光纖光纜與通信電纜.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系網(wǎng)站刪除淺談光纖光纜和通信電纜摘要 光纖通信與光纜通信在我國(guó)近年來發(fā)展迅速，前景可觀，由其是光纖通信有著長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展價(jià)值，進(jìn)入21世紀(jì)，光纖通信成為一種發(fā)展迅速，技術(shù)更新快，技術(shù)不斷涌現(xiàn)的領(lǐng)域，21世紀(jì)人類會(huì)進(jìn)入一個(gè)前所未有的信息爆炸時(shí)代，IP業(yè)務(wù)呈指數(shù)式增長(zhǎng)，信息傳遞量不斷擴(kuò)大，這也就帶動(dòng)光纖通信的飛速發(fā)展，傳輸率成百倍增長(zhǎng)，三網(wǎng)的合并，必將成為現(xiàn)實(shí)。從信息技術(shù)發(fā)展來看,由于電纜通信的不足，與光纖通信的優(yōu)勢(shì)，因此，決定的光纖通信發(fā)展的必要，為適應(yīng)信息技術(shù)革命發(fā)展的需求，隨著光纖技術(shù)的不斷提高，生產(chǎn)成本的降低，光纖通信將逐漸代替光纜通信。 光纖通信質(zhì)量小、體積小、傳輸質(zhì)量高，而電纜通訊遠(yuǎn)遜于光纖通信。其次兩者的發(fā)展現(xiàn)狀、區(qū)別，光纖通信有著較好的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，最后為兩者的發(fā)展趨勢(shì)與未來，光纖通信以它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)將會(huì)為通信史上一次革命性的變革，必將會(huì)主導(dǎo)未來信息網(wǎng)，通信電纜行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，由于需求下降，線纜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)能相對(duì)過剩，企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇，使得電纜通信發(fā)展舉步維艱甚至于退出市場(chǎng)，會(huì)逐步形成少數(shù)巨頭壟斷的競(jìng)爭(zhēng)格局。 目錄第1章 ：光纖光纜與通信電纜概述 1.光纖光纜與通信電纜各自特點(diǎn) 2.光纖光纜種類 3.通信電纜種類 4.光纖光纜種類 5.通信電纜種類 6.光纖光纜優(yōu)缺點(diǎn) 7.光纖通信與電纜通信相比具有哪些優(yōu)勢(shì)第二章：光纖光纜與通信電纜區(qū)別 1. 光纖光纜適用條件和范圍 2. 通信電纜使用條件和范圍第3章 ：目前主要通信方式 第4章 ：總結(jié)1 光纖光纜與通信電纜概述1.1 光纖光纜與通信電纜各自特點(diǎn)光纖光纜特點(diǎn):光纖通信是現(xiàn)代信息傳輸?shù)闹匾绞街?。它具有容量大、中繼距離長(zhǎng)、保密性好、不受電磁干擾和節(jié)省銅材等優(yōu)點(diǎn)。通信電纜特點(diǎn):通信電纜傳輸頻帶較寬，通信容量較大，受外界干擾小，但不易檢修?？蓚鬏旊娫?、電報(bào)、數(shù)據(jù)和圖像等。1.2 光纖光纜種類光纖的種類 按使用的材料分，有石英光纖、多組分玻璃光纖、塑料包層光纖和塑料光纖等幾大類。其中石英光纖以高純SiO2玻璃作光纖材料，具有衰減低、頻帶寬等優(yōu)點(diǎn)，在研究及應(yīng)用中占主要地位。如按纖芯折射率分類主要有突變型光纖和漸變型光纖。按傳輸光的模式分，有多模光纖和單模光纖。突變型纖芯部分折射率不變,而在芯-包界面折射率突變。纖芯中光線軌跡呈鋸齒形折線。這種光纖模間色散大，帶寬只有幾十兆赫公里。常做成大芯徑，大數(shù)值孔徑（例如芯徑為100微米，NA為0.30）光纖,以提高與光源的耦合效率，適用于短距離、小容量的通信系統(tǒng)。漸變型纖芯折射率分布如圖4。纖芯中心折射率最高，沿徑向按下式漸變：n(r)=n1【1-2墹(r/)】1/2(2)式中為折射率分布指數(shù)?？梢园堰@種光纖的纖芯分割成多層突變型光纖來分析光纖光纜其傳輸原理。在分析中可近似地認(rèn)為各層內(nèi)折射率均勻。