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1、光纤光缆的结构与分类,一、光纤的结构二、光纤的分类三、光缆的结构四、光缆的分类,光纤的结构,纤芯位于光纤中心，直径2a为575m, 作用是传输光波。包层位于纤芯外层，直径2b为100150m,作用是将光波限制在纤芯中。纤芯和包层即组成裸光纤，两者采用高纯度二氧化硅（SiO2）制成，但为了使光波在纤芯中传送，应对材料进行不同掺杂，使包层材料折射率n2比纤芯材料折射率n1小，即光纤导光的条件是n1n2。一次涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨基甲酸乙脂或硅酮树脂层，厚度一般为 30150m。套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚丙烯塑料、尼龙等材料。经过二次涂敷的裸光纤称为光纤芯线。,
2、一次涂覆层,纤芯 包层,套层,一次涂覆层 包层 纤芯,套层,光纤的结构示意图,二、光纤分类 根据光纤的折射率、光纤材料、传输模式、光纤用途和制造工艺，有如下几种分类方法： 1阶跃型和梯度型光纤(根据光纤的折射率分布函数) 阶跃光纤的纤芯与包层间的折射率阶跃变化的，即纤芯内的折射率分布大体上是均匀的，包层内的折射率分布也大体均匀，均可视为常数，但是纤芯和包层的折射率不同，在界面上发生突变。 梯度光纤纤芯内的折射率不是常量，而是从中心轴线开始沿径向大致按抛物线形状递减，中心轴折射率最大。,2按材料分类 (1) 高纯度石英(SiO2)玻璃纤维。 这种材料的光损耗比较小，在波长1.2m时、最低损耗约为
3、0.47dB/km。 (2) 多组分玻璃光纤 用常规玻璃制成，损耗也很低。如硼硅酸钠玻璃光纤，在波长0.84m时，最低损耗为3.4dB/km。 (3) 塑料光纤。 用人工合成导光塑料制成，其损耗较大。当0.63m时，损耗高达100200 dB/km；但重量轻，成本低，柔软性好，适用于短距离导光。,3按传输模数分类 (1)单模光纤 单模光纤纤芯直径仅有几微米，接近光的波长。单模光纤通常是指跃变光纤中，内芯尺寸很小，光纤传输模数很少，原则上只能传送一种模数的光纤，常用于光纤传感器。这类光纤传输性能好、频带很宽，具有较好的线性度；但因内芯尺寸小，难以制造和耦合。 (2)多模光纤。 多模光纤纤芯直径约
4、为50m，纤芯直径远大于光的波长。通常是指跃变光纤中，内芯尺寸较大，传输模数很多的光纤。这类光纤性能较差，带宽较窄；但由于芯子的截面积大，容易制造、连接耦合比较方便，也得到了广泛应用。,光纤的分类,石英系列光纤（以SiO2为主要材料） 按光纤组成材料划分 多组分光纤（材料由多组成分组成） 液芯光纤（纤芯呈液态） 塑料光纤（以塑料为材料） 阶跃型光纤（SIF）光纤种类 按光纤纤芯折射率分布划分 渐变型光纤（GIF） W型光纤 单模光纤（SMF） 按光纤传输模式数划分 芯径 多模光纤（MMF ）,光纤的纤芯折射率剖面分布,2b 2b 2b 2c 2a 2a 2a n n n n1 n1 n1 n2
5、 n2 n2 n3 0 a b r 0 a b r 0 a c b r （a）阶跃光纤 （b） 渐变光纤 （c）W型光纤,阶跃型光纤（SIF）：纤芯折射率呈均匀分布，纤芯和包层相对折射率差为1%2%。渐变型光纤（GIF）：纤芯折射率呈非均匀分布，在轴心处最大，而在光纤横截面内沿半径方向逐渐减小，在纤芯与包层的界面上降至包层折射率n2。 W型光纤（双包层光纤）：在纤芯与包层之间设有一折射率低于包层的缓冲层，使包层折射率介于纤芯和缓冲层之间。可以实现在1.31.6m之间色散变化很小的色散平坦光纤或把零色散波长移到1.55m的色散位移光纤。,单 模 光 纤,指在工作波长中，只能传输一个传播模式的光纤
