光纤光缆基础知识

光纤光缆的基础知识■

光纤的基本概念□

什么是光纤光纤的完整名称叫做光导纤维，英文名是Optic:Fiber

。它是一种由玻璃或塑料制成的纤维，可作为光传导工具。>

光纤的主要用途是通信，有时候也可以用于传感

(感知)

。>目前通信用的光纤主要是石英系光纤，其主要成分是高纯度石英玻璃，即二氧化硅(SiO2)。■

光纤的基本概念□

光纤的构造>

光纤呈圆柱形，主要由纤芯、包层、涂覆层组成。·

纤芯：位于光纤的中心部位，成分为高纯度的二氧化硅，掺有极少量掺杂剂。·

包层：位于纤芯的周围，其成汾也是含有极少量掺杂剂的高纯度二氧北硅。·

涂覆层：光纤的最外层，由丙烯酸酯、硅橡胶和尼龙组成。套塑涂覆层包层纤芯n1nl>n2

n2光纤的基本概念□光纤的工作原理——全反射原理>

若使光束从光密媒质射向光疏媒质时，则折射角大于入射角，如

图所示,>

如果不断增大θ0

,

可使折射角θ1达到90。,这时的θ1称沏临界角。>

当光线从光密媒质射向光疏媒质，且入射角大予临界角时，就会产生全反射现象。

>

光纤就是利用这种全反射来传输光信号的。光纤的基本概念□

光纤色散>

主要原因：在光纤中，光信号是由很多不同的成分组成的，由于信号的各频率成分或各模式成分的传播速度不同，经过光纤传输一段距离后，不同成分之间出现时延差，引起传输信号波形失真，脉冲展宽，这种现象称为光纤色散。>

造成影响：光纤色散的存在使传输的信号脉冲畸变和展宽，从而产生码间干扰。为了保证通信质量，必须增大码间间隔，即降低信号的传输速率，这就限制了光纤系统的通信容量和传输距离。>

色散分类：模式色散、材料色散、波导色散和极化色散。■

光纤的基本概念□

什么是光纤通信>

光纤通信的定义：光波为载波，光纤为传输介质的通信方式。>光纤通信的本质：利用光纤来传输携带信息的光波，以达到通信的目的。光纤通信系统的基本组成：光发射设备、光纤光缆、光接收设备。光发射设备

光纤

光接收设备数字终端设备接收端数字终端设备发送端光纤通信系统框图光

端机

发

送

端光端机接

收端信息信息>通信容量巨大，可以实现超高带宽；>

中继距离长，达数干公里以上；>保密性能好，不易被窃听；适应能力强，不怕外界强电磁场的干扰、耐腐蚀；

>

体积小、

重量轻；>原材料来源丰富、价格低廉。■

光纤的基本概念□

光纤通信的优点■

光纤的基本概念□

光纤通信的缺点>

结构较为脆弱，机械强度差，需要足够的保护；>光纤的切断和连接操作技术要求较高；>分路、耦合操作较为繁琐；>光纤弯曲半径有限制，不宜过小。

光纤的发展历程□

原理探索阶段(1841—1960年)□1841年：法国物理学家丹尼尔·科拉东(DanielColladon)完成水流光导实验，首次证实光可在弯曲水流中通过全反射传输，奠定光纤物理原理基础。口1880年：亚历山大

·贝尔(AlexanderGraham

Bell)发明光话机

(Photophone),利用太阳光调制声音信号并通过大气传输，实现213米语音传输，开启光通信探索。口

1887年：英国科学家查尔斯弗农博伊斯

(Charles;VernonÏBoys)在实验室拉出第一条玻璃纤维氵为光纤材料研究开辟方向。口

1927年：苏格兰电气工程师约翰洛吉贝尔德

(John

Logie!Baird)

利用光全反射制成石英光纤，可解析图像并获两项专利，首

次将光纤用于图像传输。口1938年：美国欧文斯伊利诺斯公司与日本

日东纺绩公司开始工业化生产玻璃长纤维，推动光纤材料规模化。□1951年：光物理学家布莱恩(BrianO’

