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一、光纤通信的基本知识

1870年的一天，英国物理学家丁达尔到皇家学会的演讲厅讲光的全反射原理，他做了一个简单的实验：在装满水的木桶上钻个孔，然后用灯从桶上边把水照亮。结果使观众们大吃一惊。人们看到，放光的水从水桶的小孔里流了出来，水流弯曲，光线也跟着弯曲，光居然被弯弯曲曲的水俘获了。

这些现象引起了丁达尔的注意，经过他的研究，发现这是由于全反射的作用，由于水等介质密度由于比周围的物质（如空气）大，即光从水中射向空气，当入射角大于某一角度时，折射光线消失，全部光线都反射回水中。表面上看，光好像在水流中弯曲前进。

后来人们造出一种透明度很高、粗细像蜘蛛丝一样的玻璃丝──玻璃纤维，当光线以合适的角度射入玻璃纤维时，光就沿着弯弯曲曲的玻璃纤维前进。由于这种纤维能够用来传输光线，所以称它为光导纤维。（视频）

光纤通信的原理是：在发送端首先要把传送的信息(如话音)变成电信号，然后调制到激光器发出的激光束上，使光的强度随电信号的幅度(频率)变化而变化，并通过光纤发送出去；在接收端，检测器收到光信号后把它变换成电信号，经解调后恢复原信息。（视频）

（二）光纤通信的发展 光纤通信是现代通信网的主要传输手段，它的发展历史只有一二十年，已经历三代：短波长多模光纤、长波长多模光纤和长波长单模光纤。采用光纤通信是通信史上的重大变革，美、日、英、法等20多个国家已宣布不再建设电缆通信线路，而致力于发展光纤通信。中国光纤通信已进入实用阶段。

（三）光纤通信的优缺点

现代通信网的三大支柱是光纤通信、卫星通信和无线电通信，而其中光纤通信是主体，这是因为光纤通信本身具有许多突出的优点：

①频带宽，通信容量大。光纤可利用的带宽约为50000GHz，1987年投入使用的1.7Gb/s光纤通信系统，一对光纤能同时传输24192路电话，2.4Gb/s系统，能同时传输30000多路电话。频带宽，对于传输各种宽频带信息具有十分重要的意义，否则，无法满足未来宽带综合业务数字网(B-ISDN)发展的需要。

②损耗低，中继距离长。目前实用石英光纤的损耗可低于0.2dB/km，比其它任何传输介质的损耗都低，若将来采用非石英系极低损耗光纤，其理论分析损耗可下降至10-9dB/km。由于光纤的损耗低，所以能实现中继距离长，由石英光纤组成的光纤通信系统最大中继距离可达200多千米，由非石英系极低损耗光纤组成的通信系统，其最大中继距离则可达数千甚至数万千米，这对于降低海底通信的成本、提高可靠性和稳定性具有特别的意义。

③抗电磁干扰。光纤是绝缘体材料，它不受自然界的雷电干扰、电离层的变化和太阳黑子活动的干扰，也不受电气化铁路馈电线和高压设备等工业电器的干扰，还可用它与高压输电线平行架设或与电力导体复合构成复合光缆。

④无串音干扰，保密性好。光波在光缆中传输，很难从光纤中泄漏出来，即使在转弯处，弯曲半径很小时，漏出的光波也十分微弱，若在光纤或光缆的表面涂上一层消光剂效果更好，这样，即使光缆内光纤总数很多，也可实现无串音干扰，在光缆外面，也无法窃听到光纤中传输的信息。

⑤光纤线径细、重量轻、柔软。光纤的芯径很细，约为0.1mm，它只有单管同轴电缆的百分之一；光缆的直径也很小，8芯光缆的横截面直径约为10mm，而标准同轴电缆为47mm。利用光纤这一特点，使传输系统所占空间小，解决地下管道拥挤的问题，节约地下管道建设投资。此外，光纤的重量轻，光缆的重要比电缆轻得多，例如18管同轴电缆1m的重量为11kg，而同等容量的光缆1m重只有90g，这对于在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信更具有重要意义。还有，光纤柔软可挠，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。

⑥光纤的原材料资源丰富，用光纤可节约金属材料。 光纤的材料主要是石英(二气化硅)，地球上有取之不尽用之不竭的原材料，而电缆的主要材料是铜，世界上铜的储藏量并不多，用光纤取代电缆，则可节约大量的金属材料，具有合理使用地球资源的重大意义。光纤除具有以上突出的优点外，还具有耐腐蚀力强、抗核幅射、能源消耗小等优点，其缺点是质地脆、机械强度低，连接比较困难，分路、耦合不方便，弯曲半径不宜太小等。这些缺点在技术上都是可以克服的，它不影响光纤通信的实用。近年来，光纤通信发展很快，它已深刻地改变了电信网的面貌，成为现代信息社会最坚实的基础，并向我们展现了无限美好的未来。

事物都是一分为二的，光纤通信也存在以下缺点： ①抗拉强度低。光纤的理论抗拉强度大于钢的抗拉强度。但是，由于光纤在生产过程中表面存在或产生微裂痕，光纤受拉时应力全都加于此，从而使光纤的实际抗拉强度非常低，这就是裸光纤很容易折断的原因。

②光纤连接困难。要使光纤的连接损耗小，两根光纤的纤芯必须严格对准。由于光纤的纤芯很细，加 之石英的熔点很高，因此连接很困难，需要有昂贵的专门工具。

③光纤怕水。水进入光缆后主要会产生三个方面的问题：I水进入光纤后，会增加光纤的 OH-吸收损耗，使信道总损耗增大，甚至使通信中断；II水进入光缆后，会造成光缆中的金属 构件氧化，使金属构件腐蚀，导致光缆强度降低；III进入光缆中的水遇冷后，水结冰体 积增大有可能压坏光纤。为了保持光纤的特性不致劣化，在光纤和光缆的结构设计、生 产、运输、施工、维护中应采取针对性的防水措施。

（一）光纤和光缆的构成

通常光纤与光缆两个名词会被混淆。多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆，包覆后的缆线即被称为光缆。光纤外层的保护层和绝缘层可防止周围环境对光纤的伤害，如水、火、电击等。光缆分为：缆皮、芳纶丝、缓冲层和光纤。光纤和同轴电缆相似，只是没有网状屏蔽层。中心是光传播的玻璃芯。

光纤由纤芯，包层和涂层组成，内芯一般为几十微米或几微米，中间层称为包层，通过纤芯和包层的折射率不同，从而实现光信号在纤芯内的全反射也就是光信号的传输，涂层的作用就是增加光纤的韧性保护光纤。

单模光纤这是指在工作波长中，只能传输一个传播模式的光纤，通常简称为单模光纤（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有线电视和光通信中，是应用最广泛的光纤。

多模光纤将光纤按工作波长以其传播可能的模式为多个模式的光纤称作多模光纤（MMF：MUlti ModeFiber）。纤芯直径为50μm，由于传输模式可达几百个，与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。在历史上曾用于有线电视和通信系统的短距离传输，自从出现SMF光纤后，似乎形成历史产品。

cable)是为了满足光学、机械或环境的性能规范而制造的，它是利用臵于包覆护套中的一根或多根光纤作为传输媒质并可以单独或成组使用的通信线缆组件。光缆主要是由光导纤维（细如头发的玻璃丝）和塑料保护套管及塑料外皮构成，光缆内没有金、银、铜铝等金属，一般无回收价值。光缆是一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外包有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。 即：由光纤（光传输载体）经过一定的工艺而形成的线缆。光缆的基本结构一般是由缆芯、加强钢丝、填充物和护套等几部分组成，另外根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。

