型一 种 是 长 度 为,,,,,, 单的来说就是实现双绞线与光纤连接的设备其
,,,。,、丁福坤男年出生工程师年毕业于江汉石油学院电子仪器与测量技术专业长期从事地震仪器的操作维修与技术 ,,:, ,,,: , 支持工作。
,,送端它将电信号转换为光信号发出端口输出的 ,
光信号通过光电转换后将电信号 送 到 交 叉 ,,,,,
,。 站的接收端端口 连接到光纤电缆光发送信号 ,
,,从端口入射晶体 将其分解为光与光分别 ,, :,
,,沿不同的光路传输光传输至晶体 在晶体 中 :,,
,, 转换为光光传输至晶体 在晶体 中转换为 ,,,, 图早期的光缆交叉线 , ,,,,, 。 光两束光经过晶体 重新汇聚为光束从端口 :, ,
。,,输出从端口入射的光束将走不同的光路最后 ,
。从端口输出 ,
,由于是无源工作方式光纤双向传输转换器无
,,需外接电源同时由于无源器件不存在老化现象其
,工作性能稳定可靠对线路信号质量的监测可由其 图近期的光缆交叉线 ,。, ,,,,, 所连接的设备代理提供相应的管理功能 仪器光缆交叉线的工作流程,,, ,,,,, 用是将双绞线所传输的信号转换成能通过光纤传输
将带有 磁 体 的光缆交叉线插头连 接 到 个 , ,的光信号在光缆的另一端将光纤传输的信号转换成
,的左右 口光 缆 探 测 器 检 测 ,,,,,,,,,,,,,, )),。能在双绞线中传输的信号实现网络间的数据传输
,到磁感应信号后在对应的交叉线口产生的电 ,:, ,“在地震勘探仪器中使用较多的是单模光,压交叉站输出的电压通过鬼对技术为光纤收 ,:, 。 形式的光缆美 国公 司 的 仪 器 使 用 的 ” 纤,:: ,,。发器供电见图由于光纤收发器中的电子元器 ,,是 双 纤 双向式光缆即在仪器的光缆交叉线中有 , ,件为低压器件因此交叉站输出的电源还要通 ,:, ,、,芯的光 纤线根用 于 发 射根 用 于 接 收使 用 的 ,, 过光纤收发器中的 电源模块将其变换为,,,,,,, 波 长 为 ,,。直流电源作为光纤收发器的主电源见图,, , ,,仪器使用的是单纤双向式 光 缆即 ,,,:,,,,,,, ,当仪器给交叉站发送加电命令时靠近仪器的 ,使用根光纤线进行光信号的发送和接收工作的 ,
。 波长为和对于传统光纤双向传,,,:,, ,,,:,,
,输转换器通常称为单芯光纤收发器它是一种光电
,,转换器件主要功能是通过光复用技术把电信号转
, 化为不同波长的光信号在单模或多模光纤上传输 。实现数据的双向传送目前厂家生产的主要是这种 , 类 型 的 单 波 长 单 纤 双 向 传 输 转 换 器它 通 过 把 和两种波长的信号复用到一根 光 ,,,:,, ,,,:,, ,,纤中两种波长的信号在光纤中的传输方向相反从 。而实现单纤双向的传输能力
单波长单纤双向传输转换器的基本原理,,,
单波长单纤双向传输转换器的基本工作原理是 图光纤收发器 的供电方式 , ,,:,,基于 光和光在晶体中的不同折射率在空间上 : ,
,将光和光分开以不同光路进行信号的传输转 :,
。换图所示是单波长单纤双向传输转换器的基本 , 。原理示意图 图中的端口 连接 交 叉 站 信 号 的 发 ,, ,,,,,
图光纤收发器 的电源转换 图 单波长单芯双向收发器的基本原理示意图, ,,:,,
,,插头连接的四芯电缆组成的网络获得加电 命 两种一种是 收 发 器 的 光 发 送 口 图 中 的 端 ,,, , ,
,,,,,令启动光电转换器工作盒的光电转换模块发送 损坏造成 收 发器的光口接收不到 光 信号 , ,,
、,带有调制数据的波长为的光波信号同时 ,,,:,, 一种是 收发器光发送口的那条光纤链路有问题 , 。光电接口盒的发射光电二极管闪烁光缆交叉线另 。如光纤线断线或是光纤线衰减指标超标,,,一端的光纤收发器即 盒收到光波信号后接收 , 光纤线通断的检测方法 ,,,。,光电二极管闪烁盒开始进行光电 译 码 转 换转 , ,,,、、判断是否断线使用激光手电太阳光 ,换后得到的信号通过四芯电缆组成的网络传送给下
