光纖光纜基本知識

1、 光纖通信及發展史

1、1966年英籍華人高锟提出"光纖通信".

2、以激光為光源，經光纖為傳輸媒質的通信方式，叫做光纖通信.

3、1983年武漢三鎮使用光纖通信投入電話網中使用，标志着我國光纖通信進入使用階段.

二、 光通信原理介紹及光纖通信的特點

1、全反射原理：1）光從光密介質射入光疏介質。

2）入射角大于臨界角。

2、光通信特點：

優點：1）傳輸頻帶寬、通信容量大

2) 中繼距離遠、損耗低

3）抗電磁能力強、無串話

4）重量輕

5）資源豐富

6）抗化學腐蝕、柔軟可繞

缺點：1）強度不如金屬

2）連接比較困難

3）分路耦合不變

4）彎曲半徑不宜太小

5）傳輸能量比較困難

二次被覆光纖（芯線）簡圖

(a) 緊套；(b)松套；(c)大套管；(d)帶狀線

5、成 纜：是将若幹根含光纖的套管與加強件等組合起來構成光纜的過程

目的：産生二次餘長，抗機械性能和環境溫度變化

成纜絞合方式：1）往複（SZ）絞合工藝

2）螺旋絞合

纜芯

纜芯通常包括被覆光纖（或稱芯線）和加強件兩部分。被覆光纖是光纜的核心，決定着光纜的傳輸特性。加強件起着承受光纜拉力的作用，通常處在纜芯中心，有時配置在護套中。加強件通常用楊氏模量大的鋼絲或非金屬材料例如芳綸纖維（Kevlar）做成。

護套

護套起着對纜芯的機械保護和環境保護作用，要求具有良好的抗側壓力性能及密封防潮和耐腐蝕的能力。護套通常由聚乙烯或聚氯乙烯（PE或PVC）和鋁帶或鋼帶構成。不同使用環境和敷設方式對護套的材料和結構有不同的要求。根據使用條件，光纜又可以分為許多類型。

6 、光纜

對光纜的基本要求是保護光纖的機械強度和傳輸特性，防止施工過程和使用期間光纖斷裂，保持傳輸特性穩定。為此，必須根據使用環境設計各種結構的光纜，以保證光纖不受應力的作用和有害物質的侵蝕。

1. 光纜結構和類型

光纜一般由纜芯和護套兩部分組成，有時在護套外面加有铠裝。

光纜類型的典型實例

(a)6芯緊套層絞式光纜（架空、管道）； (b)12芯松套層絞式光纜（直埋防蟻）；(c)12芯骨架式光纜（直埋）； (d)6～48芯束管式光纜（直埋）；

(e)108芯帶狀光纜； (f)LXE束管式光纜（架空、管道、直埋）；(g)淺海光纜； (h)架空地線複合光纜（OPGW）

2. 光纜特性

光纜的傳輸特性取決于被覆光纖。對光纜機械特性和環境特性的要求由使用條件确定。光纜生産出來後，對這些特性的主要項目，例如拉力、壓力、扭轉、彎曲、沖擊、振動和溫度等，要根據國家标準的規定做例行試驗。成品光纜一般要求給出下述特性，這些特性的參數都可以用經驗公式進行分析計算，這裡我們隻作簡要的定性說明。

1) 拉力特性

光纜能承受的最大拉力取決于加強件的材料和橫截面積，一般要求大于1km光纜的重量，多數光纜在100～400kg範圍。

2) 壓力特性

光纜能承受的最大側壓力取決于護套的材料和結構，多數光纜能承受的最大側壓力在100～400kg/10cm。

3）彎曲特性

彎曲特性主要取決于纖芯與包層的相對折射率差△以及光纜的材料和結構。實用光纖最小彎曲半徑一般為20～50mm，光纜最小彎曲半徑一般為200～500mm，等于或大于光纖最小彎曲半徑。在以上條件下，光輻射引起的光纖附加損耗可以忽略，若小于最小彎曲半徑，附加損耗則急劇增加。

