第2章光通信工程讲义

1、光缆可分为层绞式光缆、中心管式光光缆可分为层绞式光缆、中心管式光缆和骨架式光缆。缆和骨架式光缆。 光缆可分为架空光缆、管道管缆、直光缆可分为架空光缆、管道管缆、直埋光缆、隧道光缆和水底光缆。埋光缆、隧道光缆和水底光缆。 光缆可分为松套光纤光缆、半松半紧光缆可分为松套光纤光缆、半松半紧光纤光缆和紧套光纤光缆。光纤光缆和紧套光纤光缆。 根据使用环境与场合光缆主要分为室根据使用环境与场合光缆主要分为室外光缆、室内光缆及特种光缆三大类。外光缆、室内光缆及特种光缆三大类。 光缆可分为长途光缆、市内光缆、接光缆可分为长途光缆、市内光缆、接入网光缆入网光缆 。光缆是由光纤、高分子材料、金属光缆是由光纤、高分

2、子材料、金属塑料复合带及金属加强件等共同构成的光塑料复合带及金属加强件等共同构成的光信息传输介质。信息传输介质。图图2.1所示的是所用材料种类最多的所示的是所用材料种类最多的gyty53333层绞式钢带纵包双层钢丝铠层绞式钢带纵包双层钢丝铠装光缆的横截面图。装光缆的横截面图。 图2.1 层绞式钢带纵包双层钢丝铠装光缆结构图 除了光纤外，构成光缆的材料可分为除了光纤外，构成光缆的材料可分为三大类。（三大类。（1）高分子材料：松套管材料、）高分子材料：松套管材料、聚乙烯护套料、无卤阻燃护套料、聚乙烯聚乙烯护套料、无卤阻燃护套料、聚乙烯绝缘料、阻水油膏、阻水带、聚酯带。（绝缘料、阻水油膏、阻水带、聚

3、酯带。（2）金属塑料复合带：钢塑复合带、铝塑复金属塑料复合带：钢塑复合带、铝塑复合带。（合带。（3）中心加强件：磷化钢丝、不锈）中心加强件：磷化钢丝、不锈钢丝、玻璃钢圆棒等。钢丝、玻璃钢圆棒等。 层绞式光缆结构如图层绞式光缆结构如图2.2所示，是由多所示，是由多根二次被覆光纤松套管（或部分填充绳）根二次被覆光纤松套管（或部分填充绳）绕中心金属加强件绞合成圆整的缆芯。绕中心金属加强件绞合成圆整的缆芯。 图2.2 层绞式光缆结构 如图如图2.3所示，中心管式光缆是由一根所示，中心管式光缆是由一根二次光纤松套管或螺旋形光纤松套管，无二次光纤松套管或螺旋形光纤松套管，无绞合直接放在缆的中心位置，纵包阻

4、水带绞合直接放在缆的中心位置，纵包阻水带和双面涂塑钢（铝）带，两根平行加强圆和双面涂塑钢（铝）带，两根平行加强圆磷化碳钢丝或玻璃钢圆棒位于聚乙烯护层磷化碳钢丝或玻璃钢圆棒位于聚乙烯护层中组成的。中组成的。 图2.3 中心管式光缆结构 骨架式光缆在国内仅限于干式光纤带骨架式光缆在国内仅限于干式光纤带光缆，即将光纤带以矩阵形式置于光缆，即将光纤带以矩阵形式置于u型螺型螺旋骨架槽或旋骨架槽或sz螺旋骨架槽中，阻水带以绕螺旋骨架槽中，阻水带以绕包方式缠绕在骨架上，使骨架与阻水带形包方式缠绕在骨架上，使骨架与阻水带形成一个封闭的腔体（如图成一个封闭的腔体（如图2.4所示）。所示）。 图2.4 骨架式光缆