6、，通常简称为单模光纤（SMF：Single ModeFiber）。目前，在有线电视和光通信中，是应用最广泛的光纤。 由于光纤的纤芯很细（约10m）而且折射率呈阶跃状分布，当归一化频率V参数2.4时，理论上，只能形成单模传输。,单 模 光 纤,SMF没有多模色散，不仅传输频带较多模光纤更宽，再加上SMF的材料色散和结构色散的相加抵消，其合成特性恰好形成零色散的特性，使传输频带更加拓宽。SMF中，因掺杂物不同与制造方式的差别有许多类型。 凹陷型包层光纤（DePr-essed Clad Fiber），其包层形成两重结构，邻近纤芯的包层，较外侧包层的折射率还低。,多 模 光 纤,将传播可能的模式为多个
7、模式的光纤称作多模光纤。纤芯直径为50m，由于传输模式可达几百个，与SMF相比传输带宽主要受模式色散支配。曾用于有线电视和通信系统的短距离传输。自从出现SMF光纤后，似乎形成历史产品。但实际上，由于MMF较SMF的芯径大且与局域网等光源结合容易，更有优势。所以，在短距离通信领域中MMF仍在重新受到重视。,多 模 光 纤,MMF按折射率分布进行分类时，有：渐变（GI）型和阶跃（SI）型两种。从几何光学角度来看，渐变型在纤芯中前进的光束呈现以蛇行状传播。由于，光的各个路径所需时间大致相同。所以，传输容量较SI型大。 SI型MMF光纤的折射率分布，纤芯折射率的分布是相同的，但与包层的界面呈阶梯状。由
8、于SI型光波在光纤中的反射前进过程中，产生各个光路径的时差，致使射出光波失真，其结果是传输带宽变窄，目前SI型MMF应用较少。,单模光纤相比，多模光纤芯径大，便于接续；但其衰减系数大，带宽小，故目前多模光纤在通信方面只适用于短距离、小容量的数据和模拟光信息传输。多模光纤用于检测系统。,特殊光纤： 红 外 光 纤,作为光通信领域所开发的石英系列光纤的工作波长，尽管用在较短的传输距离，也只能用于2m以下。为能在更长的红外波长领域工作，所开发的光纤称为红外光纤。 红外光纤（Infrared Optical Fiber）主要用于光能传送。例如有：温度计量、热图像传输、激光手术刀医疗、热能加工等等，普及
9、率尚低。,复 合 光 纤,复合光纤（Compound Fiber）是指在二氧化硅原料中，再适当混合诸如氧化钠、氧化硼、氧化钾等氧化物的多成分玻璃作成的光纤。特点是多成分玻璃比石英的软化点低且纤芯与包层的折射率差很大。主要用在医疗业务的光纤内窥镜。,氟化物光纤,氟化物光纤（Fluoride Fiber）是由氟化物玻璃作成的光纤。这种光纤原料包括氟化铝、氟化钡、氟化镧、氟化钠等氟化物玻璃原料。简称为Z B L A N 。主要工作在 2 10m 波长的光传输业务。,氟化物光纤,由于ZBLAN具有超低损耗光纤的可能性，正在进行着用于长距离通信光纤的可行性开发，例如：其理论上的最低损耗，在3m波长时可达
10、 dBkm，而石英光纤在1.55m时却在0.150.16 dB/Km之间。目前，ZBLAN光纤由于难于降低散射损耗，只能用在2.42.7m的温敏器和热图像传输，尚未广泛实用。 为了利用ZBLAN进行长距离传输，正在研制1.3m的掺锗光纤放大器（PDFA）。,塑 包 光 纤,塑包光纤（Plastic Clad Fiber）是将高纯度的石英玻璃作成纤芯，而将折射率比石英稍低的如硅胶等塑料作为包层的阶跃型光纤。 它与石英光纤相比较，具有纤芯粗、数值孔径（N.A.）高的特点。因此，易与发光二极管LED光源结合，损耗也较小。所以，非常适用于局域网（LAN）和近距离通信。,塑 料 光 纤,将纤芯和包层都用
