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 | 12–432 | FTTH、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 dB | 0.3–0.5 | 35–45 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 |
|---|---|---|
| 1:2 | 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+ 級典型值 |
| 1:64 | 20.2 / 21.0 | C+ 級 / XGS-PON |
| 1:128 | 23.5 / 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 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 | 通道數較少時 |
| OADM,1–4 通道 | 下路 1–2 dB,直通 0.8–1.5 dB | 30 dB | 環網分插 |
| BiDi / WDM 耦合器 1310/1550 | 0.5–1 dB | 20–30 dB | 單纖雙向工作 |
| PON WDM1r(1490/1310/1550 視頻疊加) | 0.5–1 dB | 30 dB | RF 視頻疊加 |
| 監測分支 1625/1650 nm | 0.3–0.5 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 / FDH | FTTH 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
- 計入每一對連接和每個接續點;使用設計取值,而非典型值。
- 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。
- 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。
- 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)。
- 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。
- 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。
- APC(綠色)與 UPC(藍色)兩個體系分開管理,絕不能互相對接。
- 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。