2-7光纤标准及光缆

2.7光纤标准、制造及光缆2.7.1光纤标准和应用目前，国际上单模光纤的标准主要是ITU－T的系列：G.650“单模光纤相关参数的定义和试验方法”G.652“单模光纤和光缆特性”G.653“色散位移单模光纤和光缆特性”G.654“截止波长位移型单模光纤和光缆特性”G.655“非零色散位移单模光纤和光缆特性”G.656“用于宽带传输的非零色散位移光纤和光缆特性”ITU－T对多模光纤的标准是：G.651“50/125μm多模渐变折射率光纤和光缆特性”2.7光纤标准、制造及光缆G.651多模渐变型(GIF)光纤，这种光纤在光纤通信发展初期广泛应用于中小容量、中短距离的通信系统。G.652常规单模光纤，是第一代单模光纤，其特点是在波长1.31μm色散为零，系统的传输距离只受损耗的限制。目前世界上已敷设的光纤线路90%采用这种光纤。缺点：在零色散波长1.31μm损耗(0.4dB/km)不是最小值。在1.31μm光纤放大器投入使用之前，要实现长距离通信系统，只能采用电/光和光/电的中继方式。2.7光纤标准、制造及光缆G.653色散移位光纤，是第二代单模光纤，其特点是在波长1.55μm色散为零，损耗又最小。这种光纤适用于大容量长距离通信系统，特别是20世纪80年代末期1.55μm分布反馈激光器(DFB-LD)研制成功，90年代初期1.55μm掺铒光纤放大器(EDFA)投入应用，突破通信距离受损耗的限制，进一步提高了大容量长距离通信系统的水平。2.7光纤标准、制造及光缆G.6541.55μm损耗最小的单模光纤，其特点是在波长1.31μm色散为零，在1.55μm色散为17~20ps/(nm·km)，和常规单模光纤相同，但损耗更低，可达0.20dB/km以下。这种光纤实际上是一种用于1.55μm改进的常规单模光纤，目的是增加传输距离。此外还有色散补偿光纤，其特点是在波长1.55μm具有大的负色散。这种光纤是针对波长1.31μm常规单模光纤通信系统的升级而设计的，因为当这种系统要使用掺铒光纤放大器(EDFA)以增加传输距离时，必须把工作波长从1.31μm移到1.55μm。用色散补偿光纤在波长1.55μm的负色散和常规单模光纤在1.55μm的正色散相互抵消，以获得线路总色散为零损耗又最小的效果。2.7光纤标准、制造及光缆G.655非零色散光纤，是一种改进的色散移位光纤。具有常规单模光纤和色散移位光纤的优点。这种光纤在密集波分复用系统和孤子传输系统中使用，实现了超大容量超长距离传输。G.656光纤是为了进一步扩展DWDM系统的可用波长范围，在S（1460～1530nm）、C（1530～1565nm）和L（1565～1625nm）波段均保持非零色散的一种新型光纤。2.7光纤标准、制造及光缆2.7.2光纤的制作过程•制造预制棒用气相沉积法制造一根具有所需折射率分布的预制棒。典型的预制棒长1m，直径2cm，包含具有合适相对尺寸的纤芯和包层。（是预想的光纤，只是尺寸大些）•拉纤成丝使用精密馈送机构将预制棒以合适的速度送入炉中加热，将预制棒熔融后拉成所需尺寸的光纤2.7光纤标准、制造及光缆2.7光纤标准、制造及光缆光纤的拉丝过程：2.7光纤标准、制造及光缆2.7.3光缆为使光纤在运输、安装和敷设中不受损坏、必须成缆。光缆的设计取决于应用场合。总的要求是保证光纤在使用寿命期内能正常完成信息传输任务。光缆实物图2.7光纤标准、制造及光缆1.光缆的结构•光缆的基本结构一般由缆芯、加强构件、填充物和护层等几部分构成，除了这些基本结构之外，根据实际需要，还要有防水层、缓冲层、绝缘金属导线等构件。