Brian)提出光纤包层(Cladding)概念，明确芯层高折射率、包层低折射率的结构设计。□1953年：荷兰科学家范·

赫尔(Abraham

van

Heel)在玻璃纤维外涂覆低折射率塑料，制成首根带包层的光学绝缘单模纤维氵

解决光泄漏问题。口

1956年：美国密歇根大学学生制作首个玻璃包层光纤，用低折射率玻璃管熔覆高折射率玻璃棒，验证包层结构可行性。□

1960年：美国物理学家西奥多

·梅曼(Theodore.Maiman)发明世界首台红宝石激光器，为光纤通信提供高相干、高亮度光源，开启激光通信时代。光纤的发展历程□技术奠基阶段(1961-1979年)口

1966年7月：英籍华人高锟

(Charles.K.Kao)与G.A.Hockham共同发表论文《光频率介质纤维表面波导》,首次系统提出光纤通信理论。他指出，石英光纤损耗源于杂质，通过材料提纯可将损耗降至20dB/km以下，即可用于通信,口

1970年：美国康宁公司研制出首根损耗20dB/km的高纯石英光纤，验证高锟理论，标志现代光纤诞生。美国康宁公司制造出了首

个室温连续波半导体激光器。贝尔实验室发明小型化砷化镓

(GaAs)

半导体激光器，解决光纤通信实用化的光源瓶颈。□1973年：贝尔实验室将光纤损耗降至2.5dB/km(1

.06μm波长),大幅提升传输距离。□1976年：美国贝尔实验室在华盛顿-亚特兰大建成世界首条实用光纤通信线路，速率44.7Mb/s

,

采用144芯光缆。

日本NTT公司将光纤损耗降至0.47dB/km(1

.2μm波长),接近理论极限。口1977年：美国芝加哥开通全球首个商用光纤通信系统，采用0.85μm短波长多模光纤，速率45Mb/s。武汉邮科院赵梓森带领团队

拉出了中国第一根石英光纤，长度为17米，损耗为300dB/km。中国科学院上海硅酸盐所制备国内首根梯度型多模光纤，损耗14dB/km

、长度达公里级。□1978年：

日本建成全球首个全光通信实验区(奈良)

,

覆盖300用户，验证光纤接入网可行性。首届光纤通信展在美国波士顿举行。■光纤的发展历程□

商用普及阶段(1980—1999年)口1980年：单模光纤(SMF)技术成熟，传输窗口从0.85μm转向1

.31μm(低色散)与1

.55μm(低损耗),

传输容量与距离显著提升。光纤系统为普莱西德湖冬季奥运会传输视频信号。中国在湖北武汉启动

“八二工程”,布局光纤通信国产化。□1981年12月：中国首条实用化光纤通信线路在湖北武汉开通，接入市话网，标志中国光纤通信商用起步。口1984年：贝尔实验室实现1

.55μm波长单模光纤损耗0.154dB/km

,接近石英光纤理论极限(0.1dB/km)。国际电信联盟(ITU)发布G.652标准，确立单模光纤全球统一规范。□1986年：英吉利海峡光纤服务开通,口1988年：跨大西洋TAT-8海底光缆建成，全长6700公里，速率280Mb/s

,

开启跨洋光纤通信时代。中国建成第一条跨省光纤干线(武汉-广州)

。口1990年：掺铒光纤放大器(EDFA)商用化，实现光信号直接放大，无需光电转换，大幅延长无中继传输距离(达数百公里)。口1996年：首条跨太平洋海底光缆(TPC-5)建成，全长2.5万公里，速率5Gb/s。中国启动“八纵八横”光纤骨干网建设，覆盖全国主要城市。□

1998年：密集波分复用(DWDM)技术商用，单根光纤可同时传输80—160个波长，容量从Gb/s跃升至Tb/s级。光纤的发展历程□

高速发展阶段

(2000—2020年)□2000年：单根光纤DWDM系统容量突破10Tb/s

,开启超高速光通信时代。中国光纤到户(FTTH)试点启动，推动宽带接入升级。□2002年：Z+超低损耗纯石英芯光纤问世，其衰减远低于其他光纤:□2009年：高锟因

