高铁通信光缆线路维护基础补强培训班

2012年高铁通信光缆线路维护基础培训广州通信段2012.6主要内容•一、光纤通信技术发展概述•二、光纤和光缆•三、光缆的接续和测试•四、仪表使用介绍一、光纤通信技术发展概述•为什么要发展光通信中波—短波—微波—光纤•光通信的发展史1880年，贝尔发明了光电话；1960年，美梅曼发明了第一个红宝石激光器；1962年，霍尔等研制出了半导体激光器；1966年，高锟发表了一篇奠定光纤通信基础的论文；1970年，康宁公司首先制成了20dB/km的低损耗石英光纤；1974年，多模光纤损耗降到了2dB/km；1976年，获得了1310和1550两个低损耗的长波长窗口；1980年，1550窗口处的光纤损耗低至0.2dB/km；80年代中期，已经获得小于0.4dB/km和0.25dB/km的商用光纤；二、光纤和光缆项目单模光纤多模光纤芯径细：9-10μm较粗：50-100μm传输带宽很宽：约100GHz较窄：约1GHz与光源耦合较难简单精度较高较低适用场合长距离、大容量、高速、多波长系统中短距离、中小容量、单波长系统应用干线传输以太网、FDDI光纤通信的主要特点•通信容量大，传输距离长•抗电磁干扰，传输质量佳•信号串扰小，保密性能好•原材料丰富，节省了有色金属，环保•光纤尺寸小，质量轻，便于敷设和运输•光缆适应性强，寿命长光纤通信的传输窗口•短波长窗口，波长为850nm；•长波长窗口，波长为1310nm和1550nm光纤通信系统的分类•按传输波长划分短波长、长波长、超长波长•按光纤传导模式数量划分多模光纤、单模光纤有关光纤、光缆的标准体系ITU-T：国际电信联盟电信标准部门•ISO：国际标准化组织•IEC：国际电工委员会•ETSI：欧洲电信标准协会•ANSI：美国国家标准协会GB：国家标准(国家技术监督局)YD：通信行业标准(信息产业部)TB：通信行业标准(铁道部)光纤的结构1、D为光纤纤芯直径或模场直径，单模光纤的模场直径为9-10μm。多模光纤的模场直径为50或62.5μm。2、n1＞n2纤芯(n1)包层(n2)D125μm光纤的分类•按光纤材料分石英光纤、全塑光纤•按光纤剖面折射率分阶跃型光纤、渐变型光纤•按传输的模式分多模光纤、单模光纤•按ITU-T建议分:G651光纤，梯度折射率多模光纤。G652光纤，标准单模光纤(NDSF)。G653光纤，色散位移单模光纤(DSF)。G654光纤，截止波长位移单模光纤G655光纤，非零色散位移单模光纤(NZ-DSF)G656光纤，宽带光传输用的非零色散位移单模光纤G.657光纤，弯曲不敏感单模光纤G.652光纤•常规单模光纤或非色散位移光纤•零色散波长在1.31μm处，在1.55μm处衰减最小，但有较大的正色散，约为18ps/(nm·km)。•工作波长既可选用1.31μm，又可选用1.55μm。最佳工作波长在1.31μm。•利用G.652光纤进行速率为2.5Gb/s以上的信号长途传输时，必须引入色散补偿光纤进行色散补偿，并需引入更多的掺铒光纤放大器来补偿由于引入色散补偿光纤所产生的损耗。G.652光纤•可进一步分为G.652A、G.652B、G.652C•G.652A光纤主要适用于ITU-TG.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的高至STM-16的单通道SDH传输系统。•G.652B光纤主要适用于ITU-TG.957规定的SDH传输系统和G.691规定的带光放大的高至STM-64的单通道SDH传输系统及直到STM-64的ITU-TG.692带光放大的波分复用传输系统。光缆的型号光缆的型式代号是由分类、加强构件、派生(形状、特性等)、护套和外护层五部分组成。①光缆分类代号及其意义GY：通信用室(野)外光缆；GR：通信用软光缆；GJ：通信用室(局)内光缆；GS：通信用设备内光缆；GH：通信用海底光缆；GT：通信用特殊光缆；GW：通信用无金属光缆。