实验一 光缆的结构与光纤的焊接
一、[实验目的]
1、了解光缆的结构；
2、了解光缆的连接工艺；光纤的焊接工艺；
3、了解与光纤的焊接损耗有关因素；进行光纤焊接操作；
二、[实验原理]
1、光缆的结构与分类
（1）、根据芯数选择不同型号的光缆 光缆的结构可分为中心束管式、层绞式、骨架式和带状式等几种，不同的用途，结构又不相同。 用户可根据线路情况提出相应的要求，一般12芯以下的采用中心束管式，中心束管式工艺简单，成本低（比层绞式光缆的价格便宜15％左右）；层绞式光缆采用中心放置钢绞线或单根钢丝加强，采用SZ 续合成缆，成缆纤数可达144芯。它的最大优点是易于分叉，既光缆部分光纤需分别使用时，不必将整个光缆开断，只要将需分叉的光纤开断即可，这对线电视网络沿途增设光节点是有利的；带状光缆的芯数可以做到上千芯，它是将4-12芯光纤排列成行，构成带状光纤单元，再将多个带状单元按一定方式排列成缆。县级光缆一般选用束管式和层续式两种即可。
（2）、按照用途选购相应的光缆 根据不同用途光缆可分架空光缆、直埋光缆、管道光缆、海底光缆和无金属光缆等。架空光缆要求强度高、温差系数小；直埋式光缆要求抗埋、抗压、防潮、防温度特性好、耐化学侵蚀；管道光缆和海底光缆则要耐水压、耐张力、防水特性好；无金属光缆可以和高压线一起架设，绝缘要好，虽然没有铁体加强芯，但也要有一 抗拉能力。因此，在选购光缆时，用户要根据光缆的用途选择，并对厂家提出要求，确保光缆使用稳定、可靠。
（3）、要了解、考察光缆使用的材料及生产工艺
光缆材料的选用是关系到光缆
使用寿命的关键。而制造工艺是影响光缆质量的重要环节，工艺稳定、质量优良的产品在光缆生产的全过程中基本上未列入光纤附加损耗，≤0.01dB/km 是衡量厂家光缆制造工艺水平的基本数据。
光缆的主要用料有：纤芯、光纤油膏、护套材料、PBT （聚对笨二甲酸丁二醇酯），它们均有不同的质量要求，纤芯要求有较大的功充能力。较高的信噪比、较低比特误码率、较长放大器间距、较高的信息运载能力，要求1310nm 平均损耗
以方便施工中按顺序编号敷设，熔接时最大限度的保持光纤模块直径的一致性，可大大降低熔接损耗。
综上所述，选购光缆较为复杂，不能简单地以几芯价格多少来比较，而应根据光缆的结构形式、原材料选用、生产工艺及技术指标来综合考虑。
2、影响光纤连接损耗的因素
光纤连接时，由于光纤纤芯直径、数值孔径、折射率分布的差
异以及横向错位、角度倾斜、端面间隙、端面形状、端面光洁度等因素的影响，都会产生连接损耗。
2．1. 纤芯错位损耗
I Ld =-10log e ω=(0. 65+2．2. 光纤倾斜损耗 -(d /ω) 21. 6192. 879+) a 3/26V V
I L θ=-10log e -(πn 2ωθ/λ) 2
2.3 光纤端面纵向间隙损耗
I 10log(1-
LZ =-Z
4a K ∆)
其中Z 是端面间隙，K =n1/n2
2.4 光纤端面多次反射（Snell 反射）引起的损耗
I -10log 16K 2
Lf =
(1+K ) 4
2.5纤芯（或模场）尺寸失配引起的连接损耗
I 1ω1ωLa =-log 4(ω+2) 2
2ω1
2.6 数值孔径失配引起的连接损耗
NA 1≧NA 2 I NA 22
LNA =-10log(
NA )
1
NA 1﹤NA 2
I LNA =0
三、[实验仪器]
光缆开剥工具箱，光纤切割刀，光纤融接机
四、[实验内容及步骤]
1、光缆开剥：认识光缆的结构。
2、光纤的焊接
（1）光纤结构与光纤端面的处理（2）光纤的切割，（
（4）光纤的热缩套管保护（5）光纤的收容。
五、[讨论及思考]
1、怎样根据具体应用选择光缆？
2、怎样减小光纤的焊接损耗？
3）光纤的焊接
