ADSS-24B1-200-PE電力光纜

產(chǎn)品描述

    ADSS 光纜，All-dielectric Self-supporting Optical Cable（也稱全介質(zhì)自承式光纜）。

    用一種全介質(zhì)（無金屬）光纜獨(dú)立地沿輸電線路架掛在電力導(dǎo)線內(nèi)側(cè)（懸掛的位置主要根據(jù)懸掛處電場(chǎng)強(qiáng)度、地面距離、施工及維護(hù)便利條件等因素決定，目前較多的是架掛在電力導(dǎo)線的下方），用以構(gòu)成輸電線路上的光纖通信網(wǎng)，這種光纜稱作ADSS。

    當(dāng)輸電線路已經(jīng)架設(shè)有地線，且剩余壽命還相當(dāng)長，需要盡快以低安裝費(fèi)用建設(shè)光纜系統(tǒng)，同時(shí)避免停電作業(yè)等前提下，采用ADSS光纜是有很大優(yōu)勢(shì)的。

產(chǎn)品特性

    ADSS光纜具有與架空導(dǎo)線不同的結(jié)構(gòu)，其拉伸強(qiáng)度由芳綸繩來承受，芳綸繩的彈性模量比鋼小一半多，熱膨脹系數(shù)是鋼的幾分之一，這決定了ADSS光纜弧垂對(duì)外界負(fù)載變化比較敏感。在覆冰狀態(tài)下ADSS光纜伸長量可達(dá)到0.6[%]，而導(dǎo)線僅為0.1[%]；弧垂對(duì)溫度變化比較遲鈍，在溫度變化時(shí)弧垂基本保持不變；在大風(fēng)條件下其風(fēng)偏角很大，在風(fēng)速為30m/s時(shí)，風(fēng)偏角可達(dá)80°，而導(dǎo)線的風(fēng)偏角僅為光纜的一半左右。

    1.耐受惡劣氣候（大風(fēng)、覆冰等）的能力較強(qiáng)。

    2.ADSS光纜外護(hù)層為AT或PE材料，運(yùn)行于強(qiáng)電場(chǎng)中，存在電蝕問題。

    3.ADSS光纜會(huì)發(fā)生風(fēng)振動(dòng)。平滑穩(wěn)定的橫向風(fēng)吹向光纜，會(huì)發(fā)生風(fēng)振動(dòng)，會(huì)在掛點(diǎn)處發(fā)生疲勞損壞。

    4.ADSS光纜具有一定的抗壓力，能承受耐張線夾較大的握力。

ADSS光纜中的AT和PE的區(qū)別

    ADSS光纜中的AT和PE是指光纜的護(hù)套。

    PE護(hù)套：普通的聚乙烯護(hù)套。用于10kV和35kV的電力線路。

    AT護(hù)套：抗電痕護(hù)套。用于110kV和220kV的電力線路。

ADSS光纜敷設(shè)的優(yōu)點(diǎn)

