【文章內容簡介】 、機器人、汽車配電盤等也已成功地用光導纖維傳輸光源或圖像。如與敏感元件組合或利用本身的特性 ,則可以做成各種傳感器 ,測量壓力、流量、溫度、位移、光澤和顏色等。在能量傳輸和信息傳輸方面也獲得廣泛的應用。高分子光導纖維開 14 發(fā)之初，僅 用于汽車照明燈的控制和裝飾。現(xiàn)在主要用于醫(yī)學、裝飾、汽車、船舶等方面，以顯示元件為主。在通信和圖像傳輸方面，高分子光導纖維的應用日益增多，工業(yè)上用于光導向器、顯示盤、標識、開關類照明調節(jié)、光學傳感器等，同時也用在裝飾顯示、廣告顯示。 （ 五 ） 、 光纖傳輸優(yōu)點 直到 1960 年，美國科學家 Maiman 發(fā)明了世界上第一臺激光器后，為光通訊提供了良好的光源。隨后二十多年，人們對光傳輸介質進行了攻關，終于制成了低損耗光纖，從而奠定了光通訊的基石。從此，光通訊進入了飛速發(fā)展的階段。 光纖傳輸有許多突出的優(yōu)點： 頻帶 寬 ： 頻帶的寬窄代表傳輸容量的大小。載波的頻率越高，可以傳輸信號的頻帶寬度就越大。在 VHF 頻段，載波頻率為 48． 5MHz～ 300Mhz。帶寬約 250MHz，只能傳輸27 套電視和幾十套調頻廣播。可見光的頻率達 100000GHz，比 VHF 頻段高出一百多萬倍。盡管由于光纖對不同頻率的光有不同的損耗，使頻帶寬度受到影響，但在最低損耗區(qū)的頻帶寬度也可達 30000GHz。目前單個光源的帶寬只占了其中很小的一部分 (多模光纖的頻帶約幾百兆赫，好的單模光纖可達 10GHz 以上 )，采用先進的相干光通信可以在 30000GHz 范圍內安 排 2021 個光載波，進行波分復用，可以容納上百萬個頻道。 損耗低 ： 在同軸電纜組成的系統(tǒng)中，最好的電纜在傳輸 800MHz 信號時，每公里的損耗都在 40dB 以上。相比之下，光導纖維的損耗則要小得多，傳輸 的光，每公里損耗在 0． 35dB 以下若傳輸 的光，每公里損耗更小，可達 0． 2dB 以下。這就比同軸電纜的功率損耗要小一億倍，使其能傳輸?shù)木嚯x要遠得多。此外，光纖傳輸損耗還有兩個特點，一是在全部有線電視頻道內具有相同的損耗，不需要像電纜干線那樣必須引人均衡器進行均衡；二是其損耗幾乎不隨溫度而變， 不用擔心因環(huán)境溫度變化而造成干線電平的波動。 重量輕 ： 因為光纖非常細，單模光纖芯線直徑一般為 4um～ 10um，外徑也只有 125um，加上防水層、加強筋、護套等，用 4～ 48 根光纖組成的光纜直徑還不到 13mm，比標準同軸電纜的直徑 47mm 要小得多，加上光纖是玻璃纖維，比重小，使它具有直徑小、重量輕的特點，安裝十分方便。 抗干擾能力強 ： 因為光纖的基本成分是石英，只傳光，不導電，不受電磁場的作用，在其中傳輸?shù)墓庑盘柌皇茈姶艌龅挠绊?，故光纖傳輸對電磁干擾、工業(yè)干擾有很強的抵御能力。也正因為如此，在光纖中傳輸?shù)?信號不易被竊聽，因而利于保密。 保真度高 ： 因為光纖傳輸一般不需要中繼放大，不會因為放大引人新的非線性失真。只要激光器的線性好，就可高保真地傳輸電視信號。實際測試表明，好的調幅光纖系統(tǒng)的載波組合三次差拍比 C／ CTB 在 70dB 以上，交調指標 cM 也在 60dB 以上，遠高于一般 15 電纜干線系統(tǒng)的非線性失真指標。 工作性能可靠 ： 我們知道，一個系統(tǒng)的可靠性與組成該系統(tǒng)的設備數(shù)量有關。設備越多，發(fā)生故障的機會越大。因為光纖系統(tǒng)包含的設備數(shù)量少 (不像電纜系統(tǒng)那樣需要幾十個放大器 )，可靠性自然也就高，加上光纖設備的壽命都很 長，無故障工作時間達 50萬～ 75 萬小時，其中壽命最短的是光發(fā)射機中的激光器，最低壽命也在 10 萬小時以上。