4）溫度特性

光纖本身具有良好的溫度特性。光纜溫度特性主要取決于光纜材料的選擇及結構的設計，采用松套管二次被覆光纖的光纜溫度特性較好。溫度變化時，光纖損耗增加，主要是由于光纜材料（塑料）的熱膨脹系數比光纖材料（石英）大2～3個數量級，在冷縮或熱脹過程中，光纖受到應力作用而産生的。在我國，對光纜使用溫度的要求，一般在低溫地區為-40℃～ 40℃，在高溫地區為-5℃～ 60℃。

光纖衰減的測試方法：剪斷法、插入損耗法、後向散射法（ODTR的工作原理）

1） 剪斷法是測量衰減特性的基準試驗方法。

2） 後向散射法是一種最常用的測試方法。OTDR（光時域反射儀）正是用來觀察光纖中被約束的後向散射光的儀器，是利用光在傳輸過程中随光纖中折射率的變化和微小裂紋都産生反射的原理，也正是因為平樣一個工作原理，OTDR除了能測定衰減和衰減系數外，還能測定光纖長度、接頭損耗。因局部缺陷或接頭引起的光學不連續性以及反射損耗等

光纜的命名方法

3. 光纜型号和應用

1) 型号的組成

① 型号組成的内容

型号由型式和規格兩大部分組成。

② 型号組成的格式

光纜型号組成的格式，如圖1所示。

圖1 型号組成的格式 圖2 光纜型式的構成

2) 型号的組成内容、代号及意義

型式由5個部分構成，各部分均用代号表示，如圖2所示。其中結構特征指纜芯結構和光纜派生結構。

1 分類的代号

GY—通信用室（野）外光纜

GM—通信用移動式光纜

GJ—通信用室（局）内光纜

GS—通信用設備内光纜

GH—通信用海底光纜

GT—通信用特殊光纜

2 加強件的代号

加強構件指護套以内或嵌入護套中用于增強光纜抗拉力的構件。

（無符号）—金屬加強構件

F—非金屬加強構件

3 纜芯和光纜的派生結構特征的代号

光纜結構特征應表示出纜芯的主要類型和光纜的派生結構。當光纜型式有幾個結構特征需要注明時，可用組合代号表示，其組合代号按下列相應的各代号自上而下的順序排列。

D—光纖帶結構

（無符号）—光纖松套被覆結構

J—光纖緊套被覆結構

（無符号）—層絞結構

G—骨架槽結構

X—纜中心管（被覆）結構

T—油膏填充式結構

（無符号）—幹式阻水結構

R—充氣式結構

C—自承式結構

B—扁平形狀

E—橢圓形狀

Z—阻燃

4 護套的代号

Y—聚乙烯護套

V—聚氯乙烯護套

U—聚氨酯護套

A—鋁-聚乙烯粘結護套（簡稱A護套）

S—鋼-聚乙烯粘結護套（簡稱S護套）

W—夾帶平行鋼絲的鋼-聚乙烯粘結護套（簡稱W護套）

L—鋁護套

G—鋼護套

Q—鉛護套

3) 規格

光纜的規格是由光纖和導電芯線的有關規格組成。

1 規格組成的格式，見圖3。

光纖的規格與導電芯線的規格之間用" "号隔開。

圖3 光纜規格的構成

2 光纖規格的構成

光纖的規格由光纖數和光纖類别組成。如果同一根光纜中含有兩種或兩種以上規格（光纖數和類别）的光纖時，中間應用" "号聯接。

a. 光纖數的代号

光纖數的代号用光纜中同類别光纖的實際有效數目的數字表示。

b. 光纖類别的代号

光纖類别應采用光纖産品的分類代号表示，按IEC60793-2(1998)《光纖第2部分：産品規範》等标準規定用大寫A表示多模光纖，大寫B表示單模光纖，再以數字和小寫字母表示不同種類型光纖。A—多模光纖，B—單模光纖.

多模光纖

單模光纖

注："B1.1"可簡化為"B1"。

5) 光纜主要型式

盡管光纜的分類方法很多，并且各有各自的道理。為了規範光纜制造廠家産品類型和便于廣大用戶選用，信息産業部制定了通信行業标準YD/T908-2000《光纜型号命名方法》。

本書按YD/T908-2000規定的光纜型号命名方法，将國内光纜線路工程中一些常用的光纜類型、敷設方法和用途列入，供廣大讀者試驗和選用光纜時參考。

一些常用光纜主要型式及用途

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