11、塑料（聚合物）作成的光纤。早期产品主要用于装饰和导光照明及近距离光路的光通信中。 原料主要是有机玻璃（PMMA）、聚苯乙稀（PS）和聚碳酸酯（PC）。损耗一般每km可达几十dB。为了降低损耗正在开发应用氟索系列塑料。,塑 料 光 纤,由于塑料光纤（Plastic Optical fiber）的纤芯直径为1000m，比单模石英光纤大100倍，接续简单，而且易于弯曲施工容易。近年来，加上宽带化的进度，作为渐变型（GI）折射率的多模塑料光纤的发展受到了社会的重视。在汽车内部局域网中应用较快，未来在家庭局域网中也可能得到应用。,色 散 位 移 光 纤,单模光纤的工作波长在1.3m时，模场直径约9m，其
12、传输损耗约0.3dBkm。此时，零色散波长恰好在1.3m处。 石英光纤中，从原材料上看1.55m段的传输损耗最小（约0.2dBkm）。由于现在已经实用的掺铒光纤放大器（EDFA）是工作在1.55m波段的，如果在此波段也能实现零色散，就更有利于1.55m波段的长距离传输。,色 散 位 移 光 纤,巧妙地利用光纤材料中的石英材料色散与纤芯结构色散的合成抵消特性，就可使原在1.3m段的零色散，移位到1.55m段也构成零色散。因此，被命名为色散位移光纤（DSF：DispersionShifted Fiber）。,色 散 位 移 光 纤,在光通信的长距离传输中，光纤色散为零是重要的，但不是唯一的。其它性
13、能还有损耗小、接续容易、成缆化容易和工作中的特性变化小（包括弯曲、拉伸和环境变化影响）。DSF就是在设计中，综合考虑这些因素。,色 散 平 坦 光 纤,色散移位光纤（DSF）是将单模光纤设计零色散位于1.55m波段的光纤。而色散平坦光纤却是将从1.3m到1.55m的较宽波段的色散，都能作到很低，几乎达到零色散的光纤称作DFF。,色 散 平 坦 光 纤,由于DFF要作到1.3m1.55m范围的色散都减少。就需要对光纤的折射率分布进行复杂的设计。不过这种光纤对于波分复用（WDM）的线路却是很适宜的。由于DFF光纤的工艺比较复杂，费用较贵。今后随着产量的增加，价格也会降低。,色 散 补 偿 光 纤,
14、对于采用单模光纤的干线系统，多数是利用1.3m波段色散为零的光纤构成的。可是，如果能在1.3m零色散的光纤上也能令1.55m波长工作，将是非常有益的。 在1.3m零色散的光纤中1.55m波段的色散约有16pskmnm 之多。,色 散 补 偿 光 纤,如果在此光纤线路中，插入一段与此色散符号相反的光纤，就可使整个光线路的色散为零。为此目的所用的是光纤则称作色散补偿光纤（DCF：DisPersion Compe-nsation Fiber）。 DCF与标准的1.3m零色散光纤相比，纤芯直径更细，而且折射率差也较大。DCF也是WDM光线路的重要组成部分。,抗 恶 环 境 光 纤,通信用光纤通常的工作
15、环境温度可在-4060之间，设计时也是以不受大量辐射线照射为前提的。相比之下，对于更低温或更高温以及能遭受高压或外力影响、曝晒辐射线的恶劣环境下，也能工作的光纤则称作抗恶环境光纤。 一般为了对光纤表面进行机械保护，多涂覆一层塑料。可是随着温度升高，塑料保护功能有所下降，致使使用温度也有所限制。如果改用抗热性塑料，如聚四氟乙稀（Teflon）等树脂，即可工作在300环境。也有在石英玻璃表面涂覆镍和铝等金属的，这种光纤则称为耐热光纤 。,抗 恶 环 境 光 纤,当光纤受到辐射线的照射时，光损耗会增加。这是因为石英玻璃遇到辐射线照射时，玻璃中会出现结构缺陷（也称作色心：Colour Center），