“

在光纤通信领域的突破性成就

”

获诺贝尔物理学奖。G.657(对弯曲不敏感)光纤正式推出。口2010年：单模光纤容量突破100Tb/s

,支持400G/1T超高速传输。中国启动

“宽带中国

”

战略，大规模部署FTTH。□2013年：中国光纤宽带用户数超DSL,

成为主流接入方式。口2016年：中国建成全球最大光纤通信网络，总里程超3000万公里。前沿移动通信技术开始大规模采用光纤，支撑无线高速通信。口2018年：空分复用(SDM)多芯/少模光纤技术突破，单纤容量向Pb/s(1000Tb/s)迈进。□2020年：中国光纤到户覆盖率超95%,千兆宽带全面商用。全光网络(AON)、光交叉连接(OXC)技术成熟，构建低时延、

高可靠的数字底座。中国开始启动FTTR技术试点与方案首发。

光纤的发展历程□前沿突破阶段(2021—现在)□2021年：硅光芯片与光子集成(PIC)

技术商用，推动光模块小型化、低成本化，支撑数据中心、智算中心与移动通信建设。G.654.E光纤国内首次进行集采，确认为400G骨干网首选。口2023年：单根光纤传输容量突破1Pb/s

,

实验室实现1

.2Pb/s超高速传输。量子光纤通信、空分复用+波分复用(SDM-WDM)融合技术进入实用化验证。800GDR8/FR4光模块进入数据中心与骨干网规模部署。□2024年：超低损耗G.654.D光纤推出，衰减低至0.144dB/km,

适配800G/1

.6T超长距传输。□2025年：全光交换OCS、光电共封装CPO、相干光通信全面普及，支撑Al大模型、云计算、5G/5GrA/6G等新一代数字基础设施。多芯光纤、空芯反谐振光纤技术取得重要进展，加速迈向商用。□2026年：受Al智算等因素影响，光纤全球供需关系持续紧张，价格大幅上涨。□

电磁波频谱IncreasimgFhequencyU/traⅥialet

/

40ΠmⅥia/et

/

455

nmB/ue/490

nmΘ吖纠9n/55

nmY2l/ow

/

580

nmO代孔?ge/620

Π叨Rad/75

Πm/nf卞aΠAd

/800nm&5

nmM”hhimode;

SiΠgIe-mo口e;Lang

以小Ⅵ彐\A7gthSiΠg/e-mad吕,Lo

mg

Wave/eΠgth■

光纤的工作波段LongerWavelength饥,hhimiadeShort

Wave/en

gt沂Visible

SpectrumFiberOpticA

?plic曰tions1300nm1550nm光纤的

波段可见光850nm波段O波段E波段S波段C波段L波段U波段850-nmband850nm波段orignalband原始波段extended-wavelength