    1.能夠耐受惡劣氣候（大風(fēng)、冰雹等）的能力較強(qiáng)。

    2.溫度適應(yīng)性強(qiáng)，線膨脹系數(shù)小，滿足惡劣環(huán)境條件需要。

    3.光纜直徑小、重量輕，減輕了冰凌和大風(fēng)對(duì)光纜的影響，同時(shí)也減輕了電力桿塔的負(fù)荷，限度地利用桿塔資源。

    4.ADSS光纜不用依附于電力線或者底線，可以單獨(dú)的架設(shè)于桿塔之上，可以在不停電的條件下施工。

    5.光纜在高強(qiáng)度電場(chǎng)下的性能極其，不會(huì)受到電磁干擾。

    6.與電力線路相互獨(dú)立，檢修方便。

    7.屬于自承式光纜，安裝時(shí)不需要吊線等輔助掛線。

ADSS光纜的主要用途

    1.作為OPGW系統(tǒng)中繼站的引入和引出光纜使用，基于其安全屬性，在引入和引出中繼站時(shí)，可以很好地解決電力隔離問題。

    2.作為高壓（110kV-220kV）電力網(wǎng)中光纖通信系統(tǒng)的傳輸光纜。特別是許多地方在改造舊有通信線路時(shí)很方便地利用了它。

    3.用于6kV～35kV～180kV配電網(wǎng)中的光纖通信系統(tǒng)。

ADSS光纜主要技術(shù)參數(shù)：

    ADSS光纜工作在大跨距兩點(diǎn)支撐的（通常為數(shù)百米，甚至超過1公里）架空狀態(tài)，與傳統(tǒng)概念的“架空”不同（郵電標(biāo)準(zhǔn)的架空吊線掛鉤程式，平均0.4米對(duì)光纜有1個(gè)支點(diǎn)）。所以，ADSS光纜的主要參數(shù)與電力架空線的規(guī)程接軌。

　　1.允許使用張力（MAT/MOTS）

　　指在設(shè)計(jì)氣象條件下理論計(jì)算總負(fù)載時(shí)，光纜所受到的張力。在此張力下，光纖應(yīng)變應(yīng)≤0.05[%]（層絞）和≤0.1[%]（中心管）且無附加衰減。通俗而言，即光纖余長在這一控制值上剛好被“吃”完。根據(jù)該參數(shù)和氣象條件以及控制的弧垂，可計(jì)算在此條件下光纜的允許使用檔距。因此，MAT是弧垂-張力-跨距計(jì)算的重要依據(jù)，也是表征ADSS光纜應(yīng)力應(yīng)變特性的重要證據(jù)。

　　2. 額定抗拉強(qiáng)度（UTS/RTS）

　　又稱為極限抗拉強(qiáng)度或破斷力，指承載截面（主要計(jì)紡綸）強(qiáng)度之和的計(jì)算值。實(shí)際破斷力應(yīng)≥95[%]計(jì)算值（光纜中任意元件的斷裂均判為纜破斷）。該參數(shù)并不是可有可無的，很多控制值與之相關(guān)（例如桿塔強(qiáng)度、耐張金具、防震措施等）。對(duì)光纜專業(yè)而言，如果RTS/MAT（相當(dāng)于架空線的安全系數(shù)K）的比值不恰當(dāng)，即使用了很多紡綸，而可用的光纖應(yīng)變域很窄，則經(jīng)濟(jì)/技術(shù)性能比很差。因此，筆者建議業(yè)內(nèi)人士關(guān)注這一參數(shù)。通常，MAT約相當(dāng)于40[%]RTS。

　　3.年平均應(yīng)力（EDS）

　　有時(shí)稱為日平均應(yīng)力，是指在無風(fēng)無冰及年平均氣溫下，理論計(jì)算負(fù)載時(shí)光纜所受到的張力，可認(rèn)為是ADSS在長期運(yùn)行時(shí)的平均張（應(yīng)）力。EDS一般為(16~25)[%]RTS。在此張力下，光纖應(yīng)無應(yīng)變、無附加衰減，即非常穩(wěn)定。EDS同時(shí)是光纜的疲勞老化參數(shù)，據(jù)此參數(shù)決定光纜的防振設(shè)計(jì)。

　　4.極限運(yùn)行張力（UES）

　　又稱為特殊使用張力，是指在光纜有效壽命期內(nèi)，有可能發(fā)生超出設(shè)計(jì)負(fù)載時(shí)光纜所受的張力。意味著光纜允許短時(shí)過載，光纖可以在有限允許范圍內(nèi)承受應(yīng)變，通常UES應(yīng)＞60[%]RTS。在此張力下，光纖應(yīng)變＜0.5[%]（中心管）及＜0.35[%]（層絞），光纖會(huì)出現(xiàn)附加衰減，但在此張力解除后，光纖應(yīng)恢復(fù)正常。該參數(shù)保證了ADSS光纜在壽命期間內(nèi)的可運(yùn)行。

ADSS光纜在電力通信網(wǎng)中的應(yīng)用

1.ADSS光纜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　目前已生產(chǎn)的ADSS光纜從結(jié)構(gòu)上可分為層絞式和中心束管式兩類,其中層絞式光纜內(nèi)有FRP的加強(qiáng)芯,重量比束管式略重，同時(shí)又由于其運(yùn)行在高壓環(huán)境下,根據(jù)電場(chǎng)強(qiáng)度又可分為AT護(hù)套耐電蝕型和PE護(hù)套標(biāo)準(zhǔn)型，ADSS光纜的特點(diǎn)如下：