光纤连接器，也就是接入光模块的光纤接头，种类较多，且相互之间不可以互用。下面对网络工程中几种常用的光纤连接器进行详细的说明：

① FC型光纤连接器：外部加强方式是采用金属套，紧固方式为螺丝扣。 一般在ODF侧采用(配线架上用的最多) ② SC型光纤连接器：连接GBIC光模块的连接器，它的外壳呈矩形，紧固方式是采用插拔销闩式，不须旋转。(路由器交换机上用的最多) ③ ST型光纤连接器：常用于光纤配线架，外壳呈圆形，紧固方式为螺丝扣。(对于10Base-F连接来说，连接器通常是ST类型。常用于光纤配线架) ST、SC连接器接头常用于一般网络。ST头插入后旋转半周有一卡口固定，缺点是容易折断;SC连接头直接插拔，使用很方便，缺点是容易掉出来;FC连接头一般电信网络采用，有一螺帽拧到适配器上，优点是牢靠、防灰尘，缺点是安装时间稍长。

三、康迈尔综合复用设备介绍

CMR-155TB-4LS超级综合业务接入设备采用1.25G光链路接口，提供超大容量传输通道，在传统的综合业务光传输设备基础上增加了4路完全隔离的线速100M网络接口，最大提供30路音频/低速数据业务，并提供4路E1接口，对于光纤资源特别紧张,需要提供更多独立、高带宽以太网通道的场合，充分保证数据通道的带宽和安全，具有良好的稳定性和可靠性。为综合接入提供了一种低成本、高效、简洁的解决方案。

当我们连接好光缆时，发现光口报警，有以下四种情况： 一是将光纤的收发对调，一方对调即可，不能双方同时对调，确保收队发，发对收。

二是在收发正确的情况下，检查光口是否有较脏的情况，如有用医用酒精擦拭干净。

三是上述情况都正常，我们的光端机使用的FC接口，要确保接口的突出位臵插入珐琅的缺口处，如果没有连接紧密，可能会出现由于光损失较大而导致告警的情况。

四是在上述情况都解决的情况下，仍然报警，及时派出有线兵对光缆路由进行排查，确保没有断点。光缆由于较为脆弱，可能出现暗断的情况，这是需要使用OTDR光时域反射仪进行测试，找出断点具体位臵。

CMR-155TB综合复用设备提供了4路完全隔离的线速100M网络接口，这4路网络口互不相同，是独立、透明的以太网传输通道，在光缆一切正常的情况下，检查本地网络接口是否和上级下业务的网络口是否一致，避免出现上级接1口，本地接2口类似情况发生。

如果在接口一致的情况下，本级网络仍不通，可以采用两边直接接笔记本，ip地址设同一网段，互ping，检查以太网通道是否正常。

在光缆线路正常的情况下，电话业务自动开通，如果没有拨号音，联系上级单位，询问电话业务是否加载，如果已加载，并且1-20路都不通，考虑是否自动板是否故障，另外不可使用磁石电话接入1-20路自动号接口，以免磁石电流击穿自动板，甚至烧毁上级程控交换局；21-30为磁石线路。

在光缆线路正常的情况下，可以使用设备环回的方式检测，看上级单位是否收环，如收环则正常，同样，2M线有收发之分，确保连接正确。

光纤是由单根玻璃光纤、紧靠纤心的包层、一次涂履层以及套塑保护层组成。纤芯和 包层由两种光学性能不同的介质构成，内部的介质对光的折射率比环绕它的介质的折射率 高，因此当光从折射率高的一侧射入折射率低的一侧时，只要入射角度大于一个临界值，就 会发生反射现象，能量将不受损失。这时包在外围的覆盖层就象不透明的物质一样，防止了 光线在穿插过程中从表面逸出。 由发光二极管 LED 或注入型激光二极管 ILD 发出光信号沿光纤传播，在另一端则有 PIN 或 APD 光电二极管作为检波器接收信号。为确保信号的有效传输，在光发送端之前 需增加光放大器，以提高入纤的光功率，在接收端的光电检测器之后将微信号进行放大，以 提高接收能力。 光纤类型 根据光在光纤中的传播方式可将光纤划分为两种类型：即多模光纤和单模光纤。多模 光纤又根据其包层的折射率进一步分为突变型折射率光纤和渐变型折射率光纤。 多模光纤主 要用于短距离、低速率的通信，用于干线传输网建设的光纤主要有三种，即 G.652 常规单 模光纤、 G.653 色散位移单模光纤和 G.655 非零色散位移光纤。而其中的 G.65 3 光纤 除了在日本等国家的干线网上有应用之外，在我国的干线网上几乎没有应用。 G.655 光纤 中的新型光纤最多，如低色散斜率光纤、大有效面积光纤、无水峰光纤等。 G.652 单模光纤：在 C 波段 1530 ～ 1565 nm 和 L 波段 1565 ～ 1625nm 的 色散较大，系统速率达到 2.5 Gbit/s 以上时，需要进行色散补偿，在 10 Gbit/s 时系统色 散补偿成本较大，它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光纤。 G.653 色散位移光纤：在 C 波段和 L 波段的色散很小，在 1550nm 是零色散， 系统速率可达到 20 Gbit/s 和 40 Gbit/s ，是单波长超长距离传输的最佳光纤。但是，由于 其零色散的特性，在采用 DWDM 扩容时会出现非线性效应，产生四波混频（ FWM ） ， 导致信号串扰，因此不太适用于 DWDM 。 G.655 非零色散位移光纤：在 C 波段和 L 波段的色散较小，避开了零色散区，既 抑制了四波混频，也可以开通高速系统。新型的 G.655 光纤可以使有效面积扩大到一般光 纤的 1.5 ～ 2 倍，大有效面积可以降低功率密度，减少光纤的非线性效应。 光纤的优点 传输频带宽、通信容量大。 光纤传输损耗低、中继距离长。 光纤传输的信号不受电磁的干扰、保密性强、使用安全。 光纤具有抗高温和耐腐蚀的性能，因而可以抵御恶劣的工作环境。 光纤的体积小、重量轻，便于敷设。 制作光纤的原材料丰富，石英光纤的主要成分是二氧化硅（ SiO 2 ） 。 光缆的制造： 光缆的制造： 光缆的制造过程一般分以下几个过程： 光纤的筛选：选择传输特性优良和张力合格的光纤。 光纤的染色：应用标准的全色谱来标识，要求高温不退色不迁移。 二次挤塑：选用高弹性、低膨胀系数的塑料挤塑成一定尺寸的松套管，将光纤纳入并 填入防潮防水的凝胶。 光缆绞合：将数根挤塑好松套管的光纤与加强单元绞合在一起。 挤光缆外护套：在绞合的光缆外加一层护套。 光缆的种类 按敷设方式分有：自承重架空光缆、管道光缆、铠装地埋光缆和海底光缆。 按光缆结构分有：束管式光缆、层绞式光缆、紧抱式光缆、带式光缆、非金属光缆和 可分支光缆。 按用途分有：长途通信光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。 光纤产生损耗的原因 造成光纤损耗的主要因素有：本征、弯曲、挤压、杂质、不均匀和对接等。 本征：是光纤的固有损耗，包括：瑞利散射，固有吸收等。 弯曲：光纤弯曲时部分光纤内的光会因散射而损失掉，造成损耗。 挤压：光纤受到挤压时产生微小的弯曲而造成的损耗。 杂质：光纤内杂质吸收和散射在光纤中传播的光，造成的损失。 不均匀：光纤材料的折射率不均匀造成的损耗。 对接：光纤对接时产生的损耗，如：不同轴 ( 单模光纤同轴度要求小于 0.8μm) 、 端面与轴心不垂直、端面不平、对接心径不匹配和熔接质量差等。 光纤损耗的分类： 光纤损耗大致可分为光纤具有的固有损耗以及光纤制成后由使用条 件造成的附加损耗。固有损耗包括散射损耗、吸收损耗和因光纤结构不完善引起的损耗；附 加损耗则包括微弯损耗、弯曲损耗和接续损耗。 附加损耗是在光纤的铺设过程中人为造成 的。在实际应用中，不可避免地要产生光纤连接损耗，光纤微小弯曲、挤压、拉伸受力也会 引