16、尤在0.40.7m波长时损耗增大。防止办法是改用掺杂OH或F素的石英玻璃，就能抑制因辐射线造成的损耗缺陷。这种光纤则称作抗辐射光纤（Radiation Resista-nt Fiber），多用于核发电站的监测用光纤维镜等。,密 封 涂 层 光 纤,为了保持光纤的机械强度和损耗的长时间稳定，而在玻璃表面涂装碳化硅（SiC）、碳化钛（TiC）、碳（C）等无机材料，用来防止从外部来的水的扩散所制造的光纤（HCF：HermeticallyCoated Fiber）。,碳 涂 层 光 纤,在石英光纤的表面涂敷碳膜的光纤，称之碳涂层光纤（CCF：Carbon CoatedFiber）。其机理是利用碳素的致
17、密膜层，使光纤表面与外界隔离，以改善光纤的机械疲劳损耗和氢分子的损耗增加。CCF是密封涂层光纤（HCF）的一种。,碳 涂 层 光 纤,碳涂覆光纤（CCF）能有效地截断光纤与外界氢分子的侵入。据报道它在室温的氢气环境中可维持20年不增加损耗。防止水分侵入能延缓机械强度的疲劳进程，其疲劳系数（Fatigue Parameter）可达200以上。所以，HCF被应用于严酷环境中要求可靠性高的系统，例如海底光缆。,金 属 涂 层 光 纤,金属涂层光纤（Metal Coated Fiber）是在光纤的表面涂布Ni、Cu、AL等金属层的光纤。也有再在金属层外被覆塑料的，目的在于提高抗热性和可供通电及焊接。它
18、是抗恶环境性光纤之一，也可作为电子电路的部件用。 早期产品是在拉丝过程中，涂布熔解的金属作成。由于此法因被玻璃与金属的膨胀系数差异太大，会增加微小弯曲损耗，实用化率不高。现在多采用在玻璃光纤的表面用低损耗的非电解镀膜法，使性能大有改善。,掺 稀 土 光 纤,在光纤的纤芯中，掺杂稀土族元素的光纤。1985年英国的索斯安普顿（Sourthampton）大学的佩思（Payne）等首先发现掺杂稀土元素的光纤（Rare Earth DoPed Fiber）有激光振荡和光放大的现象。于是，从此揭开了掺饵等光放大的面纱，现在已经实用的1.55m EDFA就是利用掺饵的单模光纤，利用1.47m或980nm的激
19、光进行激励，得到1.55m光信号放大的。,喇 曼 光 纤,喇曼效应是指往某物质中射入频率 f 的单色光时，在散射光中会出现频率 f 之外的ffR， f2fR等频率的散射光，对此现象称喇曼效应。利用这种非线性媒体做成的光纤，称作喇曼光纤（RF：Raman Fiber）。光封闭在细小的纤芯中，进行长距离传播，当输入光增强时，就会获得相干的感应散射光。感应喇曼散射光-喇曼光纤激光器。 感应喇曼散射-在光纤的长距离通信中，作为光放大器的应用。,偏 心 光 纤,标准光纤的纤芯是设置在包层中心的，纤芯与包层的截面形状为同心圆型。但因用途不同，也有将纤芯位置和纤芯形状、包层形状，作成不同状态或将包层穿孔形成
20、异型结构的。相对于标准光纤，称这些光纤叫异型光纤。 偏心光纤（Excentric Core Fiber），它是异型光纤的一种。其纤芯设置在偏离中心且接近包层外线的偏心位置。由于纤芯靠近外表，部分光场会溢出包层传播（称此为渐消波，Evanescent Wave）。,偏 心 光 纤,当光纤表面附着物质时，因物质的光学性质在光纤中传播的光波受到影响。如果附着物质的折射率较光纤高时，光波则往光纤外辐射。若附着物质的折射率低于光纤折射率时，光波不能往外辐射，却会受到物质吸收光波的损耗。 利用这一现象，就可检测有无附着物质以及折射率的变化。 偏心光纤（ECF）主要用作检测物质的光纤敏感器。与光时域反射计（