2.7光纤标准、制造及光缆（1）缆芯•为了进一步保护光纤，增加光纤的强度，一般将带有涂覆层的光纤再套上一层塑料层，通常称为套塑，套塑后的光纤称为光纤芯线。将套塑后且满足机械强度要求的单根或者多根光纤芯线以不同的形式组合起来，就组成了缆芯。2.7光纤标准、制造及光缆•光缆缆芯的基本结构（基本缆芯组件）大体上有层绞式、骨架式、束管式和带状式四种。2.7光纤标准、制造及光缆①层绞式结构•层绞式结构光缆，中央部位是加强构件，外部是光缆外护套。光纤围绕在加强芯周围。优点：光缆中容纳的光纤数较多，机械性能、环境性能好，在施工敷设的过程中引起的损耗较小，适宜直埋、管道敷设，也可用于架空敷设。价格便宜，是目前主流的光缆结构。2.7光纤标准、制造及光缆②骨架式结构•骨架式结构光缆，是先按照一定结构制作出光纤骨架槽，各个槽中放置多根（可达10根）未套塑或已套塑的光纤。优点：结构紧凑、缆径小、光纤密度大（可容纳数千芯光纤），连接效率高，适用于在接入网、局间中继、有线电视网络中作为传输馈线使用。但制造工艺复杂。2.7光纤标准、制造及光缆③束管式结构•后开发的一种轻型结构，缆芯的基本结构是一根根光纤束，每根光纤束由2—12根光纤松散的捆扎在一起，最大束数为8，光纤数最多为96芯。优点：光纤位于中心，受压力小，性能好且寿命长。2.7光纤标准、制造及光缆④带状式结构•是一种高密度光缆结构，其基本结构是光纤带，每根光纤带内可以放置4—16根光纤，多根光纤带叠合起来形成一矩形带装块再放入缆芯管内。典型配置为12*12芯。•目前所用光纤带的基本结构有两种：薄型带和密封式带，前者用于少芯数，后者用于多芯数，价格低、性能好。2.7光纤标准、制造及光缆（2）加强构件•加强构件的作用是增加光缆的抗拉强度，提高光缆的机械性能。•加强构件一般位于光缆的中心，也有位于护层的，称为护层加强构件。表面经常要包有一层塑料，保证加强构件与光纤接触的表面光滑并具有一定的弹性。2.7光纤标准、制造及光缆（3）护层结构•护层的主要作用是保护缆芯，提高机械性能和防护性能。不同的护层结构适合不同的敷设条件。光缆的护层分为外护层和护套两部分。护套用来防止钢带、加强构件等金属构件损伤光纤；外护层进一步增强光缆的保护作用。2.7光纤标准、制造及光缆（4）填充结构•填充结构用来提高光缆的防潮性能，在光缆缆间空隙中注入填充物，以防止水汽进入光缆。2.7光纤标准、制造及光缆2.光缆的种类（1）根据传输性能、距离和用途，光缆可分为市话光缆、长途光缆、海底光缆和用户光缆。（2）按光纤的种类可分为多模光缆、单模光缆。（3）按光纤套塑方法可分为紧套光缆、松套光缆、束管式光缆和带状多芯单元光缆。2.7光纤标准、制造及光缆（4）按光纤芯数多少可分为单芯光缆、双芯光缆、四芯光缆、六芯光缆、八芯光缆、十二芯光缆、二十四芯光缆等。（5）按加强件配置方法可分为中心加强构件光缆，分散构件光缆，护层加强构件光缆。（6）按敷设方式可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆。2.7光纤标准、制造及光缆（7）按护层材料性质可分为聚乙烯护层普通光缆、聚氯乙烯护层足燃光缆和尼龙防蚁防鼠光缆。（8）按传输导体、介质状况可分为无金属光缆、普通光缆和综合光缆。（9）按结构方式可分为扁平结构光缆、层绞式结构光缆、骨架式结构光缆、铠装结构光缆（包括单、双层铠装）和高密度用户光缆等。