　　(1)專為電力系統(tǒng)設(shè)計(jì),是一種全絕緣介質(zhì)的自承式架空光纜,它的結(jié)構(gòu)中不含任何金屬材料；

　　(2)全絕緣結(jié)構(gòu)和較高的耐壓指標(biāo),有利于在帶電運(yùn)行的架空電力線路上架設(shè)施工,不影響線路運(yùn)行；

　　(3)采用抗拉強(qiáng)度高的防綸材料即能承受較強(qiáng)張力,滿足架空電力線路的大跨距要求,又可防止鳥啄和人為的槍擊；

　　(4)ADSS光纜的熱膨脹系數(shù)較小,在溫度變化很大時(shí),光纜線路的弧度變化很小,且其重量輕,它的履冰和風(fēng)荷也較小。

2.ADSS光纜的使用壽命

　　ADSS光纜架設(shè)在高壓輸電線路上,其一般壽命在25年以上,而影響其壽命的因素很多,主要的因素有：

　　(1)桿塔附近的高壓感應(yīng)電場(chǎng)梯度變化較大?高壓感應(yīng)電場(chǎng)對(duì)光纜有強(qiáng)烈的電腐蝕?一般35KV及以下架空電力線路用PE型,110KV及以上線路用AT型；

　　(2)對(duì)雙回路的桿塔,由于線路的一回路停電或線路改造,在選擇掛點(diǎn)時(shí)要加以考慮；

　　(3)線路經(jīng)過有鹽霧酸氣的工作地帶時(shí),化學(xué)物質(zhì)會(huì)腐蝕光纜外皮,其耐電保護(hù)套受損,易受到電弧的傷害；

　　(4)施工不當(dāng)造成外皮傷害或磨損等,在長期的高壓電場(chǎng)中運(yùn)行,其表面易腐蝕,而外護(hù)套平整光滑的光纜能有效地減少電腐蝕而延長壽命?

3.光纜掛點(diǎn)的選擇原則

　　(1)光纜應(yīng)懸掛在電場(chǎng)強(qiáng)度較小的位置,即AT型護(hù)套≤20KVmPE型護(hù)套≤20KVm；

　　(2)光纜在水平和垂直方向上的投影不應(yīng)與導(dǎo)線和地線出現(xiàn)交叉,以免在風(fēng)偏和擺動(dòng)時(shí)產(chǎn)生鞭擊；

　　(3)光纜不應(yīng)與桿塔產(chǎn)生摩擦和碰撞；

　　(4)光纜必須保持與居民區(qū)?鐵路?公路?通信線路和其他電力線路的安全距離；

　　(5)懸掛光纜的金具必須裝在桿塔可承受側(cè)向拉力的塔材上,使桿塔受力最??；

ADSS-12B1:

    B1代表G.652類是常規(guī)單模光纖。

    通信光纖具體分為G.651、G.652、G.653、G.654、G.655和G.656六個(gè)大類和若干子類

    (1) G.651類是多模光纖，IEC和GB/T又進(jìn)一步按它們的纖芯直徑、包層直徑、數(shù)值孔徑的參數(shù)細(xì)分為A1a、A1b、A1c和A1d四個(gè)子類。

    (2) G.652類是常規(guī)單模光纖，目前分為G.652A、G.652B、G.652C和G.652D四個(gè)子類,IEC和GB/T把G.652C命名為B1.3外，其余的則命名為B1.1

    (3) G.653光纖是色散位移單模光纖，IEC和GB/T把G.653光纖分類命名為B2型光纖。

    (4) G.654光纖是截止波長位移單模光纖，也稱為1550nm性能光纖，IEC和GB/T把G.654光纖分類命名為B1.2型光纖。

    (5) G.655類光纖是非零色色散位移單模光纖，目前分為G.655A、G.655B和G.655C三個(gè)子類，IEC和GB/T把G.655類光纖分類命名為B4類光纖。