起损耗，究其主要原因是在这些条件下，光纤纤芯中的传输模式发生了变化，因此，附加 损耗是可以尽量避免的。 在固有损耗中， 散射损耗和吸收损耗是由光纤材料本身的特性决定的， 在不同的工作波长下 引起的固有损耗也不同。 材料的吸收损耗是由于制造光纤材料中的粒子吸收光能以后， 产生 振动、发热，而将能量散失掉而产生的；散射损耗是由于光纤材料分子的“瑞利散射”而引 起的光损耗，鉴于目前的光纤制造工艺水平，可以说瑞利散射损耗是无法避免的。 光纤接续衰减的产生 影响光纤接续损耗的因素较多，大体可分为光纤本征因素和非本征因素两类。 光纤本征因素是指光纤自身因素， 主要有： 光纤模场直径不一致、 两根光纤芯径失配、 纤芯截面不圆、纤芯与包层同心度不佳等，其中光纤模场直径不一致影响最大。 影响光纤接续损耗的非本征因素即接续技术。 轴心错位：当错位

1.2μm 时，接续损耗达 0.5dB 。 轴心倾斜：当光纤断面倾斜 1° 时，约产生 0.6dB 的接续损耗，如果要求接续 损耗 ≤0.1dB ，则单模光纤的倾角应为 ≤0.3° 。 端面分离：活动连接器的连接不好或熔接机放电电压较低时，很容易产生端面分离， 造成连接损耗较大。 端面质量：光纤端面的平整度差时也会产生损耗，甚至气泡。 接续点附近光纤物理变形：光缆在架设过程中的拉伸变形，接续盒中夹固光缆压力太 大等，都会对接续损耗有影响，甚至熔接几次都不能改善。 其他因素的影响。接续人员操作水平、操作步骤、盘纤工艺水平、熔接机中电极清洁 程度、熔接参数设置、工作环境清洁程度等均会影响到熔接损耗的值。 降低光纤接续损耗的措施 一条线路上尽量采用同一批次的优质裸纤，对于同一批次的光纤， 其模场直径基本相 同，光纤在某点断开后，两端间的模场直径可视为一致，因而在此断开点熔接可使模场直径 对光纤熔接损耗的影响降到最低程度。 光缆架设按要求进行。在光缆敷设施工中，严禁光缆打小圈及折、扭曲，牵引力不超 过光缆允许的 80 ％，瞬间最大牵引力不超过 100 ％，牵引力应加在光缆的加强件上，避 免光纤芯受损伤导致的接续损耗增大。 接续光缆应在整洁的环境中进行，严禁在多尘及潮湿的环境中露天操作，光缆接续部 位及工具、 材料应保持清洁， 不得让光纤接头受潮， 准备切割的光纤必须清洁、 不得有污物， 切割后光纤不得在空气中暴露时间过长。 选用精度高的光纤端面切割器来制备光纤端面， 切割的光纤应为平整的镜面， 无毛刺， 无缺损，光纤端面的轴线倾角应小于 1 度。 熔接机要正确使用，要根据光纤类型正确合理地设置熔接参数、预放电电流、时间及 主放电电流、 主放电时间等， 特别是在放置与使用环境差别较大的地方， 应根据当时的气压、 温度、湿度等环境情况，重新设置熔接机的放电电压及放电位置以及使 V 型槽驱动器复位 等调整。 光纤的发展应用 人类很早以前就认识到用光可以传递信息，并逐步探索到可以用玻璃纤维把光信号封 闭在其中进行光传送的方式，但早期的光纤衰减特别大，直到 20 世纪 60 年代，人类所 能制造的最好的玻璃纤维的衰减仍在每公里 1000dB 以上。 1966 年 7 月， 利用光导纤维作为光的传输媒介的光纤通信，其发展只有二三十年的历史。 光纤通信的发展可分为以下几代进程： 第一代光纤通信系统， 是以 1973 － 1976 年的 850nm 波长的多模光纤通信系 统为代表； 第二代光纤通信系统，是 70 年代末， 80 年代初的多模和单模光纤通信系统； 第三代光纤通信系统是 80 年代中期以后的长波长单模光纤通信系统，中继距离 约 50km ； 第四代光纤通信系统，是指进入 90 年代以后的同步数字体系光纤传输网络。 随着密集波分复用 DWDM 技术、掺铒光纤放大器 EDFA 技术和光时分复用 OTDM 技术的发展和成熟，光纤通信技术正向着超高速、大容量通信系统发展，并且逐步向全光网 络演进。 采用光时分复用 OTDM 和波分复用 DWDM 相结合的试验系统， 容量可达 3 Tb/s （即 3000 Gb/s ）或更高；时分复用 TDM 的 10 Gb/s 系统和与 DWDM 相结合的 32 ×10 Gb/s 和 160×10 Gb/s 系统已经商用化， TDM 40 Gb/s 系统已经在实验室进行试 验。在如此高速率的 DWDM 系统中，开发敷设新一代光纤已成为构筑下一代通信网的重 要基础。 要求新一代光纤应具有所需的色散值和低色散斜率、 大有效面积、 低的偏振模色散， 以克服光纤带来的色散限制和非线性效应问题。 目前而言，对于

基于 2.5 Gb/s 及其以下速率的 WDM 系统， G.652 光纤是一种最 佳选择；对于基于 10 Gb/s 及更高速率的 WDM 系统， G.652 和 G.655 光纤均能支持； 对于通路非常密集的 WDM 系统， G.652 光纤承载的系统在技术上有较好的优势，在考 虑光纤选型时应综合性能及成本等

光电检测器的暗电流在理想条件下，当没有光照时，光电检测器应无光电流输出。但是实际上热激励，宇宙射线或放射性物质的激励，在无光情况下光电检测器仍有电流输出，这种电流称为暗电流，严格的说暗电流还包括器件表面的漏电流。

受激辐射处于高能级E2的电子，当受到外来光子的激发而跃迁到低能级E1，同时放出一个能量为hf的光子，由于这个过程是在外来光子的激发下产生的，因此叫受激辐射 波导色散 是由于波导结构参数与波长相关而产生的，它取决于波导尺寸和纤芯与包层相对折射率差。

光接收机灵敏度在保证通信质量的条件下，光接收机所需的最小平均接收光功率。 费米能级 Ef成为费米能级，用来描述半导体中各能级被电子占据的状态。

散射损耗 主要由材料微观密度不均匀引起的瑞利散射和由光线结构缺陷引起的散射产生的。

粒子数反转 假设能级E1和E2上的粒子数分别为N1和N2，在正常的热平衡状态下，低能级E1上的粒子数大于高能级E2上的粒子数N2的，入射的光信号总是被吸收。为了获得光信号的放大，必须将热平衡下的能级E1和E2上的粒子数N1和N2的分布关系倒过来，即高能级上的粒子数反而对于低能级上的粒子数，这就是粒子数反转分布。

1、半导体激光器产生激光的机理

答：（自己总结的）用泵浦源使工作物质在泵浦元的作用下变成激活物质即实现了粒子数的反转分布（产生光放大的前提），进而使光得到放大，在光学谐振腔内再提供必要的反馈以及进行频率选择，光产生振荡，当物质中的受激辐射大于受激吸收时，就产生了激光。

2、色散分类，色散对光纤通信系统的影响

答：从形成色散的机理来看，光纤色散可以分为模式色散、材料色散和波导色散三种。光纤色钐使光脉冲在传输过程中波形展宽，产生码间干扰，增加误码率，从而限制通信容量和无中继传输距离。

3、什么是雪崩光电二极管的雪崩倍增效应?