2.7光纤标准、制造及光缆（10）目前通信用光缆可分为：①室、野外光缆——用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷设的光缆。②软光缆——具有优良的曲挠性能的可移动光缆。③室（局）内光缆——用于室内布放的光缆。④设备内光缆——用于设备内布放的光缆。⑤海底光缆——用于跨海洋敷设的光缆。⑥特种光缆——除上述几类之外，作特殊用途的光缆。2.7光纤标准、制造及光缆3、光缆的型号光缆型号由它的型式代号和规格代号构成，中间用一短横线分开。（1）光缆型式由五个部分组成，如图所示。光缆型式的组成部分2.7光纤标准、制造及光缆图中：Ⅰ：分类代号及其意义为：GY——通信用室（野）外光缆；GR——通信用软光缆；GJ——通信用室（局）内光缆；GS——通信用设备内光缆；GH——通信用海底光缆；GT——通信用特殊光缆。Ⅱ：加强构件代号及其意义为：无符号——金属加强构件；F——非金属加强构件；G——金属重型加强构件；H——非金属重型加强构件。2.7光纤标准、制造及光缆Ⅲ：派生特征代号及其意义为：D——光纤带状结构；G——骨架槽结构；B——扁平式结构；Z——自承式结构。T——填充式结构。Ⅳ：护层代号及其意义为:Y——聚乙烯护层；V——聚氯乙烯护层；U——聚氨酯护层；A——铝-聚乙烯粘结护层；L——铝护套；G——钢护套；Q——铅护套；S——钢-铝-聚乙烯综合护套。2.7光纤标准、制造及光缆Ⅴ：外护层的代号及其意义为：外护层是指铠装层及其铠装外边的外护层，外护层的代号及其意义如表所示。表外护层代号及其意义代号铠装层（方式）代号外护层（材料）0无0无1——1纤维层2双钢带2聚氯乙烯套3细圆钢丝3聚乙烯套4粗圆钢丝——5单钢带皱纹纵包——2.7光纤标准、制造及光缆（2）光缆规格由五部分七项内容组成，如图所示。光缆的规格组成部分2.7光纤标准、制造及光缆图中：Ⅰ：光纤数目用1、2、……，表示光缆内光纤的实际数目。Ⅱ：光纤类别的代号及其意义。J——二氧化硅系多模渐变型光纤；T——二氧化硅系多模突变型光纤；Z——二氧化硅系多模准突变型光纤；D——二氧化硅系单模光纤；X——二氧化硅纤芯塑料包层光纤；S——塑料光纤。Ⅲ：光纤主要尺寸参数用阿拉伯数（含小数点数）及以μm为单位表示多模光纤的芯径及包层直径，单模光纤的模场直径及包层直径。2.7光纤标准、制造及光缆Ⅳ：带宽、损耗、波长表示光纤传输特性的代号由a、bb及cc三组数字代号构成。a——表示使用波长的代号，其数字代号规定如下：1——波长在0.85μm区域；2——波长在1.31μm区域；3——波长在1.55μm区域。注意，同一光缆适用于两种及以上波长，并具有不同传输特性时，应同时列出各波长上的规格代号，并用“/”划开。bb——表示损耗常数的代号。两位数字依次为光缆中光纤损耗常数值（dB/km）的个位和十分位数字。cc——表示模式带宽的代号。两位数字依次为光缆中光纤模式带宽分类数值（MHz·km）的千位和百位数字。单模光纤无此项。2.7光纤标准、制造及光缆Ⅴ：适用温度代号及其意义。A——适用于−40℃～+40℃B——适用于−30℃～+50℃C——适用于−20℃～+60℃D——适用于−5℃～+60℃2.7光纤标准、制造及光缆光缆型号例题设有金属重型加强构件、自承式、铝护套和聚乙烯护层的通信用室外光缆，包括12根芯径/包层直径为50/125μm的二氧化硅系列多模突变型光纤，在1.31μm波长上，光纤的损耗常数不大于1.0dB/km，模式带宽不小于800MHz·km；光缆的适用温度范围为−20℃～+60℃。该光缆的型号应表示为：GYGZL03-12T50/125（21008）C