5、结构 室内光缆可分为三种类型：室内光缆可分为三种类型：多用途室内光缆的结构设计是按照各多用途室内光缆的结构设计是按照各种室内所用场所的需要而定的。种室内所用场所的需要而定的。 为终接和维护，分支光缆便于各光纤为终接和维护，分支光缆便于各光纤的独立布线或分支布线。的独立布线或分支布线。 互连光缆是为布线系统进行语音、数互连光缆是为布线系统进行语音、数据、视频图像传输设备互连所设计的光缆。据、视频图像传输设备互连所设计的光缆。使用的是单纤和双纤结构。这种光缆连接使用的是单纤和双纤结构。这种光缆连接容易，在楼内布线中它们可用作跳线，如容易，在楼内布线中它们可用作跳线，如图图2.7、图、图2.8所示。

6、所示。图2.7 单纤互连光缆 图2.8 双纤互连光缆 电力光缆是指用于高压电力通信系统电力光缆是指用于高压电力通信系统的光缆以及铁路通信网络的光电综合光缆。的光缆以及铁路通信网络的光电综合光缆。 电力光缆主要有全介质自承式光缆电力光缆主要有全介质自承式光缆（adss）和光纤复合地线光缆（和光纤复合地线光缆（opgw）和缠绕光缆三种类型。和缠绕光缆三种类型。全介质自承式光缆（全介质自承式光缆（adss）采采用全介质结构用全介质结构 。典型的典型的adss光缆的横截面如图光缆的横截面如图2.9所示。所示。 图2.9 全介质自承式光缆（adss）结构 光纤复合地线光缆分为两种基本结构：光纤复合地线光

7、缆分为两种基本结构：光纤既可置于中心管内，又可放入绞合的光纤既可置于中心管内，又可放入绞合的多纤金属管内。成束的光纤放入中心管内，多纤金属管内。成束的光纤放入中心管内，铠装既可由双层铝合金线或铝包钢线构成，铠装既可由双层铝合金线或铝包钢线构成，又可由单层组合金属线构成。光纤是在绞又可由单层组合金属线构成。光纤是在绞合的多纤金属管内时，这些金属可取代内合的多纤金属管内时，这些金属可取代内层的一根或多根铠装线（见图层的一根或多根铠装线（见图2.10）。）。 图2.10 光纤复合地线光缆（opgw） 缠绕光缆优点是光缆非常细（约缠绕光缆优点是光缆非常细（约10mm），），缆内不需要特别强硬的加强构缆

8、内不需要特别强硬的加强构件，抗张强度也不需要特别大，因为它是件，抗张强度也不需要特别大，因为它是靠地线或相线导体来支承的。靠地线或相线导体来支承的。对缠绕光缆有两点要注意：一是光缆对缠绕光缆有两点要注意：一是光缆用材必需选用具有耐高温特性的用材必需选用具有耐高温特性的 ；二是光二是光缆尺寸要小，重量要轻缆尺寸要小，重量要轻 。无卤阻燃光缆的结构型式包括层绞式、无卤阻燃光缆的结构型式包括层绞式、中心管式、骨架式或室内软光缆，可以是中心管式、骨架式或室内软光缆，可以是金属加强件光缆，也可以是非金属加强光金属加强件光缆，也可以是非金属加强光缆。最简单的无卤阻燃室内光缆结构，如缆。最简单的无卤阻燃室内

9、光缆结构，如图图2.11所示。所示。 图2.11 无卤阻燃光缆结构 由于敷设时短期拉力大，水底光缆需由于敷设时短期拉力大，水底光缆需要将光缆进行钢丝铠装，以便提供足够的要将光缆进行钢丝铠装，以便提供足够的抗拉强度。抗拉强度。如图如图2.12为水底光缆中的一种。为水底光缆中的一种。 图2.12 648芯松套层绞式光缆（水底） 光缆的型号形式代号规格代号。光缆的型号形式代号规格代号。图2.13 光缆型式的构成 表 2-1 外护层代号及意义 代号 铠装层（方式） 代号 外被层（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

10、纵包 光纤的规格由光纤数和光纤类别组成。光纤的规格由光纤数和光纤类别组成。如果同一根光缆中含有两种或两种以上规如果同一根光缆中含有两种或两种以上规格（光纤数和类别）的光纤时，中间应用格（光纤数和类别）的光纤时，中间应用“”号联接。光纤代号格式见图号联接。光纤代号格式见图2.14。 图2.14 光纤规格的构成 表 2-2 多模光纤 分类代号 特 性 纤芯直径（mm） 包层直径（mm） 材 料 ala 渐变折射率 50 125 二氧化硅 alb 渐变折射率 62.5 125 二氧化硅 alc 渐变折射率 85 125 二氧化硅 ald 渐变折射率 100 140 二氧化硅 a2a 突变折射率 10