當(dāng)入射角為0的光線入射纖芯后，在各層界面依次折射。按折射定律，折射角1逐漸增大，直到大于全反射臨界角c；發(fā)生全反射后，即折向纖芯中心。然后，經(jīng)各層時(shí)折射角又逐漸減小，到達(dá)中心時(shí)仍為0。結(jié)果光線呈正弦形軌跡。高次模即入射角較大的光線處于靠近包層的區(qū)域，這里折射率較小，光速較大，因此雖然路程較長(zhǎng)，傳輸時(shí)間仍有可能與處于中心區(qū)的低次模接近或一致，即各模式的光線軌跡可聚焦于一點(diǎn)，使模間色散大大減小。當(dāng)折射率分布接近拋物線(=2)時(shí)，模間色散最小，帶寬可達(dá)吉赫公里的水平。單模光纖當(dāng)光纖的歸一化頻率20cm） (5)有供電困難問題。1.7 光纖通信與常用的電纜通信相比具有哪些優(yōu)勢(shì)(1)通信容量大、傳輸距離遠(yuǎn);一根光纖的潛在帶寬可達(dá)20THz。采用這樣的帶寬，只需一秒鐘左右，即可將人類古今中外全部文字資料傳送完畢。目前400Gbit/s系統(tǒng)已經(jīng)投入商業(yè)使用。光纖的損耗極低，在光波長(zhǎng)為1.55m附近，石英光纖損耗可低于0.2dB/km，這比目前任何傳輸媒質(zhì)的損耗都低。因此，無中繼傳輸距離可達(dá)幾十、甚至上百公里。(2)信號(hào)串?dāng)_小、保密性能好; (3)抗電磁干擾、傳輸質(zhì)量佳,電通信不能解決各種電磁干擾問題，唯有光纖通信不受各種電磁干擾。 (4)光纖尺寸小、重量輕,便于敷設(shè)和運(yùn)輸; (5)材料來源豐富,環(huán)境保護(hù)好，有利于節(jié)約有色金屬銅。(6)無輻射,難于竊聽,因?yàn)楣饫w傳輸?shù)墓獠ú荒芘艹龉饫w以外。(7)光纜適應(yīng)性強(qiáng),壽命長(zhǎng)。 2 光纖光纜與通信電纜區(qū)別 2.1 光纖光纜適用條件和范圍光纖光纜的運(yùn)用 用于長(zhǎng)途通信的新型大容量長(zhǎng)距離光纖光纜主要是一些大有效面積、低色散維護(hù)的新型G.655光纖光纜，其PMD值極低，可以使現(xiàn)有傳輸系統(tǒng)的容量方便地升級(jí)至1040Gbit/s，并便于在光纖光纜上采用分布式拉曼效應(yīng)放大，使光信號(hào)的傳輸距離大大延長(zhǎng)。用于城域網(wǎng)通信的新型低水峰光纖光纜城域網(wǎng)設(shè)計(jì)中須要考慮簡(jiǎn)化設(shè)備和降低成本，還須要考慮非波分復(fù)用技能（CWDM）運(yùn)用的可能性。低水峰光纖光纜在13601460nm的延伸波段使帶寬被大大擴(kuò)展，使CWDM系統(tǒng)被極大地優(yōu)化，增大了傳輸信道、增長(zhǎng)了傳輸距離。一些城域網(wǎng)的設(shè)計(jì)可能不僅要求光纖光纜的水峰低，還要求光纖光纜具有負(fù)色散值，一方面可以抵消光源光器件的正色散，另一方面可以組合運(yùn)用這種負(fù)色散光纖光纜與G.652光纖光纜或G.655標(biāo)準(zhǔn)光纖光纜，運(yùn)用它來做色散補(bǔ)償，從而防止復(fù)雜的色散補(bǔ)償設(shè)計(jì)，節(jié)約成本。如果將來在城域網(wǎng)光纖光纜中采用拉曼放大技能，這種網(wǎng)絡(luò)也將具有明顯的優(yōu)勢(shì)。但是畢竟城域網(wǎng)的規(guī)范還不是很成熟，所以城域網(wǎng)光纖光纜的規(guī)格將會(huì)隨著城域網(wǎng)模式的變化而不斷變化。用于局域網(wǎng)的新型多模光纖光纜由于局域網(wǎng)和用戶駐地網(wǎng)的高速發(fā)展，大量的綜合布線系統(tǒng)也采用了多模光纖光纜來代替數(shù)字電纜，因此多模光纖光纜的市場(chǎng)份額會(huì)逐漸加大。之所以選用多模光纖光纜，是因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)傳輸距離較短，雖然多模光纖光纜比單模光纖光纜價(jià)格貴50%100%，但是它所配套的光器件可選用發(fā)光二極管，價(jià)格則比激光管便宜很多，而且多模光纖光纜有較大的芯徑與數(shù)值孔徑，容易連接與耦合，相應(yīng)的連接器、耦合器等元器件價(jià)格也低得多。ITU-T至今未接受62.5/125m型多模光纖光纜標(biāo)準(zhǔn)，但由于局域網(wǎng)發(fā)展的須要，它仍然得到了廣泛運(yùn)用。