答：是在二极管的P-N结上加高反向电压（约为100~150V）在PN结内部形成一个高电场区，入射光功率产生的电子空穴对经过高场区时不断被加速而获得很高的能量，这些高能量的电子空穴对在运动过程中与价带中的束缚电子碰撞，使晶格中的原子电离，产生新的电子空穴对。新的电子空穴对受到同样的加速运动，又与原子碰撞电离，产生电子空穴对，成为二次电子空穴对。如此重复，使载流子和反向光生电流迅速增大，这个物理过程成为雪崩倍增效应。

mBnB码又称分组码，它是把输入信码流中每m个比特码分为一组，然后在相同时隙内变换为n个比特，有n>m.

是有规律的破坏长连“0”和长连“1”的码流，达到“0”“1”等概率的出现。

连接器、耦合器、波分复用器、外调制器、光开关、隔离器

7、光接收机中噪声的主要来源

第一种是光检测器的噪声，包括量子噪声、暗电流噪声及由APD雪崩效应产生的附加噪

第二种是热噪声和前置放大器的噪声。

8、模式截止状态：介于传输模式和辐射模式的临界状态

①波长响应要和光线低损耗窗口兼容；②响应度要高，在一定的接受光功率下，能产生尽可能大的光电流；③噪声要尽可能低，能接受微弱的光信号；④性能稳定，可靠性高，寿命长，功耗和体积小。

10、光隔离器的工作原理

光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应。对于正向入射的信号光，通过起偏器后成为线偏振光，法拉弟旋磁介质与外磁场一起使信号光的偏振方向右旋45度，并恰好使低损耗通过与起偏器成45度放置的检偏器。对于反向光，出检偏器的线偏振光经过放置介质时，偏转方向也右旋转45度，从而使反向光的偏振方向与起偏器方向正交，完全阻断了反射光的传输。

11、阶跃型光纤和渐变型光纤的区别

阶跃型光纤：也成突变型光纤，纤芯折射率n1保持不变，到包层突然变成n2，光线以折线形状沿纤芯中心轴线方向传播，特点是信号畸变大。

渐变型光纤：在纤芯中心折射率最大为n1，沿径向r向外围逐渐变小，直到包层变为n2，光线以正弦形状沿纤芯轴线方向传播，特点是信号畸变小。具有自聚焦效应。

12、SDH帧结构中，信息净负荷区域、段开销、管理单元指针区域的主要作用

信息净负荷区域是SDH帧内用于承载各种业务信息的部分，对于STM-1，Payload有150.336Mb/s的容量。在Payload中包含少量字节用于通道的运行、维护和管理，这些字节成为通道开销POH。

段开销SOH实在SDH帧中为保证信息正常传输所必须的附加字节，主要用于运行、维护和管理。SOH的容量为4.608Mb/s。可细分为段再生开销SOH（占前三行）和复接段开销LOH（占第5~9行）。

管理单元指针是一种指示符，主要用于指示Payload第一个字节在帧内的准确位置，对于STM-1而言，AU-PTR有0.576Mb/s的容量。

1.光纤通信的通信窗口波长范围0.7~1.7um。

2.光纤通信是以光波为载波，以光纤为传输介质的通信方式。

3.光纤通信的最低损耗波长为1.55um，零色散波长为1.31um。

5.目前光纤通信常用的光源有半导体发光二极管LED、半导体激光二极管LD、以及动态纵模分布反馈DFB激光器。

6.光纤的主要优点：①容许频带很宽、传输流量很大②损耗很小，中继距离很长且误码率很小③重量轻、体积小④抗电磁干扰性能好⑤泄露小，保密性好⑥节约金属材料，有利于资源合理使用。

7.光缆的三个组成部分：缆芯、护套、铠套。/加强元件、护层

8.允许单模传输的最小波长是截止波长。

9.光纤基本组成及各组成的折射率以及作用

纤芯，n1，能量主要在纤芯内传输；

包层，n2。，为光的传输提供反射面和光隔离，起一定的机械保护作用。

11.限制光纤传输容量的因素：光纤色散和光纤损耗。

12.双折射现象产生的原因：光纤形状不完善或应力不均匀造成折射率分布各向异性，使两个偏振模具有不同的传输常数。

13.色散是光纤中传输的光信号，由于不同成分光的传播时间不同让她产生的一种物理现象。

14.光纤的连接方式：活动连接和固定连接。

15.光调制器的调制方式：直接调制和外调制。应用范围：高速路系统、波分复用系统和相干光系统中。

16.光接收机灵敏度影响因素：传输速率；光检测器。前置放大器的特性；噪声特性。 光发射机基本要求：①有合适的输出光功率，一般在0.01MV-5MV；②有较好的消光比Ext

17.抖动是数字信号传输过程中产生的一种瞬时不稳定现象，即数字信号在各有效瞬时对标准时间位置的偏差。主要性能参数：抖动幅度、抖动频率.

18.光传输设备：光发射机、光纤线路、光接收机。

19.光发送机由光源、驱动器和调制器组成。其系统性能有工作波长、光谱特性、输出光功率、消光比、调制特性、湿度特性、工作寿命。

20.掺铒光纤放大器的优点：增益高、噪声系数小、频带宽、输出功率大。

21.掺铒光纤放大器主要结构：掺铒光纤、高功率泵浦光源、波分复用器、光隔离器。

22.WDM传输系统的五个部分：光发射机、光中继放大、光接收机、光监控信道、网络管理系统。

23.WDM网络管理系统主要功能：配置管理、故障管理、性能管理和安全管理。

25.光波分复用WDM的双纤单向和单纤双向

单向WDM是指在所有波长信道同时在一个光纤上同一方向传输。

双向WDM是指光通路在一根光纤上同时向两个不同的方向传输。

27.半导体激光器阈值电流：随温度呈指数变化，在一定温度范围内可表示为It=Iexp（T/T。）

28.光放大器的种类：半导体光放大器、光纤放大器。

29.数字光纤通信系统中传输特性的指标：误码率BER、抖动。

30.分插复用器ADM的功能是对不同的数字通道进行分下（drop）与插入（add）操作。可以分为光/电/光和全光两种类型。

31.SDH帧中字节传输顺序：由上往下逐行发送，每行先左后右。

33.数字复接调整方式：正码速调整法和固定位置映射法。

34.光接收机中噪声产生的原因：第一，是由外部电磁干扰产生的；第二是内部产生的，在信号检测和放大过程中引入的随机噪声。主要包括光检测器产生的量子噪声、暗电流噪声和电阻热噪声及放大器产生的噪声。

光纤通信中光波的波长范围是0.8～1.8μm，其中0.8～0.9μm为短波长范围，1.0～1.8μm为长波长范围，目前所采用的三个通信窗口为：短波长的0.85μm；长波长的1.31μm和1.55μm。

光纤通信系统可以根据系统所传输的信号形式、光波的波长和光纤的类型进行不同的分类。

按传输信号形式的不同，光纤通信系统可以分为模拟光纤通信系统和数字光纤通信系统两类。

按波长和光纤类型分类，光纤通信系统可分为短波长（0.85μm）多模光纤通信系统、长波长（1.31μm）多模光纤通信系统、长波长（1.31μm）单模光纤通信系统、长波长（1.55μm）单模光纤通信系统。

光纤通信优点 光纤通信之所以受到人们的极大重视，这是因为和其它通信手段相比，具有无以伦比的优越性。

1、通信容量大 从理论上讲，一根仅有头发丝粗细的光纤可以同时传输1000 亿个话路。虽然目前远远未达到如此高的传输容量，但用一根光纤同时传输24 万个话路的试验已经取得成功，它比传统的明线、同轴电缆、微波等要高出几十乃至上千倍以上。一根光纤的传输容量如此巨大，而一根光缆中可以包括几十根甚至上千根光纤，如果再加上波分复用技术把一根光纤当作几根、几十根光纤使用，其通信容量之大就更加惊人了。

2、中继距离长 由于光纤具有极低的衰耗系数(目前商用化石英光纤已达0.19dB/km 以下)，若配以适当的光发送与光接收设备，可使其中继距离达数百公里以上。这是传统的电缆(1.5km)、微波(50km)等根本无法与之相比拟的。因此光纤通信特别适用于长途