11、0 140 二氧化硅 表 2-3 单模光纤 分 类 代 号 名 称 材 料 b1.1（或 b1） 非色散位移型 二氧化硅 b1.2 截止波长位移型 二氧化硅 b2 色散位移型 二氧化硅 b4 非零色散位移型 二氧化硅 例例1 光缆型号为光缆型号为 gyta53-12a1例例2 光缆型号为光缆型号为 gydxtw-144b1例例3 光缆型号为光缆型号为 gjfbzy-12b1光纤复合地线光缆根据对光纤数目或光纤复合地线光缆根据对光纤数目或光缆强度要求，设有中心管式和层绞式两光缆强度要求，设有中心管式和层绞式两种结构，其代号标注方式与普通光缆有所种结构，其代号标注方式与普通光缆有所区别。区别。示例

12、：示例：opgw-2s128sm（aa/as）85/43-12.5光纤纤序排列主要有下列几种方式光纤纤序排列主要有下列几种方式（以下以（以下以a端截面为例）。端截面为例）。（1）以红、绿领示电导线或填充线）以红、绿领示电导线或填充线中间的光纤为中间的光纤为1纤，顺时针数为纤，顺时针数为2#，3#，（2）以红、绿领示色紧套、松套）以红、绿领示色紧套、松套（单芯）、骨架（单芯），其红色为（单芯）、骨架（单芯），其红色为1纤，纤，绿色为绿色为2#纤、顺时针数为纤、顺时针数为3#，4#，（3）以红、绿（或蓝、黄）领示色）以红、绿（或蓝、黄）领示色松套（双芯），红（或蓝）为松套（双芯），红（或蓝）为1管

13、，绿（或管，绿（或黄）为黄）为6管，红（或蓝）绿（或黄）顺时管，红（或蓝）绿（或黄）顺时针计数，纤序为针计数，纤序为管序 1 2 3 4 5 6 管色 红（或蓝） 白（本色） 白 白 白 绿（或黄） 纤序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 纤色 红（或黑） 白 红（或黑） 白 红（或黑） 白 红（或黑） 白 红（或黑） 白 红（黑） 白 （4）以蓝、黄领示单元松套（）以蓝、黄领示单元松套（6芯），芯），蓝色为一单元（组），黄色为二单元组，蓝色为一单元（组），黄色为二单元组，单元管内单元管内6芯光纤全色谱，纤序为芯光纤全色谱，纤序为单 元 一（蓝） 二（黄） 纤 序 1 2

14、3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 颜 色 蓝 黄 绿 棕 灰 白 蓝 黄 绿 棕 灰 白 图2.15 钢带纵包层绞式光缆 公用通信网所用光缆的选型如表公用通信网所用光缆的选型如表2-4。表 2-4 公用通信用的光缆 光 缆 种 类 结 构 光 纤 芯 数 需 要 条 件 中继光缆 层绞式 骨架式 大束管式 单元式 带式 10 100 100 10200 200 低损耗、宽频带、长盘长 海底光缆 层绞式、骨架式、大束管式、单元式 4100 低损耗、耐水压、耐张力 用户光缆 单元式 带式 200 高密度、多芯、低（中）损耗 局内光缆 软线、带式、单元式 220 质量轻、芯径细、柔软 下面是某种海底光缆的技术指标，供下面是某种海底光缆的技术指标，供参考。参考。 光缆缆芯的直径：光缆缆芯的直径：3mm（或或5mm，7mm）。）。 第一层钢丝的根数：第一层钢丝的根数：816根。根。 第二层钢丝的根数：第二层钢丝的根数：1624根。根。 加两层钢丝后的光缆外径：加两层钢丝后的光缆外径：9.5mm（或或12mm）。）。 加钢管后外径：加钢