而ITU-T推選的G.651光纖光纜，即50/125m的標(biāo)準(zhǔn)型多模光纖光纜，其芯徑較小、耦合與連接相應(yīng)困難一些，雖然在部分歐洲國(guó)家和日本有一些運(yùn)用，但在北美及歐洲大多數(shù)國(guó)家很少采用。針對(duì)這些疑問，目前有的公司已執(zhí)行了改良，研制出新型的5O/125m光纖光纜漸變型（G1）光纖光纜，區(qū)別于傳統(tǒng)的50/125m光纖光纜纖芯的梯度折射率分布，它將帶寬的正態(tài)分布執(zhí)行了調(diào)整，以配合850nm和1300nm兩個(gè)窗口的運(yùn)用，這種改良可能會(huì)為50/125pm光纖光纜在局域網(wǎng)運(yùn)用找到新的市場(chǎng)。前途未卜的空芯光纖光纜據(jù)報(bào)道，美國(guó)一些公司及大學(xué)研究所正在開發(fā)一種新的空芯光纖光纜，即光是在光纖光纜的空氣夠傳輸。從理論上講，這種光纖光纜沒有纖芯，減小了衰耗，增長(zhǎng)了通信距離，防止了色散導(dǎo)致的干擾現(xiàn)象，可以支持更多的波段，并且它允許較強(qiáng)的光功率注入，估計(jì)其通信能力可達(dá)到光纖光纜的100倍。歐洲和日本的一些業(yè)界人士也十分關(guān)注這一技能的發(fā)展，越來越多的研究證明空芯光纖光纜似有可能。如果真能實(shí)用，就能處理現(xiàn)有光纖光纜系統(tǒng)長(zhǎng)距離傳輸?shù)囊蓡?，并大大降低光通信的成本。但是，這種光纖光纜運(yùn)用起來還會(huì)遇到許多棘手的疑問，比如光纖光纜的穩(wěn)定性、側(cè)壓性能及彎曲損耗的增大等。因此，對(duì)于這種光纖光纜的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)用還需做進(jìn)一步的探討。光纜的應(yīng)用區(qū)分,可分為3種:專業(yè)用途,一般屋外,一般屋內(nèi).在專業(yè)用途上包括海底光纜,高壓電塔上之空架光纜,核能電廠之抗輻射光纜,化工業(yè)之抗腐蝕光纜等.而一般屋內(nèi)及一般屋外的分類差異,依各型光纜依制造設(shè)計(jì)時(shí)之特質(zhì),其所適用之范圍各有不同. 光纜從屋外至屋內(nèi)的過程中可分為空架,地下道,直接埋設(shè),管道間鋪設(shè),室內(nèi)用。 2.2 通信電纜使用條件和范圍通信電纜（英文名稱：communication cable）是指用于近距音頻通信和遠(yuǎn)距的高頻載波和數(shù)字通信及信號(hào)傳輸?shù)碾娎|，是中國(guó)五大電纜產(chǎn)品之一。根據(jù)通信電纜的用途和使用范圍，可分為六大系列產(chǎn)品，即市內(nèi)通信電纜（包括紙絕緣市內(nèi)話纜、聚烯烴絕緣聚烯烴護(hù)套市內(nèi)話纜）、長(zhǎng)途對(duì)稱電纜（包括紙絕緣高低頻長(zhǎng)途對(duì)稱電纜、銅芯泡沫聚乙烯高低頻長(zhǎng)途對(duì)稱電纜以及數(shù)字傳輸長(zhǎng)途對(duì)稱電纜）、同軸電纜（包括小同軸電纜、中同軸和微小同軸電纜）、海底電纜（可分對(duì)稱海底和同軸海底電纜）、光纖電纜（包括傳統(tǒng)的電纜型、帶狀列陣型和骨架型三種）、射頻電纜（包括對(duì)稱射頻和同軸射頻）。通信電纜生產(chǎn)廠分布全國(guó)各地。中國(guó)除生產(chǎn)長(zhǎng)途型通信電纜和市內(nèi)話纜外，光纖電纜和聚烯烴絕緣綜合護(hù)層全塑市內(nèi)話纜也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，國(guó)內(nèi)不少?gòu)S家和科研單位從國(guó)外引進(jìn)技術(shù)和設(shè)備開始生產(chǎn)。中國(guó)每年有少量的聚烯烴絕緣聚烯烴護(hù)套全塑市話電纜銷往港澳、東南亞及中東等地。4 目前主要通信方式在3G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、FTTH(光纖到戶)實(shí)施、三網(wǎng)融合試點(diǎn)、西部村村通工程、“光進(jìn)銅退”等多重利好驅(qū)動(dòng)下，中國(guó)光纖光纜行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭較好，我國(guó)成為了全球最主要的光纖光纜市場(chǎng)和全球最大的光纖光纜制造國(guó)，并取得了引人矚目的成就。