光纖跳線定義

    將光纖連接器裝配在光纖/光纜的兩端，使之能夠?qū)崿F(xiàn)光纖活動(dòng)連接和信號(hào)傳輸?shù)臒o源裝置。

光纖跳線加工——端面研磨

圓形光纖束

    用于耦合到光源

線型光纖束

    用于光譜儀/狹縫/橢圓發(fā)射燈/比色皿吸收光譜測(cè)量20 µm x 2 mm入射狹縫

圓形到線形光纖束

    圓形光纖束用來提高進(jìn)入到光譜儀和其它帶入射狹縫的光學(xué)器件的耦合效率。

    線形符合入射狹縫的形狀，因此能增加入射到器件的光線數(shù)量。

    線形末端也可以用作線形光源。

分叉光纖束：雙光纖

    1.將一個(gè)樣品的通道寬帶發(fā)射導(dǎo)入多個(gè)探測(cè)器中

    2.熒光顯微發(fā)射的集光

    3.光譜學(xué)

    4.照明

分叉光纖束：圓形對(duì)圓形

探測(cè)光纖束

    光纖束探針是針對(duì)測(cè)量漫反射和鏡面反射、色彩、熒光以及后向散射(固體，液體和粉末狀)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的。光纖束被分為兩路，一路將光從光源傳輸給樣品，一路將樣品反射光傳輸給光譜儀，參考分支直接將光從光源處傳輸給另一光譜儀。

光纖反射/散射探針束 帶有參考分支

光纖反射/散射探針束 帶有參考分支

透射浸入式探頭光纖束

    透射浸入式探頭光纖束極其適合在液態(tài)樣品中測(cè)量透射率和吸光率。與基于比色皿的裝置不同，探頭浸入樣品中；液體可以自由流入探頭的開口里面。這種方式可以直接測(cè)量樣品，非常適合需要實(shí)時(shí)測(cè)量的應(yīng)用，比如，監(jiān)測(cè)化學(xué)反應(yīng)或水質(zhì)測(cè)試。

集束光纖

光纖連接器的原理

連接器基本結(jié)構(gòu)

    連接器基本上是采用某種機(jī)械和光學(xué)結(jié)構(gòu)，使兩根光纖的纖芯對(duì)準(zhǔn)．保證80%以上的光能夠通過。目前有代表性并且正在使的有以下幾種：

    1.套管結(jié)構(gòu)

    2.雙錐結(jié)構(gòu)

    3.V槽結(jié)構(gòu)

    4.透鏡結(jié)構(gòu)

套管結(jié)構(gòu)

    這種連接器由插針和套筒組成．插針為一精密套管，光纖固定在插針里面。套筒也是一個(gè)加工精密的套管(有開口和不開口兩種)，兩個(gè)插針在套筒中對(duì)接并保證兩根光纖的對(duì)準(zhǔn)．

    原理：以插針的外圓柱面為基準(zhǔn)面，插針與套筒之間為緊配合。當(dāng)光纖纖芯對(duì)外圓柱面的同軸度、插針的外圓柱面和端面以及套筒的內(nèi)孔加工得非常精密時(shí)，兩根插針在套筒中對(duì)接，就實(shí)現(xiàn)了兩根光纖的對(duì)準(zhǔn)。

雙錐結(jié)構(gòu)

    這種連接器的特點(diǎn)是利用錐面定位。插針的外端面加工成圓錐面．基座的內(nèi)孔也加工成雙圓錐面．兩個(gè)插針插入基座的內(nèi)孔實(shí)現(xiàn)纖芯的對(duì)接。插針和基座的加工精度，錐面與錐面的結(jié)合既要保證纖芯的對(duì)中，還要保證光纖端面間的間距恰好符合要求。它的插針和基座來用聚合物模壓成型．精度和一致性都很好。

V槽結(jié)構(gòu)

    它的對(duì)中原理是將兩個(gè)插針放入V形槽基座中，再用蓋板將插針壓緊，使纖芯對(duì)準(zhǔn)。這種結(jié)構(gòu)可以達(dá)到較高的精度。其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件數(shù)量偏多。

透鏡耦合結(jié)構(gòu)

    透鏡耦合又稱遠(yuǎn)場(chǎng)耦合，它分為球透鏡耦合和自聚焦透鏡耦合兩種。其結(jié)構(gòu)分別見下圖。

    這種結(jié)構(gòu)通過透鏡來實(shí)現(xiàn)光纖的對(duì)中。用透鏡將一根光纖的出射光變成平行光，再有另一透鏡將平行光聚焦并導(dǎo)入另一光纖中。