故一個設計良好、正確安裝調試的光纖系統(tǒng)的工作性能是非常可靠的。 成本不斷下降 ： 目前，有人提出了新摩爾定律，也叫做光學定律（ Optical Law）。該定律指出，光纖傳輸信息的帶寬，每 6 個月增加 1倍，而價格降低 1倍。光通信技術的發(fā)展，為 Inter 寬帶技術的發(fā)展奠定了非常好的基礎。這就為大型有線電視系統(tǒng)采用光纖傳輸方式掃清了最后一個障礙。由于制作光纖的材料 (石英 )來源十分豐富，隨著技術的進步，成本還 會進一步降低；而電纜所需的銅原料有限，價格會越來越高。顯然，今后光纖傳輸將占絕對優(yōu)勢，成為建立全省、以至全國有線電視網(wǎng)的最主要傳輸手段。結構原理 光導纖維是由兩層折射率不同的玻璃組成。內層為光內芯，直徑在幾微米至幾十微米，外層的直徑 ～ 。一般內芯玻璃的折射率比外層玻璃大 1％。根據(jù)光的折射和全反射原理 ,當光線射到內芯和外層界面的角度大于產(chǎn)生全反射的臨界角時，光線透不過界面，全部反射。這時光線在界面經(jīng)過無數(shù)次的全反射，以鋸齒狀路線在內芯向前傳播，最后傳至纖維的另一端。這種光導纖維屬皮芯型結構。若內 芯玻璃折射率是均勻的，在界面突然變化降低至外層玻璃的折射率，稱為階躍型結構。如內芯玻璃斷面折射率從中心向外變化到低折射率的外層玻璃，稱為梯度型結構。外層玻璃具有光絕緣性和防止內芯玻璃受污染。另一類光導纖維稱自聚焦型結構，它好似由許多微雙凸透鏡組合而成，迫使入射光線逐漸自動地向中心方向會聚，這類纖維中心的折射率最高，向四周連續(xù)均勻地減少，至邊緣為最低。 16 三、設計目標與原則 本次設計針對 北京電子科技職業(yè)學院（東校區(qū)）男女生宿舍樓的 FTTH 線路工程的設計與預算。此工程需要對整個東校區(qū)做細 致的數(shù)據(jù)勘測和測量 。 這樣通過使用率算來，需要合理的設計和分配，繪制出詳細的光纖分配圖，保證設計的條理清晰，符合規(guī)劃要求，做出最滿意的光纖接進每一個宿舍，而且保證每一個宿舍的網(wǎng)絡良好。最后，我們通過預算軟件，選出適合的材料、光纖、設備等，做出我們認為最合理的預算。 （ 一 ） 、 設計目標 在國內市場上， ADSL 仍然是寬帶接入網(wǎng)的主流，這是由成本和業(yè)務需求所決定的。從目前 ADSL 的發(fā)展情況來看，這種接入方式確實很好地解決了大眾的寬帶上網(wǎng)問題。然而，在寬帶接入層面，下一代的網(wǎng)絡必然是光纖到戶。 “這主要是因為融合性 業(yè)務對帶寬提出了更高的要求。光纖通信具有頻帶寬、容量大、單位帶寬成本低、可承載高質量視頻、綠色環(huán)保等特點，它的使用可以在接入環(huán)節(jié)更好地適應融合性業(yè)務發(fā)展需要?！惫I(yè)和信息化部電信研究院專家續(xù)俊旗說。換句話說， FTTH接入方式比現(xiàn)有的 DSL 寬帶接入方式更適合一些已經(jīng)出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的寬帶業(yè)務和應用，這些新業(yè)務和新應用，包括電視電話會議、可視電話、視頻點播、 IPTV、網(wǎng)上游戲、遠程教育和遠程醫(yī)療等。 另一方面，光纖到戶不僅能提供更大的通信帶寬，且能讓多個運營商通過一根光纖平等接入到用戶，這既可以讓用戶擁有真正自 主選擇網(wǎng)絡運營商的權力，也可以避免重復建設所造成的資源浪費。因此，發(fā)展光纖到戶已是大勢所趨。 當前，盡管烽火通信、中天等廠商在 FTTH 推進方面竭盡全力，但仍顯得勢單力孤。與此同時，較高的建設成本，依舊不夠豐富的內容，尚未規(guī)?；漠a(chǎn)業(yè)環(huán)境等都成為 FTTH不能與 3G媲美的因素。