2011年，中國(guó)光纖光纜行業(yè)規(guī)模以上企業(yè)共有149家，比上年減少21家;實(shí)現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值688.02億元;實(shí)現(xiàn)銷售收入643.10億元，同比增長(zhǎng)24.68%;創(chuàng)造利潤(rùn)65.54億元，同比增長(zhǎng)47.39%。隨著光纖光纜行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇，大型光纖光纜企業(yè)間并購(gòu)整合與資本運(yùn)作日趨頻繁，國(guó)內(nèi)優(yōu)秀的光纖光纜生產(chǎn)企業(yè)愈來愈重視對(duì)行業(yè)市場(chǎng)的研究，特別是對(duì)企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢(shì)變化的深入研究。正因?yàn)槿绱耍淮笈鷩?guó)內(nèi)優(yōu)秀的光纖光纜品牌迅速崛起，逐漸成為光纖光纜行業(yè)中的翹楚！光纖通信的誕生與發(fā)展是電信史上的一次重要革命。人類社會(huì)的信息化建設(shè)正在加速進(jìn)行，即 使是在全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展不景氣的情況下，通信和信息行業(yè)還十分火紅。光纖通信正朝高速、超高速、超大容量的光纖傳輸及全光網(wǎng)方向發(fā)展。我國(guó)在實(shí)現(xiàn)信息化進(jìn)程中，“九五”期間中國(guó)電信 完成了“八縱八橫”的光纜干線敷設(shè)。一個(gè)以光纜為主體的骨干通信網(wǎng)逐步形成。四通八達(dá)的高容量光纜干線已成為我國(guó)的“信息通道”。隨著通信事業(yè)的不斷發(fā)展，從省到市、縣甚至鄉(xiāng)鎮(zhèn)也敷設(shè) 了光纜?！肮饫w到戶”的日期越來越臨近了。近幾年來，隨著技術(shù)的進(jìn)步，電信體制的改革以及電 信市場(chǎng)的逐步全面開放，更由于IP業(yè)務(wù)的爆炸式發(fā)展所帶來的帶寬的巨大需求，光纖通信的發(fā)展又一次呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的新局面。用玻璃纖維傳光已有30多年。初期的光纖應(yīng)用僅限于某些光學(xué)機(jī)械和醫(yī)療設(shè)備（如燈光導(dǎo)引及胃鏡等），傳輸?shù)氖强梢姽?，衰減高達(dá)1000分貝/公里。1966年，高錕首先提出用石英基玻璃纖維進(jìn)行長(zhǎng)距離光信息傳輸?shù)脑O(shè)想。1970年在美國(guó)用化學(xué)氣相沉積法制成了高純石英光纖,其衰減降為20分貝/公里，從而使長(zhǎng)距離傳輸成為現(xiàn)實(shí)。其后，光纖的衰減迅速下降，到70年代后期已降至0.2分貝/公里的理論極限水平。光纖的帶寬不斷增加，到80年代初帶寬達(dá)到數(shù)百吉赫公里的單模光纖已可供實(shí)用。已研制成中繼距離超過100公里,容量達(dá)數(shù)百兆比/秒的光纖通信系統(tǒng)。光纖通信設(shè)備制造已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)新興的工業(yè)部門。光纖中光波強(qiáng)度和相位隨溫度、電場(chǎng)、磁場(chǎng)等物理量的改變而變化的特點(diǎn)，已被用于高靈敏度的遙測(cè)傳感器。第四章：總結(jié)電線電纜行業(yè)是中國(guó)僅次于汽車行業(yè)的第二大行業(yè)，產(chǎn)品品種滿足率和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率均超過90%。在世界范圍內(nèi)，中國(guó)電線電纜總產(chǎn)值已超過美國(guó)，成為世界上第一大電線電纜生產(chǎn)國(guó)。伴隨著中國(guó)電線電纜行業(yè)高速發(fā)展，新增企業(yè)數(shù)量不斷上升，行業(yè)整體技術(shù)水平得到大幅提高。中