band扩展波段short-waⅣelength

band短波长波段conventional

band常规波段long-wavelength

band长波长波段ultra-long-wavelength

band超长波长波段850

nm(770~910

nm)1260~1360nm1360~1460

nm1460~1530

nm1530~1565

nm1565~1625

nm1625~1675

nm—Telecom

optjcal

waⅣeler巴thbards

2

ansmtss

nLMsε

BK)01

000

1

1

00

1

200oi850bm

O-Band

E-Band

S-旧曰nd

c-

L-BandPand

Band1260nm1

360nm

1

460nm1530nm1

565nm1625nmWaⅥeleng:h波长电磁波谱The

electromagneticspectrum10~hm10²mm100mm

200nm

3E0mm780mm1500mm

5um

100um

1mm

1cm

10cm

1m10m

100m

1km

10kmγ

-rayX-ray

FUVUV

VISNRR

THFEHFSHFUHFVHFHFMF

LFRadio

Waves

无线电波波段名称

中英文全名波长范围

光纤的工作波段工作波段分类1

300

1400

1

500

1

600W小Ⅵ氵lergth(rm)光通信波段耗损输传S=bandL-bandE-bandO-band□C-qe

波长本征吸收：光纤材料本身所固有的吸收作用吸收损耗杂质吸收：光纤中杂质对光的吸收作用线性散射非线性散射结构不完善散射其他衰耗

(微弯曲衰耗等)■

光纤的工作波段□

光纤的衰耗>

光纤的损耗是指：光信号经光纤传输后，由于吸收、散射等原因引起光功率的减小。散射损耗光纤损耗■

光纤的工作波段□

光纤的衰耗衰减(dB/km)L波段普通单模光纤的衰减随波长变化示意图多模光纤按传输模式分类单模光纤短波长光纤

(波长典型值为850nm)按工作波长分类长波长光纤

(波长为1310nm

,1550nm)■

光纤的分类□

光纤的分类按光纤剖面折射率分布分类阶跃型光纤渐变型光纤石英光纤含氟光纤塑料光纤坊组

成

成△△

类女组成成

才

方犬光纤种类■

光纤的分类□

光纤的分类——阶跃型、渐变型>

阶跃光纤·在纤芯与包层区域内，折射率的分布分别是均匀的，分别为n1和n2,

在纤芯与包层的边界处，其折射率的变化是阶跃的(n2<n1)。>

渐变光纤·

光纤轴心处的折射率最大(n1)

,但随横截面径向的增加而逐渐减小，到纤芯与包层的边界处，正好降到与包层区域的折射率n2。涂层包层纤芯包层涂层n2nin2d2■

光纤的分类□

光纤的分类——多模、单模>多模光纤

(MMF,multimode.fiber)·可传多种模式的光。但其模间色散较大，这就限制了传输数字信号的频率，而且随距离的增加会更加严重

。单模光纤

(SMF,

single-modefiber)·

只能传一种模式的光，因此其模间色散很小，适用于远程通讯。多模光纤单模光纤

人的头发125

μm85

μm多模光纤通常为橙色，单模光纤通常为黄色■

光纤的分类□

光纤的分类—多模、单模多模光纤

单模光纤单模不太昂贵更昂贵

(激光二级管)低1260nm到1640nm连接更复杂接入网/中等距离/长距离网络(>200KM)几乎无限的带宽(对于DWDM为>1Tb/s)提供更高的性能，但是建立网络很昂贵多模昂贵基本的、成本低高850nm到1300nm芯径更大，易于处理本地网络(<2km)有限的带宽

(短距离内为10Gb/s)光纤更昂贵，但是网络开通相对不昂贵对比光纤成本传输设备衰减传输波长使用距离带宽结论■光纤的分类——单模、多模ITU标准光纤类型名称适用场合G.651多模多模光纤多模光纤，适合光波波长为850nm/1310nm短距离传送(局域网)

。G.652单模色散非位移单模光纤适合光波波长为1310nm~1550nm(接入网),G.653单模色散位移光纤适合光波波长为1550nm长距离传送(主干网，海底光缆)。G.654单模截止波长位移光纤适合光波波长为1550nm长距离传送(海底光缆，不支持DWDM)。G.655单模非零色散位移光纤适合光波波长为1550nm长距离传送

(主干网，海底光缆，支持DWDM)。G.656单模低斜率非零色散位移光纤非零色散位移光纤的一种，对于色散的速度有严格的要求，确保了DWDM系统中更大波长范围内的传输性能。G.657单模耐弯光纤根据FTTX技术的需求及组装应用而生的新产品。备注：各种光纤由于模场直径不一样，因而不能混用

(影响光纤接续时的纤芯对中),

同时由于长距离传送光缆价格较高，在接入网一般不会采用，接入网用光纤一般均为G.652。光纤的类型TU标准名称创立年份主要特点主要应用场景G.651多模渐变型折射率光纤198850/125μm多模光纤，适用于850nm/1310nm波长短距离传输，弯曲半径小(约15mm)局域网、FTTH多租户卜住宅建筑物、企业网络G.652色散非位移单模光纤1988零色散点在1310nm

,1550nm。衰减最小，但色散较大，分为N旧/C/D四个子类，全球用量最大(约70%)长途、城域、骨干网除FTTH入户外的几乎所有场景G.653色散位移光纤1988零色散点移至1550nm

,优化该波长传输性能，但不适合波分复用系统曾用于长距离无中继传输，现基本被淘汰G.

