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無源設施:光纜、配線架、接續點、分光器與濾波器

兩個收發模組之間是無源線路:所有不需要供電、只負責承載或連接光信號的部分。鏈路的大部分損耗、幾乎全部反射以及絕大多數故障都由它決定,而且它經歷的光模組換代比自身的更新要多得多。本頁梳理以下組件:光纜的類型和結構、配線架和尾纖、熔接和機械接續、連接器和適配器、衰減器、PON 分光器、WDM 濾波器、封閉裝置,包括它們的損耗取值,以及讓預算保持可信的設計與操作規則。

光纜

類型結構光纖芯數應用場景說明
單纖 / 雙纖跳線1–2 芯,900 µm 緊包層,2–3 mm 外護套,兩端帶連接器1–2機櫃內,模組到配線架LC-LC、LC-SC、MPO-MPO;長度 0.5–30 m
配線光纜(室內)900 µm 緊包光纖,芳綸加強,LSZH/OFNR/OFNP 護套4–144建築豎井內,房間之間在配線架上端接,或使用預端接配線盒
分支光纜(fan-out)每根光纖各自帶 2 mm 子護套2–24無需配線架、直接安裝連接器結構堅固但體積大
鬆套管光纜(室外)250 µm 光纖置於圍繞加強構件的油膏或乾式套管中,防水,PE 護套12–288管道、直埋、架空溫度範圍 −40…+70;進入室內須熔接尾纖
光纖帶 / 可捲曲光纖帶12 根光纖並排黏合,整帶熔接144–6 912高芯數主幹、數據中心互聯12 芯整帶熔接
鎧裝光纜波紋鋼帶或 FRP 層任意防鼠咬和抗壓,直埋金屬鎧裝層需接地
ADSS(全介質自承式)芳綸加強的架空光纜12–144電桿線路、電力線路走廊檔距 100–1 000 m
OPGW光纖置於高壓線路地線內12–96公用事業
微纜 / 氣吹光纜200 µm 光纖,細纜氣吹入微管道12–432FTTH、城域網
引入光纜(FTTH)1–4 芯 G.657 光纖,扁平,自承式或室內用1–4到用戶的最後 50–500 m抗彎曲光纖
MPO 主幹纜(數據中心)12/24/144 芯,預端接 MPO 連接器12–144葉脊網絡、結構化數據中心佈線極性方式 A/B/C(拆分與 MPO 佈線

光纜內部的光纖色譜:按 TIA-598 使用 12 種顏色(藍、橙、綠、棕、灰、白、紅、黑、黃、紫、粉、天藍),套管顏色編碼方式相同(標籤與顏色編碼)。

端接:配線架、尾纖、配線盒

組件作用損耗
尾纖1–2 m 長,一端為工廠預裝連接器,另一端裸纖,與光纜熔接連接器 0.1–0.3 dB + 熔接 0.05
配線架 / ODF(光纖配線架)安裝適配器(LC/SC 雙工、MPO),尾纖與跳線在此對接;後方為熔接盤每端口一對連接器
熔接盤 / 熔接托盤整理並保護接續點,控制彎曲半徑
預端接配線盒輸入為 MPO 主幹纜,輸出為 12/24 個 LC 端口(內部完成分支)每條通路 0.3–0.5 dB(MPO + LC 連接器對)
現場安裝連接器現場安裝的機械式或熔接式連接器0.3–0.5 dB(機械式),0.1–0.2(熔接式)
壁裝插座 / 終端盒用戶或工作區端接點一對

設計規則:路徑上每一對連接都要計入:模組到跳線(1)、跳線到配線架(2)、配線架到對端跳線(3)、跳線到模組(4);配線盒還會增加 MPO 連接器對。

熔接

類型損耗(單模)損耗(多模)回波損耗用途
熔接,單芯0.02–0.1 dB(典型 0.03)0.05–0.2> 60 dB(無反射)所有永久接續
熔接,光纖帶(整帶)0.05–0.15 dB> 60 dB高芯數光纜
機械接續0.2–0.5 dB0.3–0.535–45 dB(匹配油膏)臨時接續、搶修

接續損耗用 OTDR 測量(雙向取平均);讀數 > 0.3 dB 的接續點要重新熔接(測試)。G.652 與 G.657 或與 DSF 熔接時,模場失配會額外增加 0.05–0.3 dB(光在光纖中的傳播)。

連接器和適配器

詳見連接器與光纖類型;這裏只列線路一側的要點:

項目數值
插入損耗等級(IEC 61755)A 級 ≤ 0.07 dB(少見),B 級 ≤ 0.12(最大 0.25),C 級 ≤ 0.25(最大 0.5),D 級 ≤ 0.5(最大 1.0)
回波損耗UPC ≥ 50 dB(1 級),≥ 45(2 級);APC ≥ 60 dB
插拔次數500–1 000 次後損耗開始劣化
適配器套筒氧化鋯陶瓷(精密)與磷青銅(廉價,易磨損);空閒適配器要蓋防塵帽
MPO公頭(帶導針)/ 母頭(無導針),鍵朝上/朝下,極性 A/B/C;低損耗型 ≤ 0.35 dB,標準型 ≤ 0.75