一、二级干线通信。据报导，用一根光纤同时传输24 万个话路、100 公里无中继的试验已经取得成功。此外，已在进行的光孤子通信试验，已达到传输120 万个话路、6000 公里无中继的水平。因此，在不久的将来实现全球无中继的光纤通信是完全可能的。

3、保密性能好 光波在光纤中传输时只在其芯区进行，基本上没有光“泄露”出去，因此其保密性能极好。

4、适应能力强 适应能力强是指，不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀，可挠性强(弯曲半径大于25 厘米时其性能不受影响)等。

5、体积小、重量轻、便于施工维护 光缆的敷设方式方便灵活，既可以直埋、管道敷设，又可以水底和架空。

6、原材料来源丰富，潜在价格低廉 制造石英光纤的最基本原材料是二氧化硅即砂子，而砂子在大自然界中几乎是取之不尽、用之不竭的。因此其潜在价格是十分低廉的。

光纤的重量轻，光缆的重要比电缆轻得多，例如18管同轴电缆1m的重量为11kg，而同等容量的光缆1m重只有90g，这对于在飞机、宇宙飞船和人造卫星上使用光纤通信更具有重要意义。还有，光纤柔软可挠，容易成束，能得到直径小的高密度光缆。

光纤除具有以上突出的优点外，还具有耐腐蚀力强、抗核幅射、能源消耗小等优点。

其缺点是质地脆、机械强度低，连接比较困难，分路、耦合不方便，弯曲半径不宜太小等。这些缺点在技术上都是可以克服的，它不影响光纤通信的实用。

目前正处于100G至400G过渡阶段

我国在传输链路方面，2013年最大段落容量达12T，100G开始大规模部署并成为骨干网主导，预计到2017年最大段落容量将达40T，400G将迎来大需求。

新疆G.654.E陆用试验，提供了为400Gbit/s高速大容量光纤通信

2014年单模光纤超大容量光传输再次刷新全国纪录，一根光纤可容纳24亿人同时通话，而大小仅相当于一根头发丝。武汉邮电科学研究院烽火科技集团首次在一根普通单模光纤上实现了100.23Tb/s传输80公里的超大容量光传输，相当于12亿对人（即24亿人）在一根光纤上同时通话或1秒钟传输4000部25G大小、分辨率为1080P的蓝光超清电影，再次刷新我国光传输最高纪录。

2016年6月建成海底光缆将美国和日本相连，这一光缆系统的传输速率比电缆调制解调器快1000万倍。2016年跨太平洋的光缆系统建成并于6月30日启用：全长约9000公里，带宽高达60Tbps，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。

光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段。光纤通讯的特点是通讯容量大，比电通讯容量大千万倍，在两根光纤上可以传递万路电话，或上千路电视；保密性能好，抗干扰性很强。

光纤通信是以光波作为信息载体,以光纤作为传输媒介的一种通信方式。从原理上看,构成光纤通信的基本物质要素是光纤、光源和光检测器。光纤除了按制造工艺、材料组成以及光学特性进行分类外,在应用中,光纤常按用途进行分类,可分为通信用光纤和传感用光纤。传输介质光纤又分为通用与专用两种,而功能器件光纤则指用于完成光波的放大、整形、分频、倍频、调制以及光振荡等功能的光纤,并常以某种功能器件的形式出现。

从它们只是讲的角度不同，光纤通讯主要讲的手段，光纤通信说的是技术方面的东西。

加州大学圣地亚哥分校的研究人员打破了无中继器情况下光信号传播距离的障碍，在仅使用标准放大器的情况下，使得信息在光纤中的传输距离突破了12000公里（近7500英里）！

在光纤中，传输信息通过多种沟通渠道传输从而产生不同的频率带，而利用“频率梳”使光流信息的变化频率同步，即所谓的光纤传播“光载波”（“optical carriers”），这样就可以提前补偿同一光纤中多个通信通道间的串扰，同时还能够确保传输通道间的串扰可见。 概述：光纤通信与其他形式通信的主要区别有两点：一是载波频率很高；二是用光纤作为传输介质，因此其优点十分明显。而缺点由于材料原因在施工和供电方面确有不足。本文详细讲解光纤通信的优缺点！

利用光波在光导纤维中传输信息的通信方式．由于激光具有高方向性、高相干性、高单色性等显著优点，光纤通信中的光波主要是激光，所以又叫做激光－光纤通信。

一、通信容量大、传输距离远,信道带宽极宽；

随着信息化时代的飞速发展，人们对通信的依赖程度越来越高，对通信系统运载信息能力的要求也日趋增强。有线通信从明线发展到电缆，无线通信从短波发展到微波和毫米波，都试图通过提高载波频率来提高信道容量。而光纤通信中的光波是迄今为止使用频率最高的载波，其传输容量无疑是最高的。一根光纤的潜在带宽可达20THz。采用这样的带宽，只需一秒钟左右，即可将人类古今中外全部文字资料传送完毕。限于器件等技术因素的制约，目前光纤通信应有的通信能力并没有完全发挥出来。例如，理论上一根光纤可以同时传输近1 00亿路电话和1 000万路电视节目，而实际情况为每对光纤仅仅传输48万多路电话信号。在实际应用中，常将组合光纤数不等的光缆与一些新技术（如密集波分复用技术等）相结合，其传输容量可以满足任何条件下信息传输的需要。目前400Gbit/s系统已经投入商业使用。

光纤的损耗极低，在光波长为1.55μm附近，石英光纤损耗可低于0.2dB/km，这比目前任何传输媒质的损耗都低。因此，无中继传输距离可达几

二、信号干扰小、保密性能好；

干扰是影响通信质量的重要原因。通信系统的干扰源很多，有天然干扰源，如雷电、电离层的变化和太阳黑子活动等；有工业干扰源，如电动机和高压电力线；还有无线通信的相互干扰等。干扰对通信系统的影响是通过干扰信号频谱落在通信系统工作频谱范围内产生的。为了降低干扰的影响，人们采取了数字通信、差错控制编码等措施，、但并不能完全消除干扰对通信指标的劣化。而光纤中传输的光信号特定的频率范围，使它不易受各种电磁干扰的影响。同时光纤是由高纯度的二氧化硅材料制成的，不导电，也无电感效应，所以光纤通信系统可以从根本上解决多年来困扰人们的干扰问题。

保密性好是对通信系统的又一重要要求。保密要求已从国家政治、军事、经济情报等领域扩展到企业经济、技术乃至个人通信领域。对信息的窃取通常有三个途径：一是直接接人式窃听；二是窃听计算机和终端设备辐射的电磁场；三是窃听电缆源辐射的电磁场。对于第一种窃听可以采取保密口令、信息加密等技术进行处理；对于第二种窃听可以采取加强电磁屏蔽措施，但电缆系统的完全屏蔽通常是比较困难的。现代侦听技术已能做到在离同轴电缆几千米的地方窃听电缆中传输的信号。但光波在光纤中传输．不易泄漏出来，难以用传统的方法窃听其中的信息，同时它也不会干扰其他通信设备的正常工作。

三、抗电磁干扰、传输质量佳，电通信不能解决各种电磁干扰问题，唯有光纤通信不受各种电磁干扰。

四、光纤尺寸小、重量轻，便于铺设和运输；

五、材料来源丰富，环境保护好，有利于节约有色金属铜。

光纤的主要原材料是来源丰富的二氧化硅。据测量，从上海至北京敷设一条电缆线路需要用铜800t，铅300to如果用光纤代替铜、铅等有色金属，在保持同样的传输容量下，仅需要10kg石英。因此，光纤通信技术的推广将节约大量的有色金属材料，具有合理使用地球资源的意义。