21、OTDR）的测试法组合一起，还可作分布敏感器用。,发 光 光 纤,采用含有荧光物质制造的光纤。它是在受到辐射线、紫外线等光波照射时，产生的荧光一部分，可经光纤闭合进行传输的光纤。 发光光纤（Luminescent Fiber）可以用于检测辐射线和紫外线，以及进行波长变换，或用作温度敏感器、化学敏感器。在辐射线的检测中也称作闪光光纤（Scintillation Fiber）。 发光光纤从荧光材料和掺杂的角度上，正在开发塑料光纤。,多 芯 光 纤,通常的光纤是由一个纤芯区和围绕它的包层区构成的。但多芯光纤却是一个共同的包层区中存在多个纤芯的。由于纤芯的相互接近程度，可有两种功能。 其一是纤芯间隔大
22、，即不产生光耦会的结构。这种光纤，由于能提高传输线路的单位面积的集成密度。在光通信中，可以作成具有多个纤芯的带状光缆，而在非通信领域，作为光纤传像束，有将纤芯作成成千上万个的。 其二是使纤芯之间的距离靠近，能产生光波耦合作用。利用此原理正在开发双纤芯的敏感器或光回路器件。,空 心 光 纤,将光纤作成空心，形成圆筒状空间，用于光传输的光纤，称作空心光纤。空心光纤主要用于能量传送，可供X射线、紫外线和远红外线光能传输。 空心光纤结构有两种：一是将玻璃作成圆筒状，其纤芯与包层原理与阶跃型相同。利用光在空气与玻璃之间的全反射传播。由于，光的大部分可在无损耗的空气中传播，具有一定距离的传播功能。二是使圆
23、筒内面的反射率接近1，以减少反射损耗。为了提高反射率，有在简内设置电介质，使工作波长段损耗减少的。例如可以作到波长10.6m损耗达几dBm的。,ITU-T建议的光纤分类,G.651光纤:渐变多模光纤，工作波长为1.31m和1.55m，在1.31m处光纤有最小色散，而在1.55m处光纤有最小损耗，主要用于计算机局域网或接入网。G.652光纤：常规单模光纤，也称为非色散位移光纤，其零色散波长为1.31m，在1.55m处有最小损耗，是目前应用最广的光纤。G.653光纤：色散位移光纤，在1.55m处实现最低损耗与零色散波长一致，但由于在1.55m处存在四波混频等非线性效应，阻碍了其应用。G.654光纤
24、：性能最佳单模光纤，在1.55m处具有极低损耗（大约0.18dB/km）且弯曲性能好。截止波长大于1310nm,专门用于1550nm波段。G.655光纤：非零色散位移单模光纤，在1.55m1.65m处色散值为0.16.0ps/（nm.km），用以平衡四波混频等非线性效应，适用于高速（10Gb/s以上）、大容量、DWDM系统。,光纤的制造,光纤大多数是由石英玻璃材料组成的 .光纤的制造要经历原料提纯、光纤预制棒制备、光纤拉丝等具体的工艺步骤。,光 纤 制 造,两种基本方法1. 直接熔化法： 按传统制造玻璃的工艺将处在熔融状态的石英玻璃的纯净组分直接制造成光纤。2. 汽相氧化过程： 高纯度金属卤化