②加强构件的代号及其意义无符号：金属加强构件；F：非金属加强构件；G：金属重型加强构件；H：非金属重型加强构件。③派生特征的代号及其意义B：扁平式结构；Z：自承式结构；T：填充式结构；S：松套结构。注：当光缆型式兼有不同派生特征时，其代号字母顺序并列。④护套的代号及其意义Y：聚乙烯护套；V：聚氯乙烯护套；U：聚氨酯护套；A：铝、聚乙烯护套；L：铝护套；Q：铅护套；G：钢护套；S：钢、铝、聚乙烯综合护套。⑤外护层的代号及其意义•外护层是指铠装层及铠装层外面的外被层，参照国标GB2952-82的规定，外护层采用两位数字表示，各代号的意义如表2.4所示。光缆的典型结构•光缆的基本结构按缆芯组件的不同一般可以分为层绞式、骨架式、束管式和带状式四种。我国及欧亚各国用的较多的是传统结构的层绞式和骨架式两种。层绞式•层绞式光缆的结构类似于传统的电缆结构方式，故又称为古典式光缆。骨架式•骨架式光缆中的光纤置放于塑料骨架的槽中，槽的横截面可以是V形、U形或其他合理的形状，槽的纵向呈螺旋形或正弦形，一个空槽可放置5~10根一次涂覆光纤。束管式•束管式结构的光缆近年来得到了较快的发展。它相当于把松套管扩大为整个缆芯，成为一个管腔，将光纤集中松放在其中。带状式•带状式结构的光缆首先将一次涂覆的光纤放入塑料带内做成光纤带，然后将几层光纤带叠放在一起构成光缆芯。三、光缆的接续和测试连接方式应用场合主要方法固定连接（死接头）光缆线路中光纤间的永久性连接1、熔接法－－采用自动熔接机2、非熔接法－－又称机械连接法，采用光纤接续子完成活动连接（活接头）传输设备与光纤的连接光连接器。种类按结构分：FC、SC、ST、DIN、MU等多种；按插针端面分：FC、PC(UPC)、APC等临时连接测量尾纤、假纤与被测光纤间耦合、连接V型槽对准、弹性毛细管连接、临时性固定连接•光纤连接方式的分类连接器的主要结构•双锥结构•V型槽结构•球面定心结构•透镜耦合结构•套管结构原理：当插针的外同轴度、外圆柱面和端面以及套筒的内孔加工得非常精密时，两根插针在套筒中对接，就实现了两根光纤对准。套筒插针光纤连接器的主要指标•插入损耗插入损耗越小越好•回波损耗回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响。•重复性•互换性常用的光纤连接器•FC系列连接器用螺纹连接，外部零件采用金属材料制作的连接器，是我国电信网采用的主要品种。•SC型连接器由日本NTT公司研制，外壳采用工程塑料，矩形结构，便于密集安装，可直接插拔，使用方便，操作空间小。主要用于光纤局域网、用户网和CATV中。•ST型连接器由AT&T公司开发，采用带键的卡口式锁紧机构，确保连时准确对中。光缆接续•光缆接头工序1、接头盒内部组件安装和光缆护套组件的安装；2、开剥光缆，去除光缆外护套并清擦光缆内的填充油膏；3、将光缆固定在接头盒上，并固定加强芯；4、辨别束管色谱，给束管编号并将束管固定；5、去除束管、辨别光纤色谱、套上热熔管；6、光纤接续，同时监测接续质量；7、余留光纤的收容（盘纤）；8、光缆内金属构建的连接以及各种监测线的安装；9、接头盒的封装及固定。常用接头盒介绍套筒式接头盒开边式接头盒无论接头盒何种型号，构造原理基本相同，由保护罩部分、固定组件、接头盒密封组件以及容纤盘（又叫收容盘）四部分组成。光缆线路测试目前中继段光纤损耗测量所采取的方法一般是光源、光功率计和光时域反射仪相结合的方法。•(1)光源、光功率计测量全程损耗•从中继段光纤损耗是要求在已成端的连接插件状态下进行测量来说,这种插入法是唯一能够反映带连接插件线路损耗的测量方法。•这种方法测量结果比较可靠,其测量的偏差,主要来自于仪表本身以及被测线路连接器插件的质量。光缆线路测试(2)后向法(OTDR)后向法虽然也可以测量带连接器插件的光线路损耗,但由于一般的OTDR都有盲区,使近端光纤连接器介入损耗、成端连接点接头损耗无法反映在测量值中；同样对成端的连接器尾纤的连接损耗由于离尾部太近也无法定量显示。因此OTDR测值实际上是未包括连接器在内的线路损耗。