六、无辐射，难于窃听，因为光纤传输的光波不能跑出光纤以外。

七、光缆适应性强，寿命长。

一、质地脆，机械强度差。

二、光纤的切断和接续需要一定的工具、设备和技术。

三、分路、耦合不灵活。

四、光纤光缆的弯曲半径不能过小（>20cm）

光纤通信是以光波为载体，以光导纤维为传输媒质，将信号从一处传输到另一处的一种通信手段。

光纤通信,就是利用光纤来传输携带信息的光波以达到通信之目的。

光纤通信与以往的电气通信相比，主要区别在于有很多优点：它传输频带宽、通信容量大；传输损耗低、中继距离长；线径细、重量轻，原料为石英，节省金属材料，有利于资源合理使用；绝缘、抗电磁干扰性能强；还具有抗腐蚀能力强、抗辐射能力强、可绕性好、无电火花、泄露小、保密性强等优点，可在特殊环境上使用。

1.3光纤通信在电力系统中应用发展

电力系统通信网是我国专用通信网中规模较大、发展较为完善的专网。随着通信网络光纤化趋势进程的加速，我国电力专用通信网在很多地区已经基本完成了从主干线到接入网向光纤过渡的过程。目前，电力系统光纤通信承载的业务主要有语音、数据、宽带业务、IP等常规电信业务；电力生产专业业务有保护、安全自动装置和电力市场化所需的宽带数据等。特别是保护和安全自动装置，对光缆的可靠性和安全性提出了更高的要求。可以说，光纤通信已经成为电力系统安全稳定运行以及电力系统生产生活中不可缺少的一个重要组成部分。

光纤通信在电力通信中的应用最初是沿用电信部门传统的地埋、管道、架空等方法敷设普通光缆，构成电力光纤通信系统。随着技术的进步，到了上世纪的

七、八十年代，一些有别于传统光缆的附加于电力线和加挂于电力杆塔上的光电复合式光缆被开发出来，这些光缆被统称为电力特种光缆。电力系统光纤通信与其它光纤通信系统最大区别之一就是通信光缆的特别性。电力特种光缆受外力破坏的可能性小，可靠性高，虽然其本身造价相对较高，但施工建设成本较低。经过多年的发展，目前电力特殊光缆制造及工程设计已经成熟，特别是OPGW和ADSS技术，在国内电力特殊光缆已经开始大规模的应用，如三峡工程中的长距离主干OPGW光缆线路等。特种光缆依托于电力系统自己的线路资源，避免了在频率资源、路由协调、电磁兼容等方面与外界的矛盾和纠葛，有很大的主动权和灵活性。

电力系统有强大的电力网，遍布全国的城市和农村，借助于电力线路及杆塔建设光纤通信网是完全可行的。并且可以为发展电网自动化和新型继电保护提供宽频通道。目前，电力系统的城网和农网改造也为电力通信的发展带来了极好的机遇，许多省、地(市)电力局和县电力局都纷纷建设光纤线路，为实现宽带综合业务数字网(B-ISDN)做好充分准备。

GYFTZY非金属阻燃光缆（一般电力光缆采用层绞式）严格来说不属于我们电力光缆用的特种光缆。但我们电力光缆线路进变电站时，变电站具有强电的场合，同时对防雷性及阻燃型要求很高，所以就需要采用非金属材料、阻燃性好的光缆，所有我们在进变电站段一般会采用GYFTZY非金属阻燃光缆。可能有人会说，我看可以采用ADSS全介质自承式光缆，根据ADSS全介质自承式光缆的使用条件也适用于雷电区，强电区，但相对于GYFTZY非金属阻燃光缆普通光缆，成本要高，性价比不高。

我们先通过GYFTZY的字母了解该光缆的性能，GY为通信用室外光缆；F为非金属加强件；T为填充式阻水；Z为阻燃；Y为聚乙烯护套。通过以上知道其技术特点为阻燃护套，松套管内填充特种油膏，对光纤进行关键性保护，全截面阻水结构，确保光缆良好的阻水防潮性能，高模量玻璃纤维增强塑料棒（FRP）中心加强构件，光缆为全介质（非金属）结构，重量轻，敷设方便，抗电磁能力优良，适用于电力系统及多雷地区。本光缆在站内一般穿管方式敷设。最小弯曲半径敷设时20倍光缆外径；敷设完成后工作时10倍光缆外。

ADSS全介质自承式光缆（AllDielectricSelf-SupportingOpticalFiberCable，简称ADSS光缆），ADSS光缆在220kV、110kV、35kV电压等级输电线路上广泛使用，一般用于已建线路上。全介质即光缆所用的是全介质材料，自承式是指光缆自身加强构件能承受自重及外界负荷。这一名称就点明了这种光缆的使用环境及其关键技术：因为是自承式，所以其机械强度举足轻重；使用全介质材料是因为光缆处于高压强电环境中，必须能耐受强电的影响；由于是在电力杆塔上架空使用，所以必须有配套的挂件将光缆固定在杆塔上。

由于ADSS光缆是与高压电力线同路架设，所以其表面除要求与普通光缆一样抗紫外线辐射之外，还要求能长期经受高压强电环境的考验。光缆与高压相线及其与大地之间的电容耦合会在光缆表面产生不同的空间电位。在雨雪冰霜等气象环境及尘垢作用下，电位差在潮湿污秽的光缆表面局部引起漏电流，产生的热效应使光缆表面部分区域水分被蒸发，在蒸干的瞬间，漏电流中断从而产生电弧和较大热能，积累的热能会灼伤光缆表面，形成象树枝状的痕迹，这就是所说的电痕。天长日久外护层老化受损，由表及里，芳纶纱老化机械性能降低，最终就会出现光缆断裂。主要从两方面来解决这个问题。一是采用专用耐电痕护套料来挤制芳纶纱外的外护层，即采用AT耐电痕护套来减少强电对光缆表面的电痕腐蚀；另外通过专业软件对电力杆塔上的空间电位分布进行计算并绘制出电场强度分布图，根据这一科学依据来确定光缆在杆塔上的具体悬挂点，这样来避免光缆受更强的电场作用。ADSS光缆在不同的电力路线采用不同的护套，最常见的ADSS护套有两种，PE护套和AT护套。PE护套，普通的聚乙烯护套，用于350KV及以下电力线路。AT护套，抗电痕护套，用于110KV及以上电力线路。

OPGW光缆，OpticalFiberCompositeOverheadGroundWire（也称光纤复合架空地线）。把光纤放置在架空高压输电线的地线中，用以构成输电线路上的光纤通信网，这种结构形式兼具地线与通信双重功能，它具有两种功能：一是作为输电线路的防雷线，对输电导线抗雷闪放电提供屏蔽保护；二是通过复合在地线中的光纤来传输信息。OPGW是架空地线和光缆的复合体，但并不是它们之间的简单相加。

OPGW光缆主要在500kV、220kV、110kV电压等级线路上使用，受线路停电、安全等因素影响，多在新建线路上应用。OPGW光适用高压超过110kV的线路，档距较大(一般都在250m以上)；易于维护，对于线路跨越问题易解决，其机械特性可满足线路大跨越；OPGW外层为金属铠装，对高压电蚀及降解无影响；OPGW在施工时必须停电，停电损失较大，所以在新建110kV以上高压线路中应该使用OPGW；OPGW的性能指标中，短路电流越大，越需要用良导体做铠装，则相应降低了抗拉强度，而在抗拉强度一定的情况下，要提高短路电流容量，只有增大金属截面积，从而导致缆径和缆重增加，这样就对线路杆塔强度提出了安全问题。常见的OPGW结构主要有三大类，分别是铝管型、铝骨架型和(不锈)钢管型。

光纤复合架空相线OPPC（OpticalPhaseConductor）是一种新型的电力特种光缆，是将光纤单元复合在相线中的光缆，具有相线和通信的双重功能，OPPC光缆的设计适用任何新建的中低压输电线路，主要用于110kV以下电压等级线路，尤其是35kV以下的配电线路，有些是可不架设地线的，因此不可能安装OPGW。在所有的电网中，唯有相线是必不可少的，为了满足电力监控或光纤联网的要求，OPPC与OPGW技术比较接近，在传统的相线结构中以合适的方法加入光纤单元，就成为光纤复合相线。