    優(yōu)點(diǎn)是降低了對(duì)機(jī)械加工的精度要求．使耦合更容易實(shí)現(xiàn)。

    缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、調(diào)整元件多、接續(xù)損耗大。在某些特殊的場(chǎng)合，如在野戰(zhàn)通信中這種結(jié)構(gòu)仍有應(yīng)用。因?yàn)橐皯?zhàn)通訊距離較短，環(huán)境塵土較大，可以容許損耗大一些．但要求快速接通透鏡能將光斑變大，接通更容易，正好滿足了這種需要．

    透鏡在各種耦臺(tái)中的作用更不能忽視．它是光纖與其它無源器件和光電器件進(jìn)行耦合的橋梁。

FC(Ferrule Connector)型光纖連接器

    Ferrule Connector是由日本NTT研制，緊固方式為螺絲扣

ST(Straight Tip)型光纖連接器 

    Straight Tip是由AT&T貝爾實(shí)驗(yàn)室研制。

    ST接頭：刺入及旋轉(zhuǎn)就是它的連接方法(將線插入插座，然后旋轉(zhuǎn)外面的卡口將之鎖住)

LC（Lucent Connector）型光纖連接器

    Lucent Connector是由美國朗訊貝爾實(shí)驗(yàn)室研制，

    采用操作方便的模塊化插孔（RJ）閂鎖機(jī)理制成。

    其所采用的插針和套筒的尺寸是普通 SC、FC等所用尺寸的一半，為1.25mm。

插針

    插針是一個(gè)帶有微孔的精密圓柱體，其結(jié)構(gòu)和主要尺寸如圖所示

實(shí)用的插針材料采用氧化鋯陶瓷

 一般陶瓷插芯的主要參數(shù)：

       外徑：2.499 ±0.0005

       外徑不圓度：小于等于0.2um

       微孔偏心量（同心度）小于等于1.0um

       外圓柱面光潔度：?14

2.5mm

1.25mm 

一般陶瓷套筒的主要參數(shù)：

       外徑：3.2 +0/-0.02mm

       內(nèi)徑：2.5 -0.002/-0.007mm

       內(nèi)表面光潔度：?14

       插芯插入或拔出力：3.92~5.88N

       開口套筒彈性形變： 小于等于0.5um

研磨角度類型：

    PC型（ Physical Contact ） ------插芯端面為球面 ，RL>40dB

    UPC型（Ultra  PC） ---插芯端面為微球面, RL>50dB

    APC型(Angled  PC） ---插芯端面為斜球面（常見的為8度角）， RL>60dB

PC端面

UPC端面

APC端面

SMA905光纖連接器

D80光纖連接器

QBH光纖連接器

光纖的結(jié)構(gòu)

纖芯

    1)  位置：光纖的中心部位

    2)  材料：高純度SiO2，摻有極少量的摻雜劑(GeO2，P2O5)，作用是提高纖芯折射率(n1)，以傳輸光信號(hào)

包層

    1) 位置：位于纖芯的周圍

    2) 材料：高純度SiO2，極少量摻雜劑(如B2O3)的作用則是適當(dāng)降低包層折射率(n2)，使之略低于纖芯折射率，使得光信號(hào)能約束在纖芯中傳輸

涂覆層

    1)  位置：位于光纖的最外層

    2)  結(jié)構(gòu)和材料：包括一次涂覆層，緩沖層和二次涂覆層

           a) 一次涂覆層一般使用丙烯酸酯、有機(jī)硅或硅橡膠材料

           b) 緩沖層一般為性能良好的填充油膏 (防水)

           c) 二次涂覆層一般多用聚丙烯或尼龍等高聚物

    3) 作用：保護(hù)光纖不受水汽侵蝕和機(jī)械擦傷，同時(shí)又增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度與可彎曲性，起著延長光纖壽命的作用

