无源设施:光缆、配线架、熔接点、分光器与滤波器
两个收发模块之间是无源线路:所有不需要供电、只负责承载或连接光信号的部分。链路的大部分损耗、几乎全部反射以及绝大多数故障都由它决定,而且它经历的光模块换代比自身的更新要多得多。本页梳理以下组件:光缆的类型和结构、配线架和尾纤、熔接和机械接续、连接器和适配器、衰减器、PON 分光器、WDM 滤波器、封闭装置,包括它们的损耗取值,以及让预算保持可信的设计与操作规则。
光缆
| 类型 | 结构 | 光纤芯数 | 应用场景 | 说明 |
|---|---|---|---|---|
| 单纤 / 双纤跳线 | 1–2 芯,900 µm 紧包层,2–3 mm 外护套,两端带连接器 | 1–2 | 机柜内,模块到配线架 | LC-LC、LC-SC、MPO-MPO;长度 0.5–30 m |
| 配线光缆(室内) | 900 µm 紧包光纤,芳纶加强,LSZH/OFNR/OFNP 护套 | 4–144 | 建筑竖井内,房间之间 | 在配线架上端接,或使用预端接配线盒 |
| 分支光缆(fan-out) | 每根光纤各自带 2 mm 子护套 | 2–24 | 无需配线架、直接安装连接器 | 结构坚固但体积大 |
| 松套管光缆(室外) | 250 µm 光纤置于围绕加强构件的油膏或干式套管中,防水,PE 护套 | 12–288 | 管道、直埋、架空 | 温度范围 −40…+70;进入室内须熔接尾纤 |
| 光纤带 / 可卷曲光纤带 | 12 根光纤并排粘合,整带熔接 | 144–6 912 | 高芯数主干、数据中心互联 | 12 芯整带熔接 |
| 铠装光缆 | 波纹钢带或 FRP 层 | 任意 | 防鼠咬和抗压,直埋 | 金属铠装层需接地 |
| ADSS(全介质自承式) | 芳纶加强的架空光缆 | 12–144 | 电杆线路、电力线路走廊 | 档距 100–1 000 m |
| OPGW | 光纤置于高压线路地线内 | 12–96 | 公用事业 | — |
| 微缆 / 气吹光缆 | 200 µm 光纤,细缆气吹入微管道 | 12–432 | FTTH、城域网 | — |
| 引入光缆(FTTH) | 1–4 芯 G.657 光纤,扁平,自承式或室内用 | 1–4 | 到用户的最后 50–500 m | 抗弯曲光纤 |
| MPO 主干缆(数据中心) | 12/24/144 芯,预端接 MPO 连接器 | 12–144 | 叶脊网络、结构化数据中心布线 | 极性方式 A/B/C(拆分与 MPO 布线) |
光缆内部的光纤色谱:按 TIA-598 使用 12 种颜色(蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉、天蓝),套管颜色编码方式相同(标签与颜色编码)。
端接:配线架、尾纤、配线盒
| 组件 | 作用 | 损耗 |
|---|---|---|
| 尾纤 | 1–2 m 长,一端为工厂预装连接器,另一端裸纤,与光缆熔接 | 连接器 0.1–0.3 dB + 熔接 0.05 |
| 配线架 / ODF(光纤配线架) | 安装适配器(LC/SC 双工、MPO),尾纤与跳线在此对接;后方为熔接盘 | 每端口一对连接器 |
| 熔接盘 / 熔接托盘 | 整理并保护熔接点,控制弯曲半径 | — |
| 预端接配线盒 | 输入为 MPO 主干缆,输出为 12/24 个 LC 端口(内部完成分支) | 每条通路 0.3–0.5 dB(MPO + LC 连接器对) |
| 现场安装连接器 | 现场安装的机械式或熔接式连接器 | 0.3–0.5 dB(机械式),0.1–0.2(熔接式) |
| 壁装插座 / 终端盒 | 用户或工作区端接点 | 一对 |
设计规则:路径上每一对连接都要计入:模块到跳线(1)、跳线到配线架(2)、配线架到对端跳线(3)、跳线到模块(4);配线盒还会增加 MPO 连接器对。
熔接
| 类型 | 损耗(单模) | 损耗(多模) | 回波损耗 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| 熔接,单芯 | 0.02–0.1 dB(典型 0.03) | 0.05–0.2 | > 60 dB(无反射) | 所有永久接续 |
| 熔接,光纤带(整带) | 0.05–0.15 dB | — | > 60 dB | 高芯数光缆 |
| 机械接续 | 0.2–0.5 dB | 0.3–0.5 | 35–45 dB(匹配油膏) | 临时接续、抢修 |
熔接损耗用 OTDR 测量(双向取平均);读数 > 0.3 dB 的熔接点要重新熔接(测试)。G.652 与 G.657 或与 DSF 熔接时,模场失配会额外增加 0.05–0.3 dB(光在光纤中的传播)。
连接器和适配器
详见连接器与光纤类型;这里只列线路一侧的要点:
| 项目 | 数值 |
|---|---|
| 插入损耗等级(IEC 61755) | A 级 ≤ 0.07 dB(少见),B 级 ≤ 0.12(最大 0.25),C 级 ≤ 0.25(最大 0.5),D 级 ≤ 0.5(最大 1.0) |
| 回波损耗 | UPC ≥ 50 dB(1 级),≥ 45(2 级);APC ≥ 60 dB |