,光体对着光缆接头或耦合器的一头照光在另一。 一级 的 下 一 级 的 在 经 过 ,,,,,,,,,,,,,, ))。 看是否有 可 见 光如 有 可 见 光 则 表 明 光 纤 线 没 ,加电自检后将本机状态码传送给 盒盒的光电 , , ,,。断如果看不到可见光表明光纤线出现了断线 ,转换模块发出 波长的光波信 号光 缆 的 另 ,,,:,, ,,,使用光纤测试仪检测断点位置在光纤 ,,一端 盒接收波长的光波信号然后经过 , ,,,:,, ,试仪中输入光纤长度利用光纤探测功能根据光 。盒光电转换模块译码发送给仪器主机需要注意 , ,线的长度不同其衰减也不同的工作原理判断断 ,,的是由于两个光缆接口收发的光波不同红色标记 。,到测试点的距离注意如果光纤线漏光可能检 ,,,的光纤收发 器 盒和 绿 色 标 记 的 光 纤 收 发 器 , , 。不到断点位置 ,。盒必须成对使用
,,,光 纤线连接头检测使用光纤探测功 能 ,
,如果在光纤的某一端 能检测到光纤的长度而 ,
,另一端 却检测不到则说明光纤 端的光纤连 , , 光缆交叉线的故障检修方法 ,,,。头损坏了反过来则说明是 端连接头损坏,
故障检查与问题分析 ,,,
,,。查看光纤收发器的电源指示灯是否点亮, 结束语 ,,如果电源指示灯不亮表明交叉站没有 ,,,,,
。 输出电源 或 是 光 纤 收 发 器 的 电 源 有 问 题这 ,:, 光 缆 交叉 线 是 仪 器 主机连接野外 地 ,,,,, ,,时我们需要打开光纤收发器接口盒用数字万用表 ,电子设备的重要组成部分在实际生产中由于价 测量光缆插头到光纤收发器接口盒的四芯电缆是否
,,昂贵施工小队配备的数量有限如果其状况不好。,有的电源如果有表明光纤收发器接口盒的 ,:,
,不仅影响地震仪器的数据传输造成费炮也会因,,电源 部 分 损 坏如 果 没 有 电 源则 表 明 是,:, 。换损坏的交叉线而耽误的生产时间但由于光缆 。 交叉站有故障,,,,, ,备容易损坏加之一些维修人员对光缆数据传输 ,,确定交叉线两端的光纤收发器电源指示灯 ,
,。均亮后查看靠近仪器一端的 指示灯是否亮,, ,。,术接触较少在光缆维修时不知从何下手因此
,靠近仪器的光纤 收 发 器 指 示 灯 不 亮表 明 ,, 文通过介绍光纤电缆的原理并结合 光 缆 ,,,,, 交叉站到光纤收发器的四芯电缆断线或是光纤收发 ,叉线的特点对光缆交叉线的工作原理及故障检查。器有问题首先用数字万用表测量光缆插头到光纤 ,维修进行了详细介绍希望有助于在野外现场快。收发器接口盒的四芯电缆的通断如果四芯电缆断 准确地查找 仪 器 光 缆 交 叉线的故障并进 ,,,,, ,,线会使数据在发送过程中出现了问题需要将断开 ,、、有效地维修从而对保证生产提高施工效率节 ,,的连线重新连接好如果四芯电缆没有断开则表明 。勘探成本提供有益的帮助 。光纤收发器有问题
,,确 定 交 叉 线 两 端 光 纤 收 发 器 电 源 指 示 灯 , 参 考 文 献,,,亮靠近仪 器 一 端 的 光 纤 收 发 器 如 收 发 器的 ,
,,指示灯也亮后则要查看远端光纤收发器如 ,, , 公司培训手册 , ,,,,,,,,,,,,,:,,::,,。 收发器的 指示灯是否亮公司,, , ,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,:,:
公司 , ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,:,,,,,,,,,,,::,,)
收稿日期, ,:,,,,,,))
,远离仪器一端的 收发器 灯不亮说明故 , ,,
范文五:引上光缆是光缆工作量的一种名称
引上光缆是光缆工作量的一种名称,是从管道(地下)布放改为架空(地上)布放的一种方式,从地下到地上的连接处要用钢管或硬PVC管保护;从低处至高处垂直布放光缆,也叫引上光缆;从一楼垂直布放到N楼的方式也叫引上光缆,但那叫楼层引上光缆。
通信工程光缆从低处引至高处,比如从人(手)孔至水泥杆上,或从人(手)孔至楼顶等
问:比如从一个手控井内引出5条光缆至电线杆走架空,引上5M,那除了套穿放引上光缆5条外这25M光缆还要套别的定额吗?请高手指点
答:这要看哪一段算引上,我们是把从管道出来垂直出地面的全算一条引上。
这样线路工程的引上光缆一般是8米左右,是指从杆子吊线位置到管道(引上1条,管道8米)。
设计中有时有从管道出来顺着墙壁一直拉到楼顶的,有时长达30米以上,也算一条引上(引上1条,墙钉30米)。
我们的做法是根据实际情况把一条引上光缆的长度算做管道或墙钉,再算一次穿放引上光缆。而穿放引上光缆是不计料,只计工的,这也是这条定额制订的初衷。
你可以查定额,就算5米引上,如果只计引上定额,而不计其它穿放定额,你的定额材料里是没有这5米光缆的,明白否?