光纖的分類主要是從工作波長、折射率分布、傳輸模式、原材料和制造方法上作一歸納的，各種分類如下。

    （1）工作波長：紫外光纖、可觀光纖、近、紅外光纖（0.85μm、1.3μm、1.55μm）。

    （2）折射率分布：階躍（SI）型光纖、近階躍型光纖、漸變（GI）型光纖、其它（如三角型、W型、凹陷型等）。

    （3）傳輸模式：單模光纖（含偏振保持光纖、非偏振保持光纖）、多模光纖。

    （4）原材料：石英光纖、多成分玻璃光纖、塑料光纖、復(fù)合材料光纖（如塑料包層、液體纖芯等）、紅外材料等。按被覆材料還可分為（碳等）、金屬材料（銅、鎳等）和塑料等。

    （5）制造方法：預(yù)塑有汽相軸向沉積（VAD）、化學(xué)汽相沉積（CVD）等，拉絲法有管律法（Rod intube）和雙坩鍋法等。

階躍（SI）型光纖與漸變（GI）型光纖

階躍型光纖（SIF）：

    纖芯折射率呈均勻分布，纖芯和包層相對(duì)折射率差Δ為1%～2%。

階躍光纖的導(dǎo)光原理：

    光在均勻介質(zhì)中是沿直線傳播的，階躍光纖就是靠光波在芯包界面發(fā)生全反射將光波限制在纖芯中向前傳播的。

    階躍型的光纖，纖芯折射率為n1 ，包層的折射率為n2，且n1>n2，空氣折射率為n0。在光纖內(nèi)傳輸?shù)淖游绻饩€，簡稱內(nèi)光線，遇到纖芯與包層的分界面的入射角大于θc時(shí)，才能保證光線在纖芯內(nèi)產(chǎn)生多次全反射，使光線沿光纖傳輸。

漸變型光纖（GIF）：

    纖芯折射率呈非均勻分布，在軸心處，而在光纖橫截面內(nèi)沿半徑方向逐漸減小，在纖芯與包層的界面上降至包層折射率n2。

    在漸變光纖中，光線傳播的軌跡近似于正弦波。若光以一定的入射角從軸心處層射向與第二層的交界面時(shí)，由于是從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，折射接角大于入射角，光線將折射進(jìn)第二層射向與第

    三層的交界面，并再次發(fā)生折射進(jìn)入第三層，依次第推。因此，當(dāng)纖芯分層數(shù)無限多，其厚度趨于零時(shí)，漸變型光纖纖芯折射率呈連續(xù)變化，光線在其中的傳播軌跡不再是折線，而是一條近似于正弦型的曲線。

漸變光纖的導(dǎo)光原理：

    依據(jù)折射原理,光線最遲在芯包界面發(fā)生全反射，將子午射線限制在纖芯中向前傳播的。

漸變光纖的導(dǎo)光示意圖

    當(dāng)r=0時(shí)光線的軌跡?？梢钥闯?，從光纖端面上同一點(diǎn)發(fā)出的近軸子午光線經(jīng)過適當(dāng)?shù)木嚯x后又重新匯集到一點(diǎn)。也就是說，它們有相同的傳輸時(shí)延，有自聚焦性質(zhì)。