654截止波长位移光纤19881550nm衰减最低(约0.

19dB/km)

,模场直径较大，改善非线性效应海底光缆、地面长距离传输G.655非零色散位移光纤19961550nm处色散很小，但不为零。适合密集波分复用系统，抑制四波混频曾为长途干线首选，现主要用于原有线路维护G.

656低斜率非零色散位移光纤2004降低色散斜率，支持更宽波长范围(S+C+L波段，1460-1625nm)目前应用较少，适合需要宽波长范围的系统G.657耐弯光纤2006弯曲半径y(最小5mm)

,对弯曲不敏感，与G.652兼容性良好FTTH入户光缆、室内敷设，使用量仅次于G.652

光纤的类型■

光纤的类型□

ITU标准

—G.652D>

G.652D是目前全球部署最广泛的光纤类型。主要优势在于

“

全波段传输”和“

高性价比”

。技术特点：它消除了传统光纤在1383nm附近的水峰，将可用波长范围扩展到了1260-1625nm的全波段，特别是打开了E波段

(1360-1460nm),增加了约100nm的宝贵频谱资源。其性能指标均衡，能满足从语音、数据到视频等多种业务的传输需求。>

应用场景：由于其通用性和成本优势，G.652D几乎适用于所有网络层级，从长途骨干网、城域网到最贴近用户的接入网和光纤到户(FTTH)

,都能看到它的身影。■光纤的类型□

ITU标准

—G.654E>

随着400G/800G高速传输时代的到来，传统G.652D光纤的容量已接近极限。为了应对这一挑战，G.654E诞生。>

技术特点：·超大有效面积：其有效面积可达130μm2

,远超G.

652D的80μm2。这就像把一条两车道的高速公路扩宽成四车道，有效降低了光纤中光功率密度，从而抑制了高功率下容易产生的非线性效应，保证了信号质量

,·超低衰减：它在1550nm波段的衰减系数可低至0.156'dB/km以下。这意味着信号能传得更远而不需要中继放大，显著降低了长距离干线和海底光缆的建设与运营成本

。>

应用场景：主要用于国家级骨干网、跨洋海缆以及数据中心互联(DCl)等超长距离、超大容量的传输场景。■光纤的类型□

ITU标准

—G.657A2>

在城市和家庭内部，光纤需要穿过狭窄的管道、绕过尖锐的拐角

。G.657A2正是为此类复杂环境设计的“柔性大师”,其核心优势是

“

抗弯曲”。>

技术特点：·它通过特殊的光纤折射率剖面设计，使得光纤在剧烈弯曲时仍能保证极低的信号泄漏(附加损耗)。例如，G.657A2可以承受7.5mm的弯曲半径(绕一圈),而性能几乎不受影响，这对于G.652D光纤来说是难以想象的。同时，它在光学性能上与G.652光纤完全兼容，这意味着可以直接在现有网络中替换使用。>

应用场景：它完美地解决了光纤到户(FTTH)

“最后一百米”的布线难题，特别适用于室内拐角

、多媒体箱等狭小空间。此外，也常用于制造小型化的光纤器件和跳线。它还经常被用于军用FPV

(First

Person

View,第一人称视角)光纤无人机。■

光纤的接口□

光纤的接口光纤接口的常见类型：·

FC圆型带螺纹

(配线架上用的最多)·

ST卡接式圆型·

SC卡接式方型

(路由器交换机上用的最多)·LC接头与SC接头形状相似，较SC接头小一些·MT-RJ方型，一头双纤收发一体·

MPO/MTP型·

BFOC型·

DIN型·

FDDI型·

MU型…MP

O/MTPMT-RJScSTFCLC●■

光纤的熔接□

光纤的熔接>

融接是利用电极棒之间放电产生的热能使光纤融化为一体的接线技术，分为以下两类：·光纤芯调芯方式：这是在显微镜下观察光纤的芯线，通过图像处理进行定位，使芯线的中心轴一致，然后进行放电的融接方式。采用配置双向观察摄影机的融接机从两个方向进行定位,·固定V型槽调芯方式：这是采用高精度V型槽排列光纤，利用融化光纤时的表面张力所产生的调芯效果进行外径调芯的融接方式。最近，由于制造技术的发展使光纤芯位置等的尺寸精度得到提高，因此，可以实现低损耗接线。本方式主要用于多芯一次性接线,光纤芯(调芯前)自动调芯(调芯后)融接■

