国内外光纤光缆现状及发展趋势分析

1、国内外光光纤光缆缆现状及及发展趋趋势分析析光缆通信信在我国国已有220多年年的使用用历史，这段历历史也就就是光通通信技术术的发展展史和光光纤光缆缆的发展展史。光光纤光缆缆在我国国的发展展可以分分为这样样几个阶阶段：对对光缆可可用性的的探讨；取代市市内局间间中继线线的市话话电缆和和PCMM电缆；取代有有线通信信干线上上的高频频对称电电缆和同同轴电缆缆。这两两个取代代应该说说是完成成了；现现正在取取代接入入网的主主干线和和配线的的市话主主干电缆缆和配线线电缆，并正在在进入局局域网和和室内综综合布线线系统。目前，光纤光光缆已经经进入了了有线通通信的各各个领域域，包括括邮电通通信、广广播通信信、电力力

2、通信和和军用通通信等领领域。1 光纤符合合ITUU-T G.6652.A规定定的普通通单模光光纤是最最常用的的一种光光纤。随随着光通通信系统统的发展展，光中中继距离离和单一一波长信信道容量量增大,G.6652.A光纤纤的性能能还有可可能进一一步优化化，表现现在15550nnm区的的低衰减减系数没没有得到到充分的的利用和和光纤的的最低衰衰减系数数和零色色散点不不在同一一区域。符合IITU-T GG.6554规定定的截止止波长位位移单模模光纤和和符合GG.6553规定定的色散散位移单单模光纤纤实现了了这样的的改进。G.6653光光纤虽然然可以使使光纤容容量有所所增加，但是，原本期期望得到到的零色色

3、散因为为不能抑抑制四波波混频，反而变变成了采采用波分分复用技技术的障障碍。为了了取得更更大的中中继距离离和通信信容量，采用了了增大传传输光功功率和波波分复用用、密集集波分复复用技术术，此时时，传输输容量已已经相当当大的GG.6552普通通单模光光纤显得得有些性性能不足足，表现现在偏振振模色散散（PMMD）和和非线性性效应对对这些技技术应用用的限制制。在110Gbbs及及更高速速率的系系统中，偏振模模色散可可能成为为限制系系统性能能的因素素之一。光纤的的PMDD通过改改善光纤纤的圆整整度和或采用用“旋转转”光纤纤的方法法得到了了改善，符合IITU-T GG.6552.BB规定的的普通单单模光纤纤

4、的PMMDQ通通常能低低于0.5psskmm1/22，这意意味着SSTM-64系系统的传传输距离离可以达达到大约约4000km。G.6652.B光纤纤的工作作波长还还可延伸伸到16600nnm区。G.6652.A和GG.6552.BB光纤习习惯统称称为G.6522光纤。光纤纤的非线线性效应应包括受受激布里里渊散射射、受激激拉曼散散射、自自相位调调制、互互相位调调制、四四波混频频、光孤孤子传输输等。为为了增大大系统的的中继距距离而提提高发送送光功率率，当光光纤中传传输的光光强密度度超过光光纤的阈阈值时则则会表现现出非线线性效应应，从而而限制系系统容量量和中继继距离的的进一步步增大。通过色色散和光

5、光纤有效效芯面积积对非线线性效应应影响的的研究，国际上上开发出出满足IITU-T GG.6555规定定的非零零色散位位移单模模光纤。利用低低色散对对四波混混频的抑抑制作用用，使波波分复用用和密集集波分复复用技术术得以应应用，并并且使光光纤有可可能在第第四传输输窗口116000nm区区（15565nnm-116200nm）工作。目前，G.6655光光纤还在在发展完完善，已已有TrrueWWavee、LEEAF、大保实实、TeeraLLighht、PPureeGuiide、MettroCCor等等品牌问问世，它它们都力力图通过过对光纤纤结构和和性能的的细微调调整，达达到与传传输设备备的最佳佳组合，

6、取得最最好的经经济效益益。为了了在一根根光纤上上开放更更多的波波分复用用信道，国外开开发出一一种称为为“全波波光纤”的单模模光纤，它属于于ITUU-T 6522.C规规定的低低水吸收收峰单模模光纤。在二氧氧化硅系系光纤的的谱损曲曲线上，在第二二传输窗窗口13310nnm区（12880nmm-13325nnm）和和第三传传输窗口口15550nmm区（113800nm-15665nmm）之间间的13383nnm波长长附近，通常有有一个水水吸收峰峰。通过过新的工工艺技术术突破，全波光光纤消除除了这个个水吸收收峰，与与普通单单模光纤纤相比，在水峰峰处的衰衰减降低低了23，使使有用波波长范围围增加了了1