25、物(如SiCl4和GeCl4)与氧反应生成SiO2微粒 (通过四种不同的方法)，将微粒收集在玻璃容器的表面，烧结 (在尚未熔化的状态将SiO2转化成玻璃体) 制成预制棒，拉丝成纤。,原料提纯(石英玻璃材料): 精馏法: 利用被提纯物质与杂质的沸点不同来清除杂质;吸附法: 利用被提纯物质与杂质的化学键极性差异,选择适 当的吸附剂进行选择性吸附分离,达到清除杂质的目的;,直接熔化法：双坩埚法,直接熔化法：可用于制造石英光纤、卤化物光纤和硫属光纤具有产量大、可连续制造的优点但坯料棒熔化过程中容易带来杂质，它的最低损耗值为5 dB/km,光纤预制棒生产最常使用的工艺是两步法：第一步采用四种气相沉积工艺
26、，即：外气相沉积(Outside Vapour Deposition-OVD)、轴向气相沉积(Vapour Axial Deposition-VAD)、改进的化学气相沉积(Modified Chemical Vapour Deposition-MCVD)、等离子化学气相沉积(Plasma Chemical Vapour Deposition-PCVD)中的任一工艺来生产光纤预制棒的芯棒；第二步是在气相沉积获得的芯棒上施加外包层制成大光纤预制棒。,汽相氧化法：外部汽相氧化法 (OVPO),1970年 康宁 第一根损耗小于20 dB/km的光纤,1. 预制棒有空洞2. 预制棒长度一定3. 使用氢氧
27、焰，光纤所含的OH- 较高,汽相轴向沉积法 (VAD),优点：1. 预制棒不再具有空洞2. 预制棒可以任意长3. 沉积室和熔融室紧密 相连，可以保证制作 环境清洁4. 没有使用氢氧焰，单 模光纤所含的OH- 较 低，因此损耗较低在 0.20.4 dB/km,1977年日本开发,改进的化学汽相沉积法 (MCVD),贝尔实验室设计，可用于制造低损耗梯度折射率光纤,玻璃粉层沉积初步烧结加强热成实心棒烧结后，纤芯由汽相沉积材料构成，包层由原始的石英管构成,等离子体活性化学汽相沉积法 (PCVD),飞利浦提出1978年应用于量产,沉积效率高、沉积速度快有利于消除包层沉积过程中的微观不均匀,光纤拉丝: 将
28、预制棒直径缩小，且保持芯包比和折射率分布恒定的操作称为光纤拉丝。 拉丝过程中要对裸光纤施加预涂覆层保护。涂覆层既可以保护光纤的机械强度、隔离外界潮湿，又可以避免外应力引起光纤的微弯损耗。此外，高速拉丝还应注意光纤的充分冷却，消除光纤中的残余内应力。,光纤预制棒置备好之后进行光纤拉丝,光 纤 拉 丝 机,机械手 Mechanical handle,光纤的机械和温度特性,1) 光纤的抗拉强度很高，接近金属的抗拉强度2) 光纤的延展性(1%)比金属差(20%)3) 当光纤内存在裂纹、气泡或杂物，在一定张力下容易断裂4) 光纤遇水容易断裂且损耗增大5) 在低温下损耗随温度降低而增加,需要增强机械性能、
29、需要防水,光缆的基本结构,光缆一般由缆芯、加强元件和护层三部分组成。 缆芯：由单根或多根光纤芯线组成，有紧套和松套两 种结构。紧套光纤有二层和三层结构。 加强元件：用于增强光缆敷设时可承受的负荷。一般 是金属丝或非金属纤维。 护层：具有阻燃、防潮、耐压、耐腐蚀等特性，主要 是对已成缆的光纤芯线进行保护。根据敷设条 件可由铝带/聚乙烯综合纵包带粘界外护层、 钢带（或钢丝）铠装和聚乙烯护层等组成。,光 缆 的 种 类,1.按敷设方式分有：自承重架空光缆，管道光缆，铠装地埋光缆和海底光缆。2.按光缆结构分有：束管式光缆，层绞式光缆，紧抱式光缆，带式光缆，非金属光缆和可分支光缆。3.按用途分有：长途通