以上两种测试方法各有利弊:前者比较准确,但不直观；后者能够提供整个线路的后向散射信号曲线,但反映的数据不是线路损耗的确切值。如果采取两种方法相结合的方法则能既真实又直观地反映光纤线路全程损耗情况。这种测试方法在目前光缆施工中应用较为广泛。四、仪表使用介绍•单纤熔接机单纤熔接机使用介绍•使用方法1.电源连接2.启动熔接机3.状态设置4.自动熔接5.热束管加热单纤熔接机使用介绍•供电方式可以由备用电池直接供电，也可以用220V交流电供电。•专用蓄电池充电时间约为2.5-3小时，充满后插入机内即可。•接交流电压为220V，采用发电机供电时，需接入稳压器后方可接入熔接机。以熔接标准单模光纤（SM）为例•熔接光纤：1.将2根光纤中的一根穿过热缩保护套管。2.除去光纤涂敷，用酒精清洁裸光纤，并将裸纤用切割刀切成适当的长度。3.机器复位完毕后，打开防风盖，把制备好的光纤放入V型槽中，在光纤放置过程中千万别让光纤端面污染。把光纤放好后轻轻合上夹子把光纤压好。4.合上防风盖，按一下“SET”键。5.光纤进入了自动熔接过程。6.熔接完毕后，打开防风盖，取出光纤，合上防风盖，按下RESET键回位。以熔接标准单模光纤（SM）为例•热缩管加热1.打开加热器压钳及盖。2.移动纤芯热缩管复盖到熔接点及裸纤部分，置于加热器上。3.关上加热器压钳及盖。4.按下“HEAT”键，加热器进入工作状态：拉力试验-加热补强-结束时蜂鸣器鸣叫声-加热器停止工作。5.取出补强后的光纤。什么是OTDR（光时域反射仪？）.光时域反射仪弯折活动连接器断裂光纤尾端光纤网OTDR测试显示相对光功率激光器耦合器脉冲发生器光监测器数据分析及其显示OTDR是基本的光纤链路安装和维护的测试工具机械固定连接头OTDR主要的测试项目••距离：•—光纤上各特征点，光纤尾端或断裂处的位置•—光纤长度••损耗：•—单个熔点衰耗•—微弯损耗•—整根光纤端到端的总衰耗•—光纤平均每公里的平均损耗••反射：•连接器等反射事件点反射系数（或回波损耗）的大小。OTDR的背向散射OTDR测量显示背向散射是由于光纤的瑞利散射现象而引起的部分光信号返回OTDR的现象1熔接弯折活动连接器机械固定接头断裂光纤尾端光纤上的事件：非反射事件光纤熔接和弯折可导致光功率衰耗,但是没有反射现象.损耗弯折熔接OTDR测量显示熔接弯折活动连接器机械固定接头断裂光纤尾端光纤上的事件：反射事件衰耗反射OTDR显示熔接弯折活动连接器机械固定接头断裂光纤尾端机械固定接头，活动连接器和光纤断裂都会引起光的反射和衰耗，OTDR上有相似的显示结果光纤尾端(非反射)反射无规则的光纤尾端OTDR测量显示熔接弯折活动连接器机械固定接头断裂光纤尾端伪增益现象为了得到准确熔接衰减值，可从二边测该熔点并取平均值背向散射系数光纤AB衰耗BA熔接弯折活动连接器机械固定接头断裂光纤尾端OTDR测量显示OTDR（安立OTDR：型号MT9081）数字键背光键对比度键ESC∧∨EnterBackSpace键TopMenu功能键F4Start键键键键键,键PowerOTDR（故障定位）•一、自动测量：•1、自动测量光纤中的故障点。事件的位置：如超过设定域值的接续点或反射点自动检测并在事件表中列出。检测到事件中可能是故障的点也单独列出。在自动测量模式下，自动设置最佳的测试距离范围、脉冲宽度、平均化设置等参数。检查[自动]设置检查[自动搜索]设置检查波长检查IOR将被测光纤连接到图中所示的测量端口=1.65m=1.31/1.55mOTDR（故障定位）2、设定阈值检查测量波长检查自动检测设置检查Go/No-Go设置波长自动检测接续损耗回损光纤远端合格/不合格损耗（熔接）损耗（反射的：连接器，机械的）回损光纤损耗全损耗全回损平均损耗无无无无无无无测试条件阈值其它标题改变波长关闭测试保存DFN读取DFN对比测试按上/下键移动光标，按“Enter”键确认你可以改变插入损耗的阈值OTDR（故障定位）5、测量：按“F4”键开始测量现在正在测试中……可能的故障