7、000nm，即打开开了第五五个传输输窗口114000nm区区（即113500nm-14550nmm区），使原来来分离的的两个传传输窗口口连成一一个很宽宽的大传传输窗口口，使光光纤的工工作波长长从12280nnm延伸伸到16625nnm。为了了提高光光缆传输输密度，国外开开发了一一种多芯芯光纤。据报道道，一种种四芯光光纤的玻玻璃体部部分呈四四瓣梅花花状，涂涂覆层外外形为圆圆形，其其外径与与普通单单芯光纤纤相同（见图11a）。光纤的的折射率率分布采采用突变变型时，光纤的的平均衰衰减在113100nm波波长上为为0.33750.001dBBkmm；在115500nm波波长上为为0.22250.001

8、dBBkmm。这种种光纤的的接头采采用硅棒棒加热可可缩套管管的方法法（见图图1b），其接接头损耗耗的平均均值为00.177dB，标准偏偏差为00.100dB。2 核心网网光缆我国国已在干干线（包包括国家家干线、省内干干线和区区内干线线）上全全面采用用光缆，其中多多模光纤纤已被淘淘汰，全全部采用用单模光光纤，包包括G.6522光纤和和G.6655光光纤。GG.6553光纤纤虽然在在我国曾曾经采用用过，但但今后不不会再发发展。GG.6554光纤纤因其不不能很大大幅度地地增加光光纤系统统容量，它在我我国的陆陆地光缆缆中没有有使用过。干线线光缆中中采用分分立的光光纤，不不采用光光纤带。干线线光缆主主要

9、用于于室外，在这些些光缆中中，曾经经使用过过的紧套套层绞式式和骨架架式结构构，目前前已停止止使用。当前我我国广泛泛使用的的干线光光缆有松松套层绞绞式和中中心管式式两种结结构，并并且优先先采用前前者。松松套层绞绞式光缆缆采用SSZ绞合合结构时时的生产产效率高高，便于于中间分分线，同同时也能能使光缆缆取得良良好的拉拉伸性能能和衰减减温度特特性，目目前它已已获得广广泛采用用。骨架架式光缆缆的设计计原理虽虽然和松松套层绞绞式光缆缆相似，但是目目前的实实际工艺艺技术难难以实现现这一设设计目标标，使光光缆拉伸伸性能难难于达到到规定的的要求。这一点点已为国国内有关关的光缆缆产品检检测所证证实，为为此.目目前

10、我国国的干线线网已不不再使用用骨架式式光缆。在长长途线路路中，由由于距离离长、分分支少，光缆在在系统中中所占费费用比例例相对较较高。因因此，干干线光缆缆将通过过采用GG.6555光纤纤和波分分复用、密集波波分复用用技术来来扩大容容量。光光缆本身身的基础础结构己己相对成成熟，不不会有大大的改变变。但是是，光缆缆的某些些防护结结构和性性能仍有有待开发发完善。例如，全介质质光缆具具有众所所周知的的优良防防雷和防防强电的的性能，但它的的直埋结结构和防防鼠性能能始终不不尽人意意，是值值得开发发的课题题。据国国外报道道，采用用玻纤增增强塑料料圆丝销销装结构构和外护护层中夹夹入玻璃璃纱层的的结构，或者在在护

11、套料料中掺杂杂0.44的驱驱兽剂微微囊，都都能取得得良好的的防鼠效效果。海底底光缆所所受机械械力，特特别是拉拉力的作作用，往往往比陆陆地光缆缆要严峻峻得多。为此，海底光光缆结构构适应性性的研究究，以及及光缆加加强构件件蠕变问问题的研研究，对对确保光光纤光缆缆的安全全使用都都是很重重要的。据报道道，针对对使用环环境条件件开发了了某些实实用产品品，例如如，80000mm深海用用的轻型型光缆，20000m深深海、有有船只拖拖挂危险险地区用用的轻铠铠光缆，15000m深深海、多多岩石、有船只只拖挂危危险地区区用的单单铠光缆缆，4000m深深海、多多岩石、多浪、有船只只拖挂危危险地区区用的单单铠光缆缆，

12、2000m深深海、多多岩石、易磨损损和压碎碎、有船船只拖挂挂危险地地区用的的专门铠铠装光缆缆，以及及防鲨鱼鱼用的特特殊光缆缆。光纤纤的氢损损问题在在海底光光缆中更更加引入入关注。据报道道，普通通单钢丝丝铠装和和双钢丝丝铠装的的光缆，经8-10年年之后，在15550nnm波长长上可测测试到00.011-0.O4ddBkkm的氢氢损。在在光缆填填充物中中加入吸吸氢材料料和采用用金属密密封管作作松套管管，则没没有出现现光纤的的氢损现现象。3 接入网网光缆接入入网中的的光缆距距离短，分支多多，分插插频繁，为了增增加网的的容量，通常是是增加光光纤芯数数。特别别是在市市内管道道中，由由于管道道内径有有限，

