弱电工程中光纤、光模原理及故障处理方法

您有没有在光纤传输线路中遇到以下问题：怎样才能接通光纤收发器？交换机与光纤通信的接入器可以配套使用吗？带光口球机能与交换机配套吗？

1、光纤

用玻璃或塑料制成的能传递光信号的纤维。“光的全反射”是其传输原理。其特点是保密、轻巧、抗干扰性强、距离远、数据带宽高，可支持100 Mbps、1 Gbps、10 Gbps以及更高的传输速率。

2、光纤分类

常见的光纤传输波长是：850、1310、1490、1550 nm。根据光纤传输光信号方式，可分为单模光纤(SMF)和多模光纤：

单模光工纤：只能传输一种模式的光，适用于长距离传输。

多模光纤：可以传输多种模式的光，适用于机房内等短距离传输。

3、光纤的常见接口类型

4、光模块

它负责光电转换，发送端将电信号转化为光信号，经光纤传输后，再由接收端将光信号转化为电信号。普通光模组速率：155 M (百兆),1.25 G (千兆),10 G (万兆),40 G。

1）、光模块类型

2）、发射光功率

发射光功率指发射端的光强度，以dBm为单位，是影响传输距离的重要参数。

3）、接收灵敏度

接收灵敏度是指可以检测到的光强度，以dbm为单位。一般来说，速率越高，接收灵敏度越差，即最小接收光功率越大，对光模块接收端器件的要求越高。

4）、偏置电流

为保证 LD激光高速开关正常工作，必须通过 BIAS对其加一个稍大于阈值电流 ITH的直流偏压电流 IBIAS。BIAS过大，加速装置老化， BIAS太小激光器不能正常工作。

5）、消光比

信号逻辑为1时光功率与0时光功率之比，单位为dB。消光比与光功率成反比。在调试过程中，会发现调整光功率的消光比会变小，否则调整光功率的消光比会变大。

6）、饱和光功率

当传输速率一定时，光的最大输入功率保持一定误码率。在接收光功率大于饱和光功率时，同样会造成误码。因而对发射光功率大的光模块不加衰减回环测试会产生误码现象。

7）、工作温度

光模块工作温度分两种。商业级：0~70℃，工业级：-40~85℃。

8）、光模块分类

按光模块模式分类

单模：传输距离远

多模：传输距离近，一般小于≤2km

按链路资源分类

单纤光模块

双纤光模块

9）、光模块配对原则

上图方法，内置光模块的设备同样适用哦~！

由于光模块在传输数据时分为发送和接收两个方向，双纤维光模块通过不同的端口区分，单纤维光模块通过不同的光波长区分如下。

因此在使用单纤的光模块时，两端光模块的波长要匹配，即TX/RX相反。

10）、光模块组网方式

五、光缆故障的主要产生原因

为了保证光传输信号距离长、损耗低的应用特性，光缆线路必须满足一定的物理环境条件。任何轻微的光缆弯曲或轻微的污染都会导致光信号的衰减，甚至中断通信。

1、由于光缆本身的物理特性以及生产过程中的不均一性，使得电缆传输的光信号时刻都是在漫射和吸收的。如果电缆链路过长，将导致整个链路光信号的总体衰耗超过网络规划要求，光信号衰耗过大，将导致通信效果降低。

2、敷设弯角过大光缆的弯曲衰耗和受压衰耗实质上都是光纤在光传输时不满足全反射产生的。纤维有一定的挠曲性，但是当光纤弯曲到一定角度后，会使光信号在光缆中传播方向发生改变，从而导致弯曲衰耗。这样在布线施工时要特别注意为走线预留足够的角度。

3、光纤受压或断裂这是光缆故障中最易发生的故障，光纤受外力因素或自然灾害等因素，会产生微小的不规则弯曲甚至断裂，当在接头盒或光缆内发生断裂时，从表面看不出断点，但光纤中的断点会发生折射率的改变，甚至形成反射损耗，使光纤传输信号质量变差。在此期间，利用 OTDR光缆测试仪检测反射峰来寻找光纤内弯曲衰减或断裂点。

4、光缆连接结构熔接故障在光缆敷设过程中，常用光纤熔接机将两段光纤熔成一条。因光纤光缆芯层玻璃纤维为熔接材料，因此施工现场熔接时需根据光缆类型正确使用熔接机，在熔接过程中，由于操作不符合施工规范和施工环境的变化，易使光纤纤维受污染，导致熔接时出现杂质混入，导致整个链路通讯质量下降。

5、在熔接过程中，由于操作不符合施工规范和施工环境的变化，易使光纤纤维受污染，导致熔接时出现杂质混入，导致整个链路通讯质量下降。芯芯纤维直径不同，接合不严，将大大增加接头损耗。用 OTDR或双端功率测试，可发现芯芯直径失配故障。应该指出，单模光纤和多模光纤除了核心光纤的直径不同外，其传输方式、波长和衰耗方式也完全不同，因此不能混用。

6、连接处受污染、跳纤受潮是造成光缆失效的主要原因。特别是在室内网络中有许多短纤，与各种网络交换机、光纤接头的插拔、法兰的更换、转移都十分频繁。工作时，由于尘埃太大、插入损失、手指接触等，极易造成光纤连接污损，导致不能通过光路或光衰。应该用酒精棉清洗。

7、抛光不良接头的加工不良也是光纤链的主要故障之一。没有理想的光纤切面在实际的物理环境中是不存在的，都会有些起伏和倾斜。当光缆链路中的光遇到这种切面时，由于接合面不规则，光的漫散射和光的反射会大大增加光的衰减。在OTDR测试仪的曲线上，抛光不良切面的衰减区比正常端面大得多。

六、常见问题解答

1、交换机光口是否需要开启？

未经配制的可网管交换机除了需要光电复用口光口打开外，其它开关的光口都是即插即用，无需配置开启。

2、光口不亮怎么处理？

1.检查设备光口和使用的光模块速率是否匹配。

2.检查两端使用的光模块是否配对。

3.检查使用的光纤是否和光模块匹配，单模光模块使用单模光纤，多模光模块使用多模光纤，双纤光模块，一端的两根光纤左右对调下。

4.检查光纤链路是否OK，使用短纤进行测试。

5.光模块或尾纤、光模的瓷芯过脏。

6.光模块或尾纤坏了，或者光纤熔接不好。

光纤相关的故障是调试过程中或维护最觉故障，也是出现最多的故障，所以，需要一个检查光纤发光是否正常的的仪表，这个就不得不说下光纤故障排查神器，光功率计和红光笔，光功率计用来测试光纤传输损耗的，也非常好用、简单，容易上手，是排查光纤故障的不二之选。红光笔是用来查找光纤在哪个光纤盘的。这两种排查光纤故障必备神器，不过现在光功率计和红光笔都结合在一个仪表上了，更加方便。

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