30、讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。,光缆的制造： 光缆的制造过程一般分以下几个过程：光纤的筛选：选择传输特性优良和张力合格的光纤。光纤的染色：应用标准的全色谱来标识，要求高温不退色 不迁移。 二次挤塑：选用高弹性、低膨胀系数的塑料挤塑成一定尺寸 的松套管，将光纤纳入并填入防潮防水的凝胶。光缆绞合：将数根挤塑好松套管的光纤与加强单元绞合在一起。光缆外护套：在绞合的光缆外加一层护套。,光缆对光纤特性的影响,1. 改善光纤的温度特性 虚线：光纤自身的特性曲线 实线：成缆后的特性曲线2. 增加机械强度 由于光缆结构中加入了加 强构件、护套、甚至铠装 层等，因此其断点强度远 大于光纤；不
31、仅如此，光 缆的抗侧压、抗冲击和抗 扭曲性能都有明显增强3. 成缆的附加损耗 不良的成缆工艺，把光纤制成光缆后，会带来附加损耗， (比如说不良应力造成微弯) 称之为成缆损耗,层绞式,层绞式光缆的结构类似于传统的电缆结构方式，故又称为古典式光缆。,骨架式,骨架式光缆中的光纤置放于塑料骨架的槽中，槽的横截面可以是 V形、U 形或其他合理的形状，槽的纵向呈螺旋形或正弦形，一个空槽可放置510根一次涂覆光纤。,束管式,束管式结构的光缆近年来得到了较快的发展。它相当于把松套管扩大为整个缆芯，成为一个管腔，将光纤集中松放在其中。,带状式,带状式结构的光缆首先将一次涂覆的光纤放入塑料带内做成光纤带，然后将几
32、层光纤带叠放在一起构成光缆芯。,中心管式带状光缆,带状光缆特点 带状光缆具有外径小、芯数大、便于集中熔接等优点，可用于宽带、高速、大容量多媒体的多网络信息传输。中心管式带状光缆适用于管道直埋与架空敷设,带 状 光 缆 特 点,带纤矩阵叠合，光纤排列紧密有序、光缆结构紧凑、体积小容量大。 管内填充专用油膏，防水防潮，弯曲时光纤受力小。 光纤整带熔接，接续简便效率高。,带 状 光 缆 的 结 构,聚乙烯外护套,钢丝增强件,聚烯烃细绳,聚乙烯内护套,纸,1212阵列（每12根光纤熔在一条塑料带内）,带状光缆的制造过程光纤筛选：选择传输特性优良和张力合格的 光纤。光纤配置：中心管式带状光缆结构为大芯数
33、光缆 提供了最经济有效的配置，以4、6、8、12 光纤带为基带，可生产48216芯各种芯数 不同规格的带状光缆。光纤染色：应用标准的全色谱来标识，要求高温 不退色不迁移。 光纤色谱为蓝、橙、绿、棕、灰、白、红、黑、黄、紫、粉红、海蓝，光纤带号由118数字字母喷印在光纤带上予以识别。,叠合为矩阵：光纤带按序叠合为矩阵，以一定的扭绞节距均匀置于松套管内，用以减少光缆弯曲时纤芯所受的张力。管内填充特种油膏：起阻水及保护光纤带作用。松套管外依次是阻水带、纵包轧纹钢塑复合带，黑色高密度聚乙烯外套中两边平行放置单根高强度加强钢丝。,中心管式带状光缆,层 绞 式 带 状 光 缆,结构： 此光缆系中心金属加强
34、件, PBT松套管（或PE填充绳）SZ层绞、缆芯充油、尼龙纱捆扎、阻水带包扎、铝塑复合带纵包、PE内护层、钢带皱纹铠装、聚乙烯外护套。,层绞式带状光缆结构图,层绞式带状光缆性能指标,几 种 光 缆 的 相 关 指 标,其 它 光 缆,日本古河公司对几种防鼠非金属光缆结构进行了研究。结果表明，只有用FRP铠装的光缆和用较多玻璃纤维（至少1.5mm厚）铠装的光缆才能达到防鼠要求。而用双层玻璃丝带和采用半芳香族聚酰胺护层的光缆不能达到防鼠要求。日本住友公司将一种合成辣椒素微囊混于护套中，然后在表面挤上一层普通聚乙烯，既能防鼠，又大大提高了操作安全性及敷设方便性。,1、无金属防鼠光缆,2、半松套光缆,