实验一 光缆的结构与光纤的焊接
一、[实验目的]
1、了解光缆的结构；
2、了解光缆的连接工艺；光纤的焊接工艺；
3、了解与光纤的焊接损耗有关因素；进行光纤焊接操作；
二、[实验原理]
1、光缆的结构与分类
（1）、根据芯数选择不同型号的光缆 光缆的结构可分为中心束管式、层绞式、骨架式和带状式等几种，不同的用途，结构又不相同。 用户可根据线路情况提出相应的要求，一般12芯以下的采用中心束管式，中心束管式工艺简单，成本低（比层绞式光缆的价格便宜15％左右）；层绞式光缆采用中心放置钢绞线或单根钢丝加强，采用SZ 续合成缆，成缆纤数可达144芯。它的最大优点是易于分叉，既光缆部分光纤需分别使用时，不必将整个光缆开断，只要将需分叉的光纤开断即可，这对线电视网络沿途增设光节点是有利的；带状光缆的芯数可以做到上千芯，它是将4-12芯光纤排列成行，构成带状光纤单元，再将多个带状单元按一定方式排列成缆。县级光缆一般选用束管式和层续式两种即可。
（2）、按照用途选购相应的光缆 根据不同用途光缆可分架空光缆、直埋光缆、管道光缆、海底光缆和无金属光缆等。架空光缆要求强度高、温差系数小；直埋式光缆要求抗埋、抗压、防潮、防温度特性好、耐化学侵蚀；管道光缆和海底光缆则要耐水压、耐张力、防水特性好；无金属光缆可以和高压线一起架设，绝缘要好，虽然没有铁体加强芯，但也要有一 抗拉能力。因此，在选购光缆时，用户要根据光缆的用途选择，并对厂家提出要求，确保光缆使用稳定、可靠。
（3）、要了解、考察光缆使用的材料及生产工艺
光缆材料的选用是关系到光缆
使用寿命的关键。而制造工艺是影响光缆质量的重要环节，工艺稳定、质量优良的产品在光缆生产的全过程中基本上未列入光纤附加损耗，≤0.01dB/km 是衡量厂家光缆制造工艺水平的基本数据。
光缆的主要用料有：纤芯、光纤油膏、护套材料、PBT （聚对笨二甲酸丁二醇酯），它们均有不同的质量要求，纤芯要求有较大的功充能力。较高的信噪比、较低比特误码率、较长放大器间距、较高的信息运载能力，要求1310nm 平均损耗
以方便施工中按顺序编号敷设，熔接时最大限度的保持光纤模块直径的一致性，可大大降低熔接损耗。
综上所述，选购光缆较为复杂，不能简单地以几芯价格多少来比较，而应根据光缆的结构形式、原材料选用、生产工艺及技术指标来综合考虑。
2、影响光纤连接损耗的因素
光纤连接时，由于光纤纤芯直径、数值孔径、折射率分布的差
异以及横向错位、角度倾斜、端面间隙、端面形状、端面光洁度等因素的影响，都会产生连接损耗。
2．1. 纤芯错位损耗
I Ld =-10log e ω=(0. 65+2．2. 光纤倾斜损耗 -(d /ω) 21. 6192. 879+) a 3/26V V
I L θ=-10log e -(πn 2ωθ/λ) 2
2.3 光纤端面纵向间隙损耗
I 10log(1-
LZ =-Z
4a K ∆)
其中Z 是端面间隙，K =n1/n2
2.4 光纤端面多次反射（Snell 反射）引起的损耗
I -10log 16K 2
Lf =
(1+K ) 4
2.5纤芯（或模场）尺寸失配引起的连接损耗
I 1ω1ωLa =-log 4(ω+2) 2
2ω1
2.6 数值孔径失配引起的连接损耗
NA 1≧NA 2 I NA 22
LNA =-10log(
NA )
1
NA 1﹤NA 2
I LNA =0
三、[实验仪器]
光缆开剥工具箱，光纤切割刀，光纤融接机
四、[实验内容及步骤]
1、光缆开剥：认识光缆的结构。
2、光纤的焊接
（1）光纤结构与光纤端面的处理（2）光纤的切割，（
（4）光纤的热缩套管保护（5）光纤的收容。
五、[讨论及思考]
1、怎样根据具体应用选择光缆？
2、怎样减小光纤的焊接损耗？
3）光纤的焊接