但毋庸置疑的是，在 FTTH 已經(jīng)開始預熱的大環(huán)境下，盡早抓住這個市場機遇已經(jīng)成為越來越多廠商的共識。 （ 二 ） 、 設計原則 FTTH 建設應優(yōu)先選取基礎設施較好的城市區(qū)域，尤其是供電有保障的園區(qū)、樓宇、校園等區(qū)域推進，并逐步向外延伸，以此解決斷 電后語音業(yè)務無法使用對用戶造成的影響。 接入光纜網(wǎng)與 ODN 網(wǎng)絡是 FTTH 規(guī)模部署的基礎與關鍵，應做好接入光纜網(wǎng)與 ODN 網(wǎng)絡的整體規(guī)劃。為發(fā)揮 GPON 技術在帶寬和分光比的優(yōu)勢，規(guī)避 PON 技術演進的風險， ODN 17 網(wǎng)絡的規(guī)劃與建設應具有向 GPON網(wǎng)絡演進的能力，為實現(xiàn) GPON 網(wǎng)絡的平滑引入打下基礎。 在 FTTH 終端選擇上應優(yōu)先考慮采用 PON 上行 e 家終端，具備 、 、 IPv6等支持能力，滿足語音 IP 接入、無線寬帶業(yè)務發(fā)展及網(wǎng)絡演進的要求。 應統(tǒng)籌做好 FTTH 網(wǎng)絡與承載網(wǎng)、核心 網(wǎng)的協(xié)同發(fā)展，提升軟交換及 IMS 網(wǎng)絡對于海量小型化語音終端的接入能力，及城域網(wǎng)的大流量承載與控制等能力。 主干層應選擇環(huán)形結構為主，采用環(huán)形無遞減方式配纖；主干光節(jié)點可根據(jù)業(yè)務需求情況配置一定數(shù)量的雙路由獨占纖和環(huán)形公共纖。主干層光纜應選擇 144 芯以上的帶狀光纜以滿足長期的業(yè)務需求；大容量主干光節(jié)點應主要采用光交接間的方式，充分利用現(xiàn)有的條件較好的接入設備間，盡量避免新建。主干光節(jié)點的規(guī)劃建設應適度超前于業(yè)務發(fā)展。配線層光纜以星樹型結構遞減配纖方式為主，對接入重要政企客戶或 A 類移動基站的配線節(jié)點，可與 主干節(jié)點組成配線環(huán)。 配線層光纜主要選擇 2448 芯束狀光纜；配線光節(jié)點應主要采用光交接箱或利用現(xiàn)有光交接間，預留安裝分光器的空間。城市中心區(qū)域的配線光節(jié)點覆蓋范圍應控制在 200300 米，市郊和縣城區(qū)域的配線光節(jié)點覆蓋范圍應控制在 300500 米。引入層光纜以星樹型結構遞減配纖方式為主，引入層光纜主要選擇 624 芯束狀光纜。引入層光纜應根據(jù)業(yè)務發(fā)展情況與接入設備同步建設。 規(guī)劃區(qū)域內有光纜接入需求的每棟建筑都應規(guī)劃為一個用戶光節(jié)點。對于普通住宅的引入光纜，應按照 FTTH 模式的纖芯需求選取，建議對每棟住戶在 180 戶以下的住宅樓配置 68 芯光纜， 180 戶以上的住宅樓配置 12 芯光纜。 配線光節(jié)點的規(guī)劃應根據(jù)用戶節(jié)點的分布，選擇配線光節(jié)點的位置和覆蓋范圍。建議每 616 個用戶光節(jié)點可設置一個配線光節(jié)點，城市區(qū)域每個配線光節(jié)點的覆蓋范圍在 200 500 米。配線光纜結構以星樹形為主，配線光纜與引入光纜的纖芯配比應根據(jù)分光方式和分光比選擇，一般選擇 2448 芯光纜；配線光 節(jié)點的形態(tài)可選擇為光交接箱或光交接間，光交接 主干光節(jié)點用于匯聚多條配線光纜，建議每 610 個配線光節(jié)點設置一個主干光節(jié)點。主干光節(jié)點應設置在管道路由豐富、易于擴容的位置，主要采用光交接間或大容量光交接箱的形式。