35、阿尔卡特公司推出一种半松套结构光缆。将松套管尺寸尽可能缩小，但仍保持光纤处于可以自由运动的状态，就构成半松套单元。因为普通松套管材料太硬，半松套单元采用非常软的热塑料做套管。再将半松套单元与干式阻水材料一起放入中心管中，即可构成144芯半松套光缆，其外径仅为13mm。经测试，该光缆各方面性能良好，而接入时间比松套层绞光缆节约33。该光缆可用于需要高芯数而空间有限的管道中。若将护套料改为阻燃材料，可做成竖井级室内缆。而加上钢带铠装可作直埋缆使用。,3、防弹光缆,光缆采用双层钢塑护层加上双层芳纶防弹带可以实现防弹。在架空光缆中使用钢带还可以防止护套回缩和防潮。,4、光纤铜线混合缆,西康推出了一种称
36、作Dualcom的光纤和对绞线的混合缆，其设计特点是去掉了加强芯，以铜线和钢带作为抗拉元件。该光缆主要用于FTTC系统，其中光纤用来传输信号，对绞线用来供电。若护套改为阻燃材料，则可以用作室内缆。,光 缆 的 施 工,光缆的户外施工：较长距离的光缆敷设最重要的是选择一条合适的路径。这里不一定最短的路径就是最好的，还要注意土地的使用权，架设的或地埋的可能性等。必须要有很完备的设计和施工图纸，以便施工和今后检查方便可靠。施工中要时时注意不要使光缆受到重压或被坚硬的物体扎伤。光缆转弯时，其转弯半径要大于光缆自身直径的20倍。,1. 户外架空光缆施工,A. 吊线托挂架空方式，这种方式简单便宜，应用广
37、泛，但挂钩加挂、整理较费时。B. 吊线缠绕式架空方式，这种方式较稳固，维护工作少。但需要专门的缠扎机。C. 自承重式架空方式，对线干要求高，施工、维护难度大，造价高，国内目前很少采用。D. 架空时，光缆引上线干处须加导引装置，并避免光缆拖地。光缆牵引时注意减小摩擦力。每个线干上要余留一段用于伸缩的光缆。E. 要注意光缆中金属物体的可靠接地。特别是在山区、高电压电网区一般要每公里有3个接地点，甚至选用非金属光缆。,2. 户外管道光缆施工,A. 施工前应核对管道占用情况，清洗、安放塑料子管，同时放入牵引线。B. 计算好布放长度，一定要有足够的预留长度。C. 一次布放长度不要太长(一般2KM)，布线
38、时应从中间开始向两边牵引。D. 布缆牵引力一般不大于120kg，而且应牵引光缆的加强心部分，并作好光缆头部的防水加强处理。E. 光缆引入和引出处须加顺引装置，不可直接拖地。F. 管道光缆也要注意可靠接地。,3. 直接地埋光缆的敷设,A. 直埋光缆沟深度要按标准进行挖掘.B. 不能挖沟的地方可以架空或钻孔预埋管道敷设。C. 沟底应保正平缓坚固，需要时可预填一部分沙子、水泥或支撑物。D. 敷设时可用人工或机械牵引，但要注意导向和润滑。E. 敷设完成后，应尽快回土覆盖并夯实。,4. 建筑物内光缆的敷设：,A. 垂直敷设时，应特别注意光缆的承重问题，一般每两层要将光缆固定一次。B. 光缆穿墙或穿楼层时
39、，要加带护口的保护用塑料管，并且要用阻燃的填充物将管子填满。C. 在建筑物内也可以预先敷设一定量的塑料管道，待以后要敷射光缆时再用牵引或真空法布光缆。,光 缆 的 选 用,光缆的选用除了根据光纤芯数和光纤种类以外，还要根据光缆的使用环境来选择 光缆的外护套。 1. 户外用光缆直埋时 ，宜选用铠装光缆。架空时，可选用带两根或多根加强筋的黑色塑料外护套的光缆。2. 建筑物内用的光缆在选用时应注意其阻燃、毒和烟的特性。一般在管道中或强制通风处可选用阻燃但有烟的类型(Plenum)，暴露的环境中应选用阻燃、无毒和无烟 的类型(Riser)。,3. 楼内垂直布缆时，可选用层绞式光缆(Distribution Cables)；水平布线时，可选用可分支光缆(Breakout Cables)。4. 传输距离在2km以内的，可选择多模光缆，超过2km可用中继或选用单模光缆。,实际使用的光缆分类,