个人认为:需要做两次,第一次做穿放引上光缆(杆上);第二次把引上光缆的长度计算到敷设管道光缆里面。
光缆成端接续是包括有尾纤的,而成端连接只是光缆的对接,不包括尾纤。其它的是一样的。
光缆在设备上熔接叫成端接续,
光缆与光缆接续叫头,
光缆与光缆在设备上对接叫直熔。
这样通俗说清楚吧?接头和直熔是按芯数不同套取定额,成湍是按芯数计算。直熔是补充定额上的。
光交接箱和ODF架到底有什么区别?
是一样的,只是室外和室内的差别?光交接箱下面有个位置是放缆的,而ODF的缆都是在防静
电地板下的?
多数情况都是楼主所说的,odf是存放光缆的机柜(含子框及法兰),光缆可从上进也可从下进,具体看机房格局 ;光交接箱就是室外的,当然也可以是是室内型的挂壁箱。
ODF主要用在局端,光缆交接箱用在光缆出局后的光缆交接点。
ODF光缆和设备支架的桥梁,,连接设备和光缆。。而交接箱是主干和配线光缆的节点。
ODF架主要应用于机房,光缆交接箱用于配线段
其实他们的作用基本差不多, 只不过ODF 配线架多用于室内,对环境要求要高一点,容量也大, 一般的光缆交接箱多用于户外, 容量有限, 其实说白了,他们的作用是一样的, 理线,分配,光纤进用户
光缆成端接头
光缆成端接头的含义是指:室外光缆进入机房后,将光缆外护套开剥一定长度,使光纤套管和加强芯裸露出来,进行以下操作:
1.将金属加强芯与ODF架上的接地端子紧固连接,使光缆金属件良好接地,避免雷击;
2.将光纤套管用塑料扎带在ODF机架内绑扎整齐,每个套管对应一个熔纤盘;
3.将光纤套管开剥一定长度,将光纤与尾纤进行熔接,然后将尾纤和光纤在熔纤盘内盘放整齐;
4.将光缆吊牌固定在光缆上面,对光缆进行标识;
5.将光纤各纤芯对应的开放路由填入ODF架上的资料标签,以便维护查找。
分光器与光缆如何连接的
盒式FC分光器是不是都是带尾纤的 带尾纤怎么和光缆熔接?
盒式分光器上面都是带有尾纤+接头的,要和光缆连接,光缆需要成端做接头(与单芯尾纤直熔),然后用适配器和分光器的接头连接。
竖井引上光缆和槽道光缆的区别?
今天刚刚就此类问题咨询了工信部的定额质监中心,答复如下:
1、TXL4-060竖井引上光缆是从地下室(水平方向)引上到竖井(竖直方向)这一段路由的光缆敷设,定额子目下固定光缆材料为线卡固定,也就是说引上部分的工作量实际是含了水平末端和竖直引出部分的工作量。 注意:竖井引上光缆适用的场景为室内。
2、TXL4-046穿放引上光缆适用于室外。
3、TXL4-061槽道光缆适用场景为室内水平方向的槽道(未封闭/开口的槽道),光缆无需放绑,定额子目下未列出固定光缆所用的材料,由此可见。
4、如果沿竖井(楼内弱电井)内垂直的金属线槽敷设普通光缆,定额质监中心建议套用综合布线部分TXL7-042子目,桥架、线槽、网络地板内明布光缆定额子目(工作内容中含光缆的布放和绑扎)。定额质监中心解释编制该子目的本意就是解决室内部分水平、包括竖直部分的光缆敷设工时问题,所以建议使用该定额子目较为合理。
竖井引上光缆:楼层竖井内引上布放 槽道光缆:水平面上布放
PVC管在墙壁钉固引上,安装PVC能取安装引上管的工吗? 我的做法是,算敷设PVC管,然后穿放暗管光缆
老大,就钉固3米PVC管,能算出什么钱呢;可是工序和安装引上钢管是一样的呀
这个只能看运营商怎么要求了,我这边做的跟2楼有点相似,敷设PVC管,然后就是管,暗槽能穿放光缆。
我们这 引上管都是 用50或者110的镀锌钢管
我这里是套用安装引上管的工,把钢管改成塑料管,然后有穿放引上光缆的工。
跟二楼一样,计取安装引上钢管的工,穿放引上光缆,但如果超过5米的话,就另外再算其它的工。具体跟现场来。
TXL4-041、安装引上线管 杆上 TXL4-046、穿放引上光缆
个人认为:需要做两次,第一次做穿放引上光缆(杆上);第二次把引上光缆的长度计算到敷设管道光缆里面。
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