光缆的基本概念□

光缆>

用适当的材料和缆结构，对通信光纤进行收容保护，使光纤免受机械和环境的影响和损害，适应不同场合使用。■

光缆的常见结构□

光缆的结构常用的光缆结构有层绞式、骨架式、中心束管式和带状四种。CentralTubeoptical

cable中心束管式光缆Slotted

Coreoptical

cable骨架式光缆Loose

Tubeopticalcable层绞式光缆Ribbonoptical

cable带状光缆■

光缆的常见结构□

层绞式>

层绞式光缆是经过套塑的光纤在加强芯周围绞合而成的一种结构.层绞式结构光缆，收容光纤数有限，多数为6-12芯，也有24芯的。随着光纤数的增多，出现单元式绞合：一个松套管就是一个单元，其内可有多根光纤。生产时先绞合成单元，再挤制松套管，然后再绞合成缆。钢塑复合带松套管光纤加强芯填充绳PE护层皱纹钢带松套管光纤加强芯填充绳PE护层阻水层089■

光缆的常见结构□

骨架式>

骨架式光缆是将紧套光纤或一次涂覆光纤放入螺旋形塑料骨架凹槽内而构成，骨架的中心是加强元件。在骨架式光缆的一个凹槽内，可放置一根或几根涂覆光纤，也可放置光纤带，从而构成大容量的光缆。>

骨架式光缆对光纤保护较好，耐压、抗弯性能较好，但制造工艺复杂。铝塑

复合带骨架光纤加强

芯PE护

层

阻水层■

光缆的常见结构□

中心束管式>

中心束管式光缆是将树根一次涂覆光纤或光纤束放入一个大塑料套管中，加强元件配置在塑料套管周围而构成。芯管光纤用填充物、松套管钢丝加强件UV

光纤PE外护套

一(a)

分离光纤

(b)

光纤束

(c)

光纤带超吸水带护套介质加强件填充油膏光纤带光纤束(■

光缆的常见结构□

带状式带状式光缆结构是将多根一次涂覆光纤排列成行制成带状光纤单元，然后再把带状光纤单元放入在塑料套管中，形成中心束管式结构；也可以把带状光纤单元放入凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构,带状结构光缆的优点是可容纳大量的光纤

(一般在100芯以上),

满足作为用户光缆的需要；同时每个带状光缆单元的接续可以一次完成，以适应大量光纤接续、安装的需要,PE护层光纤带加强芯松套管加强芯阻水层松套管阻水层钢塑复合带钢塑复合带PE护层光纤带■

光缆的分类□

室外光缆主用于干线和城域网的直埋、管道、架空建设。黑色PE护套铝(钢)塑复合带阻水带充油松套管

铠装钢丝光缆油膏GYXTA(S)

2~12外PE护套涂塑钢带扎纹铠装阻水带金属加强件充油松套管铝塑复合带内PE护套黑色PE护套双面涂塑钢带阻水带平行加强钢丝光纤光纤油膏

松套管黑色PE护套双面涂塑铝(钢)带扎纱金属加强件充油松套管光缆油膏(⑧

田⑧GYTA(S)

2~216

(96)GYTA53

2~216GYXTW

2~12■

光缆的分类□

带状光缆>

主用于大芯数高度密集的城域骨干网络的建设。黑色PE护套涂塑皱纹钢带阻水带平行加强钢丝光纤带光纤油膏充油松套管GYDXTW

8~432外黑色PE护套涂塑钢带铠装阻水带内黑色PE护套双面涂塑铝带金属加强件光缆油膏充油光纤带松套管小PE填充绳黑色PE护套双面涂

塑铝

(钢)带金属加强件小PE填充绳光缆油膏充油松套管肋标4芯带涂塑铝带阻水带中心加强芯骨架PE外护套

撕裂绳GYDTA(S)