13、在在增加光光纤芯数数的同时时增加光光缆的光光纤集装装密度、减小光光缆直径径和重量量，是很很重要的的。接入入网使用用G.6652普普通单模模光纤和和G.6652.C低水水峰单模模光纤。低水峰峰单模光光纤适合合于密集集波分复复用，目目前在我我国已有有少量的的使用。接入入网用光光缆中广广泛采用用光纤带带型式，它可使使光缆适适应芯数数大和光光纤集装装密度高高的要求求，而且且可以通通过光纤纤带整带带接续的的方式提提高光缆缆接续效效率。但但是，在在小芯数数光缆情情况下，也直接接采用分分立的光光纤。由于于光纤带带光缆中中光纤集集装密度度增大，可能损损害光缆缆的拉伸伸性能和和衰减温温度特性性，以及及有可能能损

14、害光光纤的传传输衰减减。因此此，在获获得大芯芯数、小小外径要要求的同同时，光光纤带光光缆还有有许多课课题值得得研究。接入入网光缆缆主要用用于室外外，目前前有松套套层绞式式、中心心管式和和骨架式式三种类类型。虽虽然这些些结构在在国内都都得到应应用，但但是都还还需要在在获得高高集装密密度、小小尺寸、良好性性能、便便于制造造、低成成本和便便于使用用（例如如便于分分线和下下线）等等方面经经受考验验。在中中心管式式光缆中中，为了了获得更更大的芯芯数，往往往采用用增大光光纤带芯芯数的方方法，例例如，采采用244芯光纤纤带。据据报道：采用224芯光光纤带生生产8664芯的的光缆，可以作作到大于于目前正正式采

15、用用的10000芯芯骨架式式光缆的的集装密密度。这这种244芯光纤纤带由两两根122芯子带带构成，要求既既要保持持整带的的稳定和和牢固，又要易易于手工工分成两两根结构构独立完完整的112芯带带，便于于整带熔熔接。松管管结构中中的光纤纤与松管管壁之间间有较大大的空隙隙。据国国外报道道，如果果采用柔柔软聚氯氯乙烯制制造的半半紧套管管集装112根光光纤，管管外径为为1.44mm，壁厚为为0.22mm，则管子子的截面面积只有有常规松松套管的的大约330。不用中中心加强强构件，用螺旋旋绞或SSZ绞方方式把112根这这样的半半紧套管管绞合成成缆芯，然后在在缆芯外外加上中中心管式式结构的的护套，构成1144

16、芯芯光缆。这种光光缆适合合于在管管道内用用牵引方方法或气气送方法法安装。国外外目前实实际使用用的骨架架式光缆缆的最大大芯数为为10000芯，在它的的骨架上上有133个槽，共可放放入1225根88芯光纤纤带，这这种8芯芯带可以以方便地地分成两两个4芯芯带。近近年来，骨架式式光缆在在减小光光缆外径径和重量量、增加加光缆的的柔软性性和改善善光缆使使用性能能方面，也不断断有所探探讨和报报道。最最早的骨骨架式光光纤带光光缆采用用螺旋槽槽结构，为了和和松套SSZ层绞绞式光缆缆一样便便于下线线，骨架架式光缆缆也推出出了SZZ槽结构构。光纤纤带在其其厚度方方向极易易弯曲，在其宽宽度方向向很难弯弯曲，即即使强迫

17、迫在宽度度方向弯弯曲，则则一定会会使光纤纤带发生生折转，同时会会使光纤纤带两边边的光纤纤产生一一定的应应力。据据报道，通过采采用专门门的骨架架槽截面面的设计计，可以以适应光光纤带的的这种折折转。近近年来在在减轻光光缆重量量方面也也有一些些探索，为了减减少加强强构件重重量而采采用非金金属FRRP加强强构件代代替钢绞绞线；为为了减少少光缆重重量而干干用内层层为泡沫沫聚乙烯烯外层为为实心聚聚乙烯的的骨架和和全部为为泡沫聚聚乙烯的的骨架，但为了了保持骨骨架槽的的内壁表表面光滑滑，这两两种骨架架中采用用内层为为泡沫聚聚乙烯外外层为实实心聚乙乙烯的骨骨架更适适用。4 室内光光缆室内内光缆往往往需要要同时用