衰減器

類型範圍用途
固定插入式(法蘭盤)1、2、3、5、7、10、15、20 dB;±0.5 dB;UPC 或 APC保護接收器在短鏈路上不過載(鏈路預算
可變(VOA),機械式0–30 dB,螺旋調節開通調測、實驗室
可變,電控式(eVOA)0–20 dB,可控DWDM 信道功率均衡(DWDM 組件
空氣隙式與摻雜光纖式空氣隙式會反射(長距鏈路應避免);摻雜光纖式吸收光激光光源優先選吸收式

衰減器的波長相關性很小(1310–1550 範圍內 ±0.5 dB),但不為零;應註明工作波長。

分光器(PON)

分光比插入損耗(典型 / 最大)說明
1:23.5 / 3.9 dB
1:46.9 / 7.4
1:810.2 / 10.8
1:1613.5 / 14.1
1:3216.8 / 17.5GPON B+ 級典型值
1:6420.2 / 21.0C+ 級 / XGS-PON
1:12823.5 / 24.5少見;需要 E 級預算

PLC(平面光波導)分光器在 1260–1650 nm 範圍內波長響應平坦、分光均勻;FBT(熔融拉錐)分光器更便宜,有波長相關性,用於 1:2/1:4 或不均分光比(如 90/10 分接)。先 1:4 再級聯 1:8,比單級 1:32 多耗約 0.5 dB (PON 工作原理)。

WDM 濾波器和合波器

設備損耗隔離度用途
CWDM 合波/分波器,4/8/16 通道(TFF)每次通過 1.0–2.5 dB相鄰信道 30 dBCWDM
DWDM AWG,40/48/96 通道3–6 dB25–30 dBDWDM
DWDM TFF,8 通道1.5–3 dB30 dB通道數較少時
OADM,1–4 通道下路 1–2 dB,直通 0.8–1.5 dB30 dB環網分插
BiDi / WDM 耦合器 1310/15500.5–1 dB20–30 dB單纖雙向工作
PON WDM1r(1490/1310/1550 視頻疊加)0.5–1 dB30 dBRF 視頻疊加
監測分支 1625/1650 nm0.3–0.5 dB在線 OTDR

封閉裝置與環境

封閉裝置位置關注點
接頭盒(球形/直通)人孔井、電桿、直埋密封(IP68)、凝膠或機械密封、可重入
街邊機櫃 / FDHFTTH 配線分光器、溫度、濕度、安全防護
壁掛箱 / FAT建築入口彎曲半徑、餘纖存放
機架 ODF設備間標籤、餘纖管理、前後兩側可操作
機架理線數據中心彎曲半徑 ≥ 30 mm(單模)/ 10 倍纜徑,紮帶不宜過緊,光纜與銅纜分開走線以免受壓

設計與操作規則

  1. 計入每一對連接和每個接續點;使用設計取值,而非典型值。
  2. 優先使用熔接和工廠預端接尾纖;永久鏈路中避免使用機械接續。
  3. 彎曲半徑:在用的標準單模跳線 ≥ 30 mm(G.657.A1 ≥ 15 mm,A2 ≥ 7.5 mm),安裝過程中 ≥ 20 倍纜徑。
  4. 每個空置的適配器和連接器都要蓋防塵帽;每次對接前先清潔(連接器與光纖)。
  5. 每根跳線兩端都標註對端位置;將光纖編號和顏色記入線路資料庫。
  6. 接頭盒內預留 3–5 m 餘纖,配線架內預留 1–2 m,以備日後重新熔接。
  7. APC(綠色)與 UPC(藍色)兩個體系分開管理,絕不能互相對接。
  8. 安裝後進行測試並保留結果(測試)。

在 CodingBox 中

線路決定損耗和波長,模組必須兩者都匹配。CodingBox 顯示模組的連接器代碼、波長和額定光纖長度,幫助模組與合適的線路配對:APC 線路在跳線側需要兼容 APC 的模組,PON 光模組需要滿足分光器預算所要求的等級(Check transceiver)。

完成線路中的接續:熔接與機械接續、尾纖、現場連接器、驗收標準,見 熔接與端接;把光纜敷設到位:管道、直埋、架空、室內路徑、彎曲和張力限制,見 光纜路由與安裝

深入了解光纜本身:分層結構、從鬆套管到 OPGW 和可捲曲光纖帶的各種類型、阻燃等級、顏色編碼、如何讀規格書,見光纜結構;鏈路的另一半,所有需要供電的部分,見有源光網絡設施


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