【文章內(nèi)容簡介】 、機器人、汽車配電盤等也已成功地用光導(dǎo)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(yīng)用。高分子光導(dǎo)纖維開 14 發(fā)之初，僅 用于汽車照明燈的控制和裝飾?，F(xiàn)在主要用于醫(yī)學(xué)、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(dǎo)纖維的應(yīng)用日益增多，工業(yè)上用于光導(dǎo)向器、顯示盤、標(biāo)識、開關(guān)類照明調(diào)節(jié)、光學(xué)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(xué)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(zhì)進行了攻關(guān)，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(diào)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(nèi)安 排 2021 個光載波，進行波分復(fù)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(dǎo)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(nèi)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(dān)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(xì)，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(biāo)準(zhǔn)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(dǎo)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懀使饫w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(diào)幅光纖系統(tǒng)的載波組合三次差拍比 C／ CTB 在 70dB 以上，交調(diào)指標(biāo) 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(biāo)。 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(shè)備數(shù)量有關(guān)。設(shè)備越多，發(fā)生故障的機會越大。因為光纖系統(tǒng)包含的設(shè)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(shè)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(shè)計良好、正確安裝調(diào)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(xué)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(shù)的發(fā)展，為 Inter 寬帶技術(shù)的發(fā)展奠定了非常好的基礎(chǔ)。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(shù)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(jié)構(gòu)原理 光導(dǎo)纖維是由兩層折射率不同的玻璃組成。內(nèi)層為光內(nèi)芯，直徑在幾微米至幾十微米，外層的直徑 ～ 。一般內(nèi)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(dāng)光線射到內(nèi)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(nèi)芯向前傳播，最后傳至纖維的另一端。這種光導(dǎo)纖維屬皮芯型結(jié)構(gòu)。若內(nèi) 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(jié)構(gòu)。如內(nèi)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(jié)構(gòu)。外層玻璃具有光絕緣性和防止內(nèi)芯玻璃受污染。另一類光導(dǎo)纖維稱自聚焦型結(jié)構(gòu)，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(shè)計目標(biāo)與原則 本次設(shè)計針對 北京電子科技職業(yè)學(xué)院（東校區(qū)）男女生宿舍樓的 FTTH 線路工程的設(shè)計與預(yù)算。此工程需要對整個東校區(qū)做細(xì) 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(shè)計和分配，繪制出詳細(xì)的光纖分配圖，保證設(shè)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(luò)良好。最后，我們通過預(yù)算軟件，選出適合的材料、光纖、設(shè)備等，做出我們認(rèn)為最合理的預(yù)算。 （ 一 ） 、 設(shè)計目標(biāo) 在國內(nèi)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(wù)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(luò)必然是光纖到戶。 “這主要是因為融合性 業(yè)務(wù)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(zhì)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(yīng)融合性業(yè)務(wù)發(fā)展需要。”工業(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(wù)和應(yīng)用，這些新業(yè)務(wù)和新應(yīng)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(luò)運營商的權(quán)力，也可以避免重復(fù)建設(shè)所造成的資源浪費。因此，發(fā)展光纖到戶已是大勢所趨。 當(dāng)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(shè)成本，依舊不夠豐富的內(nèi)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(yù)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(shè)計原則 FTTH 建設(shè)應(yīng)優(yōu)先選取基礎(chǔ)設(shè)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(wù)無法使用對用戶造成的影響。 接入光纜網(wǎng)與 ODN 網(wǎng)絡(luò)是 FTTH 規(guī)模部署的基礎(chǔ)與關(guān)鍵，應(yīng)做好接入光纜網(wǎng)與 ODN 網(wǎng)絡(luò)的整體規(guī)劃。為發(fā)揮 GPON 技術(shù)在帶寬和分光比的優(yōu)勢，規(guī)避 PON 技術(shù)演進的風(fēng)險， ODN 17 網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃與建設(shè)應(yīng)具有向 GPON網(wǎng)絡(luò)演進的能力，為實現(xiàn) GPON 網(wǎng)絡(luò)的平滑引入打下基礎(chǔ)。 在 FTTH 終端選擇上應(yīng)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(wù)發(fā)展及網(wǎng)絡(luò)演進的要求。 應(yīng)統(tǒng)籌做好 FTTH 網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(yīng)選擇環(huán)形結(jié)構(gòu)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(wù)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(yīng)選擇 144 芯以上的帶狀光纜以滿足長期的業(yè)務(wù)需求；大容量主干光節(jié)點應(yīng)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(shè)備間，盡量避免新建。主干光節(jié)點的規(guī)劃建設(shè)應(yīng)適度超前于業(yè)務(wù)發(fā)展。配線層光纜以星樹型結(jié)構(gòu)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(yīng)主要采用光交接箱或利用現(xiàn)有光交接間，預(yù)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(yīng)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(yīng)控制在 300500 米。引入層光纜以星樹型結(jié)構(gòu)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(yīng)根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況與接入設(shè)備同步建設(shè)。 規(guī)劃區(qū)域內(nèi)有光纜接入需求的每棟建筑都應(yīng)規(guī)劃為一個用戶光節(jié)點。對于普通住宅的引入光纜，應(yīng)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(yīng)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(shè)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(jié)構(gòu)以星樹形為主，配線光纜與引入光纜的纖芯配比應(yīng)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(shè)置一個主干光節(jié)點。主干光節(jié)點應(yīng)設(shè)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(yīng)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(shè)計方案 基于 PON 的 FTTH 網(wǎng)絡(luò)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(yīng)由一個或者多個光纖端接插座、面板和連接到終端 設(shè)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(chǔ)布線部分和活動部分須設(shè)置明確的活動連接端接界面，最大可能地避免對基礎(chǔ)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(chǔ)布線的終點，是光纖鏈路基礎(chǔ)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(yīng)能夠直接和入戶光纜相連，與標(biāo)準(zhǔn) SC 插頭相兼容。插座的安裝應(yīng)在現(xiàn)場完成，無需注膠、加熱、研磨等工藝。能夠安裝在標(biāo)準(zhǔn)的 86 型或 120 型面板內(nèi)，面板可 以安裝在墻面或弱電箱等固定結(jié)構(gòu)內(nèi)。光纖終端面板需帶有光纖防塵裝置。底盒內(nèi)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(yīng) 每個學(xué)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(shù)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(yīng)將配線光纜布放到樓道配線箱或其他配線設(shè)施。在樓道配 線箱內(nèi)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(jié)構(gòu)上，可以是用戶室內(nèi)的墻面，也可以是 宿舍 室內(nèi)的弱電箱內(nèi)。 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(jié)束界面，也是未來業(yè)務(wù)開通的起始界面。此界面上的光纖應(yīng)該端接于固定在樓道配線箱或其他配線設(shè)施的插座上。需要開通業(yè)務(wù)時，將引入光纜放入室內(nèi)。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(jié)構(gòu)上，可以是用戶室內(nèi)的墻面，也可以是用戶室內(nèi)的弱電箱內(nèi)。 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(shè)施內(nèi)，不做任何端接。如需開通業(yè)務(wù)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(nèi)。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(jié)構(gòu)上，可以是用戶室內(nèi)的墻面，也可以是用戶室內(nèi)的弱電箱內(nèi)。 （二 ）、 引入光纜子系統(tǒng) 引入（戶）光纜不能選擇預(yù)制光纖插頭的固定長度纜線，而應(yīng)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(yīng)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(yīng)采用結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、具有較強的抗拉和抗側(cè)壓性能的光纜，以便