對(duì)比圖：

    光纖的損耗決定了光信號(hào)在光纖中被增強(qiáng)之前可傳輸?shù)木嚯x。

光纖損耗的來源：

    （1）光纖材料的吸收與散射損耗；

    （2）光纖的彎曲輻射損耗；

    （3）光纖的連接；

    （4）耦合損耗。

1）光纖材料的吸收與散射損耗；

    本征吸收：光纖材料對(duì)光信號(hào)的吸收。

    雜質(zhì)吸收：雜質(zhì)不是指光纖中的摻雜物，而是由于材料不純凈及工藝不完善而引入的雜質(zhì)，如過渡金屬離子和OH-離子。

    原子缺陷吸收：由于材料受到熱輻射或光輻射引起的。

    散射損耗：在光纖材料中，由于某種遠(yuǎn)小于波長的不均勻性引起的光散射構(gòu)成光纖的散射損耗。

損耗主要機(jī)理：材料吸收、瑞利散射和輻射損耗

（2）光纖的彎曲輻射損耗

    光纖實(shí)際應(yīng)用中不可避免的要產(chǎn)生彎曲，這就伴隨著產(chǎn)生光的彎曲輻射損耗。

（3）光纖的連接損耗

（4）耦合損耗

    光源與光纖的耦合損耗

    光纖與光器件的耦合損耗

  光纖傳輸特性和光學(xué)特性

    光纖的傳輸特性和光學(xué)特性對(duì)光纖通信系統(tǒng)的工作波長、傳輸速率、傳輸距離和信息質(zhì)量等都有著至關(guān)重要的作用。

    光纖的傳輸特性和光學(xué)特性具體涉及到的適用特性有：衰減、色散、截止波長、模場(chǎng)直徑、基帶響應(yīng)、數(shù)值孔徑、有效面積、光學(xué)連續(xù)性和微彎敏感性等等。

其中主要特性包括：

1.數(shù)值孔徑NA

    入射到光纖端面的光并不能全部被光纖所傳輸，只是在某個(gè)角度范圍內(nèi)的入射光才可以。這個(gè)角度就稱為光纖的數(shù)值孔徑。

對(duì)于階躍型光纖，當(dāng)光線在纖芯與包層界面上發(fā)生全反射時(shí)，光波在纖芯中傳播軌跡為折線，相應(yīng)的端面入射角記為光纖波導(dǎo)的孔徑角（或端面臨界角）。即只有光纖端面入射角大于的光線才能在光纖中傳播，故光纖的受光區(qū)域是一個(gè)圓錐形區(qū)域，圓錐半錐角的值就等于。為表示光纖的集光能力大小，定義光纖波導(dǎo)孔徑角的正弦值為光纖的數(shù)值孔徑（NA），即：

    在光學(xué)中，數(shù)值孔徑是表示光學(xué)透鏡性能的參數(shù)之一。用放大鏡把太陽光匯聚起來，能點(diǎn)燃紙張就是一個(gè)典型例子。若平行光線照射在透鏡上，并經(jīng)過透鏡聚焦于焦點(diǎn)處時(shí)，假設(shè)從焦點(diǎn)到透鏡邊緣的仰角為θ，則取其正弦值，稱之為該透鏡的數(shù)值孔徑， 　 光纖的數(shù)值孔徑大小與纖芯折射率，及纖芯－包層相對(duì)折射率差有關(guān)。從物理上看，光纖的數(shù)值孔徑表示光纖接收入射光的能力。NA越大，則光纖接收光的能力也越強(qiáng)。從增加進(jìn)入光纖的光功率的觀點(diǎn)來看，NA越大越好，因?yàn)楣饫w的數(shù)值孔徑大些對(duì)于光纖的對(duì)接是有利的。但是NA太大時(shí)，光纖的模畸變加大，會(huì)影響光纖的帶寬。因此，在光纖通信系統(tǒng)中，對(duì)光纖的數(shù)值孔徑有一定的要求。通常為了地把光射入到光纖中去，應(yīng)采用其數(shù)值孔徑與光纖數(shù)值孔徑相同的透鏡進(jìn)行集光。 數(shù)值孔徑是多模光纖的重要參數(shù)，它表征光纖端面接收光的能力，其取值的大小要兼顧光纖接收光的能力和對(duì)模式色散的影響。

2.模場(chǎng)直徑d

    模場(chǎng)直徑表征單模光纖集中光能量的程度。 由于單模光纖中只有基模在進(jìn)行傳輸，因此粗略地講，模場(chǎng)直徑就是在單模光纖的接收端面上基模光斑的直徑（實(shí)際上基模光斑并沒有明顯的邊界）。 可以極其粗略地認(rèn)為（很不嚴(yán)格的說法），模場(chǎng)直徑d 和單模光纖的纖芯直徑相近。

3.截止波長λc

    我們知道，當(dāng)光纖的歸一化頻率V小于其歸一化截止頻率Vc時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)單模傳輸，即在光纖中僅有基模在傳輸，其余的高次模全部截止。 也就是說，除了光纖的參量如纖芯半徑，數(shù)值孔徑必須滿足一定條件外，要實(shí)現(xiàn)單模傳輸還必須使光波波長大于某個(gè)數(shù)值，即λ≥λc，這個(gè)數(shù)值就叫做單模光纖的截止波長。 因此，截止波長λc的含義是，能使光纖實(shí)現(xiàn)單模傳輸?shù)淖钚」ぷ鞴獠úㄩL。也就是說，盡管其它條件皆滿足，但如果光波波長不大于單模光纖的截止波長，仍不可能實(shí)現(xiàn)單模傳輸。

4.回波損耗---Return Loss

    回波損耗又稱為反射損耗，它是指出光端，后向反射光相對(duì)輸入光的比率的分貝數(shù)，回波損耗愈大愈好，以減少反射光對(duì)光源和系統(tǒng)的影響.