金属自承光缆MASS(MetalAerialSelfSupporting)。从结构上看，MASS与中心管单层绞线的OPGW相一致，如没有特殊要求，金属绞线通常用镀锌钢线，因此结构简单，价格低廉。MASS是介于OPGW和ADSS之间的产品。MASS作为自承光缆应用时，主要考虑强度和弧垂以及与相邻导/地线和对地的安全间距。它不必像OPGW要考虑短路电流和热容量，也不需要像OPPC那样要考虑绝缘、载流量和阻抗，更不需要像ADSS要考虑安装点场强，其外层金属绞线的作用仅是容纳和保护光纤。在破断力相近的情况下，虽然MASS比ADSS重，但外直径比中心管ADSS约小1/4，比层绞ADSS约小1/3。在直径相近情况下，ADSS的破断力和允许张力却要比MASS小得多。

它们用自动捆绑机和缠绕机将光缆捆绑和缠绕在地线或相线上，其共同的优点是：光缆重量轻、造价低、安装迅速。在地线或10kV/35kV相线上可不停电安装；共同的缺点是：由于都采用了有机合成材料做外护套，因此都不能承受线路短路时相线或地线上产生的高温，都有外护套材料老化问题，施工时都需要专用机械，在施工作业性、安全性等方面问题较多，而且其容易受到外界损害，如鸟害、枪击等，因此在电力系统中都未能得到广泛的应用。但在国际上，这类技术并没有被淘汰或放弃，仍在相当的范围内应用。

光纤复合电缆主要与OPPC类似，将光纤单元复合与电缆中，让电缆具有相线和通信的双重功能。光纤复合电缆有光纤复合低压电缆OPLC、光纤复合中压电缆OPMC及现在开始在高压电缆上使用的光纤复合高压电缆（如110kV海底电力电缆、220kV海底电力电及部分陆缆）。

光纤复合低压电缆OPLC（OpticalFiberCompositeLow-VoltageCable）是将经过保护后的光纤单元置于电力线缆中，可用于额定电压0.6/1kV及其以下电力系统中，同时解决光纤信息通信的问题。OPLC倡导的电力光纤到户（PowerandFibertothehome，简称PFTTH），即配合无源光网络（PON）技术，实现电信网、电力传输网、电视网和互联网等“多网融合”的概念完全符合我国现阶段电信运营商提出的“三网融合”建设的浪潮，因此可以通过OPLC构建电信公共服务平台，加速和节约我国光纤到户建设。

光纤复合中压电缆OPMC是额定电压6kV～35kV供电系统用中压智能复合电缆。光纤复合中压电缆OPMC是一种光纤复合中压电缆，包括缆芯、缆芯包带层及外护套，缆芯内具有电力传输导线和阻水填充物，每根电力传输导线由在导体外依次包覆导体屏蔽层、绝缘层、绝缘屏蔽层、金属屏蔽层构成，在缆芯内设有由内设光纤的松套管以及在松套管外依次包覆非金属加强层、护套层而构成的光纤通信单元，在缆芯包带层与外护套之间依次设有内护套、钢带铠装层。

光纤复合高压电缆的使用也是一种发展趋势，现在的海底电缆基本都是采用光纤复合高压电缆，现在陆缆使用光纤复合高压电缆也越来越多。下图的35kV海缆图截面图。

1.铜导体+阻水带 2.导体半导电屏蔽 3.XLPE绝缘

4.绝缘半导电屏蔽 5.半导电阻水带 6.合金铅套

8.PP绳填充条成缆外径 9.成缆包带

12.PP绳+沥青外被层+包带 13.PP绳+沥青外被层+包带 光纤光缆基本知识45条 1.简述光纤的组成。

答：光纤由两个基本部分组成：由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。 2.描述光纤线路传输特性的基本参数有哪些? 答：包括损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径等。 3. 产生光纤衰减的原因有什么? 答：光纤的衰减是指在一根光纤的两个横截面间的光功率的减少，与波长有关。造成衰减的主要原因是散射、吸收以及由于连接器、接头造成的光损耗。

4.光纤衰减系数是如何定义的? 答：用稳态中一根均匀光纤单位长度上的衰减(dB/km)来定义。 5.插入损耗是什么? 答：是指光传输线路中插入光学部件(如插入连接器或耦合器)所引起的衰减。 6.光纤的带宽与什么有关? 答：光纤的带宽指的是：在光纤的传递函数中，光功率的幅值比零频率的幅值降低50%或3dB时的调制频率。光纤的带宽近似与其长度成反比，带宽长度的乘积是一常量。

7.光纤的色散有几种?与什么有关? 答：光纤的色散是指一根光纤内群时延的展宽，包括模色散、材料色散及结构色散。取决于光源、光纤两者的特性。

8.信号在光纤中传播的色散特性怎样描述? 答：可以用脉冲展宽、光纤的带宽、光纤的色散系数三个物理量来描述。 9.什么是截止波长? 答：是指光纤中只能传导基模的最短波长。对于单模光纤，其截止波长必须短于传导光的波长。 10.光纤的色散对光纤通信系统的性能会产生什么影响? 答：光纤的色散将使光脉冲在光纤中传输过程中发生展宽。影响误码率的大小，和传输距离的长短，以及系统速率的大小。

11.什么是背向散射法? 答：背向散射法是一种沿光纤长度上测量衰减的方法。光纤中的光功率绝大部分为前向传播，但有很少部分朝发光器背向散射。在发光器处利用分光器观察背向散射的时间曲线，从一端不仅能测量接入的均匀光纤的长度和衰减，而且能测出局部的不规则性、断点及在接头和连接器引起的光功率损耗。

12.光时域反射计(OTDR)的测试原理是什么?有何功能? 答：OTDR基于光的背向散射与菲涅耳反射原理制作，利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息，可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等，是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。其主要指标参数包括：动态范围、灵敏度、分辨率、测量时间和盲区等。

13.OTDR的盲区是指什么?对测试会有何影响?在实际测试中对盲区如何处理? 答：通常将诸如活动连接器、机械接头等特征点产生反射引起的OTDR接收端饱和而带来的一系列“盲点”称为盲区。

光纤中的盲区分为事件盲区和衰减盲区两种：由于介入活动连接器而引起反射峰，从反射峰的起始点到接收器饱和峰值之间的长度距离，被称为事件盲区;光纤中由于介入活动连接器引起反射峰，从反射峰的起始点到可识别其他事件点之间的距离，被称为衰减盲区。

对于OTDR来说，盲区越小越好。盲区会随着脉冲展宽的宽度的增加而增大，增加脉冲宽度虽然增加了测量长度，但也增大了测量盲区，所以，在测试光纤时，对OTDR附件的光纤和相邻事件点的测量要使用窄脉冲，而对光纤远端进行测量时要使用宽脉冲。

14.OTDR能否测量不同类型的光纤? 答：如果使用单模OTDR模块对多模光纤进行测量，或使用一个多模OTDR模块对诸如芯径为62.5mm的单模光纤进行测量，光纤长度的测量结果不会受到影响，但诸如光纤损耗、光接头损耗、回波损耗的结果是不正确的。所以，在测量光纤时，一定要选择与被测光纤相匹配的OTDR进行测量，这样才能得到各项性能指标均正确的结果。

15.常见光测试仪表中的“1310nm”或“1550nm”指的是什么? 答：指的是光信号的波长。光纤通信使用的波长范围处于近红外区，波长在800nm～1700nm之间。常将其分为短波长波段和长波长波段，前者指850nm波长，后者指1310nm和1550nm. 16.在目前商用光纤中，什么波长的光具有最小色散?什么波长的光具有具有最小损耗? 答：1310nm波长的光具有最小色散，1550nm波长的光具有最小损耗。 17.根据光纤纤芯折射率的变化情况，光纤如何分类? 答：可分为阶跃光纤和渐变光纤。阶跃光纤带宽较窄，适用于小容量短距离通信;渐变光纤带宽较宽，适用于中、大容量通信。