無源主干光節(jié)點配置的主干纖芯數(shù)與配線光纜纖芯數(shù)配比建議在 1: 左右；規(guī)劃為 OLT 節(jié)點的主干光節(jié)點配置的主干纖芯數(shù)應根據(jù) OLT 對 PON 接入用戶的收斂情況進行選擇。 18 四、 FTTH 的總體設計方案 基于 PON 的 FTTH 網(wǎng)絡從 OLT 所在的 接入網(wǎng) 機房到 ONU 所在的用戶，均可劃分為以下 5部分，按照從用戶端到接入網(wǎng)機房的順序依次為： 光纜 終端子系統(tǒng)、引入光纜子系統(tǒng)、配線光纜子系統(tǒng)、主干（饋線）光纜子系統(tǒng)和中心機房子系統(tǒng) 。 （一 ）、 光纖終端子系統(tǒng) 一個完整的光纖終端子系統(tǒng)應由一個或者多個光纖端接插座、面板和連接到終端 設備（ ONU）的超強抗撓、抗壓的光纖跳線組成 。 在光纖終端子系統(tǒng)中，在光纖纜線的基礎布線部分和活動部分須設置明確的活動連接端接界面，最大可能地避免對基礎布線線纜的損壞和光纖對人身的傷害。 宿舍 光纖終端插座是隱裝或者明裝的，是光纜基礎布線的終點，是光纖鏈路基礎布線部分和用戶活動纜線部分的分隔界面。該插座固定在用戶光纖終端面板上，采用活動式連接。 光纖端接插座應能夠直接和入戶光纜相連，與標準 SC 插頭相兼容。插座的安裝應在現(xiàn)場完成，無需注膠、加熱、研磨等工藝。能夠安裝在標準的 86 型或 120 型面板內，面板可 以安裝在墻面或弱電箱等固定結構內。光纖終端面板需帶有光纖防塵裝置。底盒內要求能夠保存至少 100cm 的光纖纜線冗余。不容許光纖纜線和端接器件裸露在墻外，從而盡量保護光纜，并避免光纖和光源對人傷害的可能 。 為適應 每個學生 的使用狀況，建議連接 ONU 的光纖跳線采用超強抗撓、具有良好的抗壓能力的光纖跳線。 3M公司獨有的 GGP高強度光纖跳線技術具有優(yōu)良的抗機械外力的能力。在彎曲直徑由 15mm 減少到 6mm 的情況下，彎曲損耗幾乎沒有增加。 對于規(guī)劃光纖入戶的 每個宿舍 ，應將配線光纜布放到樓道配線箱或其他配線設施。在樓道配 線箱內可采用活動連接或固定連接方式，將配線光纜與引入光纜連接。固定連接宜采用機械連接。入戶端采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結構上，可以是用戶室內的墻面，也可以是 宿舍 室內的弱電箱內。 對于規(guī)劃光纖暫不入戶的 宿舍 ，則樓道配線箱可作為光纖施工的結束界面，也是未來業(yè)務開通的起始界面。此界面上的光纖應該端接于固定在樓道配線箱或其他配線設施的插座上。需要開通業(yè)務時，將引入光纜放入室內。引入光纜在配線箱端現(xiàn)場端接插頭，入戶端采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（ 面板）上。插座宜安裝在墻 面等固定結構上，可以是用戶室內的墻面，也可以是用戶室內的弱電箱內。 對于 宿舍 在規(guī)劃光纖暫不入戶的情況下，也可將配線光纜盤留在樓道配線箱或其他配線設施內，不做任何端接。如需開通業(yè)務時，則將引入光纜和配線光纜通過機械連接的固 19 定連接方式將引入光纜放入室內。入戶端采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座（面板）上。插座宜安裝在墻面等固定結構上，可以是用戶室內的墻面，也可以是用戶室內的弱電箱內。 （二 ）、 引入光纜子系統(tǒng) 引入（戶）光纜不能選擇預制光纖插頭的固定長度纜線，而應該根據(jù)現(xiàn)場 的實際情況和用戶要求的安裝位置現(xiàn)場布放相應長度的光纜，采用現(xiàn)場端接的方式將引入光纜端接在光纖終端插座上。引入（戶）光纜應采用結構簡單、操作方便、具有較強的抗拉和抗側壓性能的光纜，以便