18、用于话音音、数据据和视频频信号的的传输。并目还还可能用用于遥测测与传感感器。国际际电工委委员会（IECC）在光光缆分类类中所指指的室内内光缆，笔者认认为至少少应包括括局内光光缆和综综合布线线用光缆缆两大部部分。局局用光缆缆布放在在中心局局或其他他电信机机房内，布放紧紧密有序序和位置置相对固固定。综综合布线线光缆布布放在用用户端的的室内，主要由由用户使使用，因因此对其其易损性性应比局局用光缆缆有更严严格的考考虑。多模模光纤虽虽然不再再用于核核心网和和接入网网，但芯芯径包包层直径径为622.51255m的的渐变型型多模光光纤在室室内综合合布线中中仍有较较多的应应用，今今后也可可能应用用501255

19、m渐渐变型多多模光纤纤。这种种情况与与综合布布线系统统的现有有技术状状况有关关，随着着单模光光纤系统统的发送送模块、接收模模块和相相关设备备成本的的降低，本身价价廉的单单模光纤纤仍然有有可能取取代综合合布线用用的多模模光纤。随着着我国FFTTHH、FTTTC系系统的采采用和各各种要求求的智能能大厦的的建设，要求越越来越多多的室内内光缆产产品投入入应用。目前所所用的综综合布线线光缆芯芯数较小小、缆芯芯不填充充油膏、防火性性能要求求只限于于阻燃或或不延燃燃，这些些光缆在在品种、结构和和性能等等方面还还急需进进一步开开发、完完善和提提高。在布布线光缆缆所用的的光纤类类型方面面，国外外正在探探索采用用

20、多芯光光纤，例例如前面面提到的的四芯光光纤，这这样可使使光缆外外径小、重量轻轻、柔软软性好。室内内光缆的的防火性性能应是是基本要要求之一一。传统统的PVVC护套套虽具有有耐延燃燃性，但但其防潮潮性能较较差，不不宜用于于室外。据报道道，国外外已开发发了室内内室外兼兼用的引引入光缆缆或下杆杆光缆，它们既既能耐室室外低温温和紫外外线辐射射、又能能阻燃和和便于弯弯曲布线线。这种种光缆采采用PVVC紧套套光纤、吸水膨膨胀粉干干式阻水水和低烟烟无卤阻阻燃护套套。随着着通信业业务的急急剧增加加，局内内光缆布布线的芯芯数将增增加数倍倍，减小小尾缆的的直径，以便在在有限的的机房空空间内布布放更多多的终端端模块，

21、就显得得很重要要。据国国外报道道，为了了适应机机房内的的这种要要求，已已开发了了两种微微型光缆缆，一种种的外径径接近普普通紧套套光纤外外径，为为1mmm；另一一种的外外径与普普通的涂涂覆光纤纤一样，为0.25mmm。外外径1mmm的光光缆（见见图3），其结结构与常常规单芯芯光缆相相似，采采用0.5mmm直径的的UV固固化的二二次涂覆覆光纤、芳纶纱纱加强和和聚酰胺胺护套。外径00.255mm的的光缆，第一种种结构与与常规的的紧套光光纤相似似，采用用涂覆光光纤和由由UV固固化树脂脂涂覆的的加强构构件组成成的外套套（见图图4a）；另一种种采用涂涂覆光纤纤和由的的12根根层绞钢钢丝与UUV固化化树脂组

22、组成的外外套（见见图4bb）。据据报道，还开发发了一种种单芯矩矩形软线线和由这这种软线线构成的的8芯软软线（见见图5）。8芯芯软线由由8根单单芯软线线并列再再加上总总护套构构成，又又可方便便地再分分成8根根单芯软软线。5 电力线线路中的的通信光光缆光纤纤是介电电质，光光缆也可可作成全全介质，完全无无金属。这样的的全介质质光缆将将是电力力系统最最理想的的通信线线路。用用于电力力线杆路路敷设的的全介质质光缆有有两种结结构：即即全介质质自承式式（ADDSS）结构和和用于架架空地线线上的缠缠绕式结结构。ADDSS光光缆因其其可以单单独布放放，适应应范围广广，在当当前我国国电力输输电系统统改造中中得到了了广泛的的应用。国内已已能生产产多种AADSSS光缆满满足市场场需要。但在产产品结构构和性能能方面，例如大大志数光光缆结构构、光缆缆蠕变和和耐电弧弧性能等等方面，还有待待进一步步完善。ADSSS光缆缆在国内内的近期期需求量量较大，是目前前的一种种热门产产品。缠绕绕式光缆缆通常芯芯数较少少，因其其布放方方法需要要专门工工具，比比较麻烦烦，在我我国似无无需求和和生产。据国外