5.接收靈敏度(Receiver Sensitivity)

    衡量接收端為保證一定誤碼率(1×10exp(-12))所需接收的最小平均光功率,單位為 dBm.

6.誤碼率

    誤碼率是指在較長一段時(shí)間內(nèi),經(jīng)過接收端的光電轉(zhuǎn)換后收到的誤碼碼元數(shù)與誤碼儀輸出端給出碼元數(shù)的比率.

7.瑞利散射

    光纖在加熱制造過程中，熱騷動(dòng)使原子產(chǎn)生壓縮性的不均勻，造成材料密度不均勻，進(jìn)一步造成折射率的不均勻。這種不均勻在冷卻過程中固定下來，引起光的散射，稱為瑞利散射。

8. 鬼影

    它是由于光在較短的光纖中，到達(dá)光纖末端B產(chǎn)生反射，反射光功率仍然很強(qiáng)，在回程中遇到個(gè)活動(dòng)接頭A，一部分光重新反射回B，這部分光到達(dá)B點(diǎn)以后，在B點(diǎn)再次反射回OTDR，這樣在OTDR形成的軌跡圖中會(huì)發(fā)現(xiàn)在噪聲區(qū)域出現(xiàn)了一個(gè)反射現(xiàn)象。

9. 死區(qū)

死區(qū)的產(chǎn)生是由于反射淹沒散射并且使得接收器飽和引起，通常分為衰減死區(qū)和事件死區(qū)兩種情況。

     1)、衰減死區(qū)：從反射點(diǎn)開始到接收點(diǎn)回復(fù)到后向散射電平約0.5db范圍內(nèi)的這段距離。這 是OTDR能夠再次測(cè)試衰減和損耗的點(diǎn)。

     2)、 事件死區(qū)：從OTDR接收到的反射點(diǎn)開始到OTDR恢復(fù)的反射點(diǎn)1.5db一下的這段距離，這里可以看到是否存在第二個(gè)反射點(diǎn)，但是不能測(cè)試衰減和損耗。

10.后向散射系數(shù)

    如果連接的兩條光纖的后向散射系數(shù)不同，就很有可能在OTDR上出現(xiàn)被測(cè)光纖是一個(gè)增益器的現(xiàn)象，這是由于連接點(diǎn)的后端散射系數(shù)大于前端散射系數(shù)，導(dǎo)致連接點(diǎn)后端反射回來的光功率反而高于前面反射回的光功率的緣故。遇到這種情況，建議大家用雙向測(cè)試平均趣值的辦法來對(duì)該光纖進(jìn)行測(cè)量。

11. 動(dòng)態(tài)范圍

    它表示后向散射開始與噪聲峰值間的功率損耗比。它決定了OTDR所能測(cè)得的最長光纖距離。如果OTDR的動(dòng)態(tài)范圍較小，而待測(cè)光纖具有較高的損耗，則遠(yuǎn)端可能會(huì)消失在噪聲中.

12.吸收

    在光纖傳輸中，如果光（光子流）所擁有的頻率具有的能量等于材料的能級(jí)距離，這種光會(huì)被材料吸收。這種吸收導(dǎo)致光功率的損耗，而減少損耗可以通過改變光的頻率或改善材料。材料的主要吸收波峰在945nm、1240nm、1380nm處。在實(shí)際應(yīng)用中，改善材料的方法已經(jīng)達(dá)到極限，我們只能通過改變光的頻率。符合需求的光波長有三個(gè)吸收較小的區(qū)域，分別位于850nm附近，1300nm附近和1500nm附近，這三個(gè)區(qū)域被稱為透明窗口。