干弱电这行十五年,光纤这块儿我踩过的坑少说也有四五十个。今天就跟兄弟们聊聊光纤那些事儿,全是实战经验,不整虚的。
一、光纤的基本组成和关键参数
光纤说白了就是一根透明的玻璃丝,分三层:最里头是纤芯,光信号就在这里面跑;外面包着一层包层,折射率比纤芯低,保证光能全反射着往前走;最外面是涂敷层,起保护作用。别小看这涂敷层,施工时手上有汗或者灰尘粘上去,时间长了信号就出问题。
光纤的传输特性主要看几个参数:损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径。损耗就是光在光纤里跑着跑着就弱了,跟距离和波长有关。衰减的主要原因是散射、吸收,还有接头和连接器那儿的光损耗。衰减系数一般用dB/km表示,就是每公里光功率衰减多少分贝。
二、色散和带宽那些事儿
光纤的带宽跟长度成反比,长度越长,带宽越小。色散有模色散、材料色散和结构色散三种,说白了就是光脉冲在光纤里跑着跑着就展宽了,跟光源和光纤本身都有关系。色散大了,误码率就高,传输距离和速率都受影响。
截止波长这个参数容易被忽略。单模光纤的截止波长必须短于传输光的波长,否则就不是单模传输了。我见过一个工地,用了不对波长的光纤,结果多模跑成了单模,信号乱七八糟,最后全换了才解决。
三、OTDR使用心得
OTDR是基于背向散射原理的,能测光纤长度、损耗、接头质量、故障点位置。背向散射就是光在光纤里往前跑时,有极少一部分往回反射,OTDR就是捕捉这个信号。
盲区是个坑。事件盲区是反射峰起始点到接收器饱和点的距离,衰减盲区是从反射峰起始点到能识别其他事件点的距离。盲区越小越好,但脉冲越宽盲区越大。所以测近端用窄脉冲,测远端用宽脉冲。我有个教训:刚用OTDR时图省事全用宽脉冲,结果近端接头损耗根本测不准,返工好几次。
另外,测多模光纤别用单模OTDR模块,反过来也不行。长度读数还行,但损耗、接头损耗、回波损耗全是错的。一定要模块跟光纤匹配。

四、波长选择与光纤分类
1310nm波长色散最小,1550nm波长损耗最小。商用光纤主要用这两个窗口。光纤按折射率变化分阶跃型和渐变型,阶跃型带宽窄,适合短距离小容量;渐变型带宽宽,适合中远距离。按模式分单模和多模,单模芯径1-10微米,只传一个模式,适合长距离大容量;多模芯径50-60微米,传多个模式,性能差些。
在变电站里,光电转换装置跟保护装置之间常用多模光纤,距离不远,够用就行,省钱。
省钱技巧:别啥项目都用单模光纤。机房内部、园区内部几百米的链路,用多模光纤加便宜的光模块,成本能省一半。我就见过有人嫌麻烦全用单模,结果光模块贵一大截,甲方预算超了还挨骂。
五、光缆结构与选型
常见光缆结构有层绞式和骨架式。光缆主要由纤芯、光纤油膏、护套、PBT等组成。铠装一般用钢丝或钢带,海底光缆才用。护套常用PE或PVC。
电力系统里有三种特殊光缆:OPGW(地线复合光缆),光纤放在电力线里,既当地线又当通信线;GWWOP(缠绕式光缆),挂在已有地线上;ADSS(自承式光缆),直接挂在两座杆塔之间,跨度能到1000米。
选OPGW光缆时,要搞清楚标称抗拉强度、光纤芯数、短路电流、短路时间、温度范围。这几个参数缺一不可,否则验收时准出问题。
踩过的坑:有次选ADSS光缆,光顾着看跨距和拉力,忽略了电腐蚀问题。ADSS在强电场环境下,护套容易老化开裂,没两年就断纤了。后来才知道要选耐电痕护套,多花点钱但省心。

六、施工与金具
光缆弯曲半径不能小于外径的20倍,施工时不能小于30倍。ADSS工程有三个关键:光缆机械设计、悬挂点确定、金具选择安装。金具主要有耐张线夹、悬垂线夹、防振器等。
光纤连接器有两个关键参数:介入损耗和回波损耗。介入损耗越小越好,国标要求不大于0.5dB;回波损耗典型值不小于25dB。常见连接器有FC、SC、ST、LC等,端面有PC、UPC、APC之分。
省钱技巧:接头盒里的光纤余长别留太多,够盘纤就行。我见过有人留一米多,结果盘纤时折角过小,光损耗飙升。留30-50厘米,盘个半径够大的圈,既省材料又保证性能。