18.根据光纤中传输光波模式的不同，光纤如何分类? 答：可分为单模光纤和多模光纤。单模光纤芯径约在1～10μm之间，在给定的工作波长上，只传输单一基模，适于大容量长距离通信系统。多模光纤能传输多个模式的光波，芯径约在50～60μm之间，传输性能比单模光纤差。

在传送复用保护的电流差动保护时，安装在变电站通信机房的光电转换装置与安装在主控室的保护装置之间多用多模光纤。

19.阶跃折射率光纤的数值孔经(NA)有何意义? 答：数值孔经(NA)表示光纤的收光能力， NA越大，光纤收集光线能力越强。 20.什么是单模光纤的双折射? 答：单模光纤中存在两个正交偏振模式，当光纤不完全园柱对称时，两个正交偏振模式并不是简并的，两个正交偏振的模折射率的差的绝对值即为双折射。

21.最常见的光缆结构有几种? 答：有层绞式和骨架式两种。 22.光缆主要由什么组成? 答：主要由：纤芯、光纤油膏、护套材料、PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)等材料组成。 23.光缆的铠装是指什么? 答：是指在特殊用途的光缆中(如海底光缆等)所使用的保护元件(通常为钢丝或钢带)。铠装都附在光缆的内护套上。

24.光缆护套用什么材料? 答：光缆护套或护层通常由聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)材料构成，其作用是保护缆芯不受外界影响。 25.列举在电力系统中应用的特殊光缆。 答：主要有三种特殊光缆：

地线复合光缆(OPGW)，光纤置于钢包铝绞结构的电力线内。OPGW光缆的应用，起到了地线和通信的双功能，有效地提高了电力杆塔的利用率。

缠绕式光缆(GWWOP)，在已有输电线路的地方，将这种光缆缠绕或悬挂在地线上。

自承式光缆(ADSS)，有很强的抗张能力，可直接挂在两座电力杆塔之间，其最大跨距可达1000m. 26.OPGW光缆的应用结构有几种? 答：主要有：1)塑管层绞+ 铝管的结构;2) 中心塑管+ 铝管的结构;3) 铝骨架结构;4) 螺旋铝管结构;5) 单层不锈钢管结构( 中心不锈钢管结构、不锈钢管层绞结构);6) 复合不锈钢管结构( 中心不锈钢管结构、不锈钢管层绞结构)。

27.OPGW光缆缆芯外的绞线线材主要由什么组成? 答：以AA线(铝合金线) 和AS线材(铝包钢线)组成。 28.要选择OPGW光缆型号，应具备的技术条件有哪些? 答：1) OPGW光缆的标称抗拉强度(RTS) (kN);2) OPGW光缆的光纤芯数(SM);3) 短路电流(kA);4) 短路时间(s);5) 温度范围(℃)。

29.光缆的弯曲程度是如何限制的? 答：光缆弯曲半径应不小于光缆外径的20倍，施工过程中(非静止状态)不小于光缆外径的30倍。 30.在ADSS光缆工程中，需注意什么? 答：有三个关键技术：光缆机械设计、悬挂点的确定和配套金具的选择与安装。 31.光缆金具主要有哪些? 答：光缆金具是指安装光缆使用的硬件，主要有：耐张线夹，悬垂线夹、防振器等。 32.光纤连接器有两个最基本的性能参数，分别是什么? 答：光纤连接器俗称活接头。对于单纤连接器光性能方面的要求，重点是在介入损耗和回波损耗这两个最基本的性能参数上。

33.常用的光纤连接器有几类? 答：按照不同的分类方法，光纤连接器可以分为不同的种类，按传输媒介的不同可分为单模光纤连接器和多模光纤连接器;按结构的不同可分为FC、SC、ST、D

4、DIN、Biconic、MU、LC、MT等各种型式;按连接器的插针端面可分为FC、PC(UPC)和APC.常用的光纤连接器：FC/PC型光纤连接器、SC型光纤连接器，LC型光纤连接器。

34.在光纤通信系统中，常见下列物品，请指出其名称。 AFC、FC 型适配器 ST型适配器 SC型适配器 FC/APC、FC/PC型连接器 SC型连接器 ST型连接器 LC型跳线 MU型跳线 单模或多模跳线。

35.什么是光纤连接器的介入损耗(或称插入损耗)? 答：是指因连接器的介入而引起传输线路有效功率减小的量值，对于用户来说，该值越小越好。ITU-T规定其值应不大于0.5dB. 36.什么是光纤连接器的回波损耗(或称反射衰减、回损、回程损耗)? 答：是衡量从连接器反射回来并沿输入通道返回的输入功率分量的一个量度，其典型值应不小于25dB. 37.发光二极管和半导体激光器发出的光最突出的差别是什么? 答：发光二极管产生的光是非相干光，频谱宽;激光器产生的光是相干光，频谱很窄。 38.发光二极管(LED)和半导体激光器(LD)的工作特性最明显的不同是什么? 答：LED没有阈值，LD则存在阈值，只有注入电流超过阈值后才会产生激光。 39.单纵模半导体激光器常用的有哪两种? 答：DFB激光器和DBR激光器，二者均为分布反馈激光器，其光反馈是由光腔内的分布反馈布拉格光栅提供的。 40.光接收器件主要有哪两种? 答：主要有光电二极管(PIN管)和雪崩光电二极管(APD)。 41.光纤通信系统的噪声产生的因素有哪些? 答：有由于消光比不合格产生的噪声，光强度随机变化的噪声，时间抖动引起的噪声，接收机的点噪声和热噪声，光纤的模式噪声，色散导致的脉冲展宽产生的噪声，LD的模分配噪声，LD的频率啁啾产生的噪声以及反射产生的噪声。

42.目前用于传输网建设的光纤主要有哪些?其主要特点是什么? 答：主要有三种，即G.652常规单模光纤、G.653色散位移单模光纤和G.655非零色散位移光纤。

G.652单模光纤在C波段1530～1565nm和L波段1565～1625nm的色散较大，一般为17～22psnm?km，系统速率达到2.5Gbit/s以上时，需要进行色散补偿，在10Gbit/s时系统色散补偿成本较大，它是目前传输网中敷设最为普遍的一种光纤。

G.653色散位移光纤在C波段和L波段的色散一般为-1～3.5psnm?km，在1550nm是零色散，系统速率可达到20Gbit/s和40Gbit/s，是单波长超长距离传输的最佳光纤。但是，由于其零色散的特性，在采用DWDM扩容时，会出现非线性效应，导致信号串扰，产生四波混频FWM，因此不适合采用DWDM. G.655非零色散位移光纤：G.655非零色散位移光纤在C波段的色散为1～6psnm?km，在L波段的色散一般为6～10psnm?km，色散较小，避开了零色散区，既抑制了四波混频FWM，可用于DWDM扩容，也可以开通高速系统。新型的G.655光纤可以使有效面积扩大到一般光纤的1.5～2倍，大有效面积可以降低功率密度，减少光纤的非线性效应。

43.什么是光纤的非线性? 答：是指当入纤光功率超过一定数值后，光纤的折射率将与光功率非线性相关，并产生拉曼散射和布里渊散射，使入射光的频率发生变化。

44.光纤非线性对传输会产生什么影响? 答：非线性效应会造成一些额外损耗和干扰，恶化系统的性能。WDM系统光功率较大并且沿光纤传输很长距离，因此产生非线性失真。非线性失真有受激散射和非线性折射两种。其中受激散射有拉曼散射和布里渊散射。以上两种散射使入射光能量降低，造成损耗。在入纤功率较小时可忽略。

45.什么是PON(无源光网络)? 答：PON是本地用户接入网中的光纤环路光网络，基于无源光器件，如耦合器、分光器.