| 插拔次数 | 500–1 000 次后损耗开始劣化 |
| 适配器套筒 | 氧化锆陶瓷(精密)与磷青铜(廉价,易磨损);空闲适配器要盖防尘帽 |
| MPO | 公头(带导针)/ 母头(无导针),键朝上/朝下,极性 A/B/C;低损耗型 ≤ 0.35 dB,标准型 ≤ 0.75 |
衰减器
| 类型 | 范围 | 用途 |
|---|---|---|
| 固定插入式(法兰盘) | 1、2、3、5、7、10、15、20 dB;±0.5 dB;UPC 或 APC | 保护接收机在短链路上不过载(链路预算) |
| 可变(VOA),机械式 | 0–30 dB,螺旋调节 | 开通调测、实验室 |
| 可变,电控式(eVOA) | 0–20 dB,可控 | DWDM 信道功率均衡(DWDM 组件) |
| 空气隙式与掺杂光纤式 | 空气隙式会反射(长距链路应避免);掺杂光纤式吸收光 | 激光光源优先选吸收式 |
衰减器的波长相关性很小(1310–1550 范围内 ±0.5 dB),但不为零;应注明工作波长。
分光器(PON)
| 分光比 | 插入损耗(典型 / 最大) | 说明 |
|---|---|---|
| 1:2 | 3.5 / 3.9 dB | — |
| 1:4 | 6.9 / 7.4 | — |
| 1:8 | 10.2 / 10.8 | — |
| 1:16 | 13.5 / 14.1 | — |
| 1:32 | 16.8 / 17.5 | GPON B+ 级典型值 |
| 1:64 | 20.2 / 21.0 | C+ 级 / XGS-PON |
| 1:128 | 23.5 / 24.5 | 少见;需要 E 级预算 |
PLC(平面光波导)分光器在 1260–1650 nm 范围内波长响应平坦、分光均匀;FBT(熔融拉锥)分光器更便宜,有波长相关性,用于 1:2/1:4 或不均分光比(如 90/10 分接)。先 1:4 再级联 1:8,比单级 1:32 多耗约 0.5 dB (PON 工作原理)。
WDM 滤波器和复用器
| 设备 | 损耗 | 隔离度 | 用途 |
|---|---|---|---|
| CWDM 复用/解复用器,4/8/16 通道(TFF) | 每次通过 1.0–2.5 dB | 相邻信道 30 dB | CWDM |
| DWDM AWG,40/48/96 通道 | 3–6 dB | 25–30 dB | DWDM |
| DWDM TFF,8 通道 | 1.5–3 dB | 30 dB | 通道数较少时 |
| OADM,1–4 通道 | 下路 1–2 dB,直通 0.8–1.5 dB | 30 dB | 环网分插 |
| BiDi / WDM 耦合器 1310/1550 | 0.5–1 dB | 20–30 dB | 单纤双向工作 |
| PON WDM1r(1490/1310/1550 视频叠加) | 0.5–1 dB | 30 dB | RF 视频叠加 |
| 监测分支 1625/1650 nm | 0.3–0.5 dB | — | 在线 OTDR |
封闭装置与环境
| 封闭装置 | 位置 | 关注点 |
|---|---|---|
| 接头盒(球形/直通) | 人孔井、电杆、直埋 | 密封(IP68)、凝胶或机械密封、可重入 |
| 街边机柜 / FDH | FTTH 配线 | 分光器、温度、湿度、安全防护 |
| 壁挂箱 / FAT | 建筑入口 | 弯曲半径、余纤存放 |
| 机架 ODF | 设备间 | 标签、余纤管理、前后两侧可操作 |
| 机架理线 | 数据中心 | 弯曲半径 ≥ 30 mm(单模)/ 10 倍缆径,扎带不宜过紧,光缆与铜缆分开走线以免受压 |
设计与操作规则
- 计入每一对连接和每个熔接点;使用设计取值,而非典型值。
- 优先使用熔接和工厂预端接尾纤;永久链路中避免使用机械接续。
- 弯曲半径:在用的标准单模跳线 ≥ 30 mm(G.657.A1 ≥ 15 mm,A2 ≥ 7.5 mm),安装过程中 ≥ 20 倍缆径。
- 每个空置的适配器和连接器都要盖防尘帽;每次对接前先清洁(连接器与光纤)。
- 每根跳线两端都标注对端位置;将光纤编号和颜色记入线路数据库。
- 接头盒内预留 3–5 m 余纤,配线架内预留 1–2 m,以备日后重新熔接。
- APC(绿色)与 UPC(蓝色)两个体系分开管理,绝不能互相对接。
- 安装后进行测试并保留结果(测试)。
在 CodingBox 中
线路决定损耗和波长,模块必须两者都匹配。CodingBox 显示模块的连接器代码、波长和额定光纤长度,帮助模块与合适的线路配对:APC 线路在跳线侧需要兼容 APC 的模块,PON 光模块需要满足分光器预算所要求的等级(Check transceiver)。
完成线路中的接续:熔接与机械接续、尾纤、现场连接器、验收标准,见 熔接与端接;把光缆敷设到位:管道、直埋、架空、室内路径、弯曲和张力限制,见 光缆路由与安装。
深入了解光缆本身:分层结构、从松套管到 OPGW 和可卷曲光纤带的各种类型、阻燃等级、颜色编码、如何读数据手册,见光缆结构;链路的另一半,所有需要供电的部分,见有源光网络设施。