36~648GYDTA53

36~576GYDGA

48~480■

光缆的分类□“8”字光缆>该光缆将缆芯部分和钢丝吊线集成到一个“8”字形的PE护套内，形成自承式结构，在敷设过程中无需架设吊线和挂钩，施工效率高，施工费用低。可以十分简单地实现电杆与电杆之间、电杆与楼宇之承重钢丝黑色PE护套吊带黑色PE护套涂塑钢(铝)带铠装光缆油膏金属加强件阻水带充油光纤松套管钢绞线吊带黑色PE护套阻水带松套管

光纤油膏大8字光缆GYT℃8S(A)小8字光缆GYXTC8Y4~

144

2~12间

、楼宇与楼宇之间等的架空敷设。芳纶丝光纤带PVC外护套件构纤强光加丝套

套心纶护

紧

中芳

外光纤纤芯光纤包层光纤涂覆层紧套缓

冲层D0亘0C0002■

光缆的分类□

室内光缆紧套光纤中心加强芯芳纶丝子单元护套PVc外护套>

主要用于楼宇内局域网建设，楼内垂直布线。PVC护套900'μm紧套光纤芳纶丝芳纶丝涂覆光纤紧套层外护套外护套紧套光纤芳纶丝外护套紧套光纤芳纶丝■

光缆的型号□

光缆的型号命名>

根据ITU-T的有关建议，

目前光缆的型号是由光缆的型式代号和光纤的规格代号两部分构成，中间用一短横线分开。光缆的型式状号-光纤的型式代号光缆的型号口

派生特征的代号及其意义光缆结构特征应能表示出缆芯的主要类型和光缆的派生结构.当光缆型式有几个结构特征需要注明时，可用组合代号表示，其组合代号按下列相应的各代号自上而下顺序排列,D:光纤带结构无符号氵光纤松套被覆结构J:光纤紧套被覆结构无符号：层绞结构G:骨架槽结构X:中心束管结构T:油膏填充式结构Z:自承式结构B:扁平形状Z:阻燃口

外护层代号及其意义外护层是指铠装层及铠装层外边的外被层,口

加强构件的代号及其意义无符号：金属加强构件F:非金属加强构件

光缆的型号□

光缆的型号命名>

光缆的型式代号由分类、加强构件、派生特征、护套和外乎层5个部分组成。外护层护套派生特征加强构建分类口护套的代号及其意义Y:聚乙烯护套V:聚氯乙烯护套U:聚氨酯护套A:铝-聚乙烯粘结护套

(A护套)

S;钢-聚乙烯粘结护套

(S护套)W:夹带平行钢丝的钢-聚乙烯粘结护套

(W护套)L:吕护套G:钢护套Q:铅护套口分类的代号及其意义GY:通信用室

(野)

外光缆GM:通信用移动式光缆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I

[

Ⅱ

IVV■

光缆的型号□

光纤的规格代号>

光纤的规格代号由光缆中光纤的数目和光纤类别组成。如果同一根光缆中含有两种或两种以上规格(光纤数和类别)的光纤时，中间应用“

+

”号连接。·光纤数目：用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。·

光纤类别：光纤类别应采用光纤产品的分类代号表示，按IEC60793-2(2001)的标准规定，用大写字母A表示多模光纤，大写字母B表示单模光纤，再以数字和小写字母表示不同的种类、类型的光纤。I

Ⅱ光纤

的类别光纤的数目分类代号类型纤芯直径(μm)包层直径材料A1a渐变型50125二氧化硅A1b渐变型62.5125二氧化硅A2阶跃型50125二氧化硅分类代号名称材料B1非色散位移型二氧化硅B2色散位移型二氧化硅B3非零色散位移型二氧化硅

光缆的型号单模光纤多模光纤■

空芯光纤□

空芯光纤的定义空芯光纤，网上很多文章也称之为“空心光纤”,英文名为Hollow-core!fiber(HCF),

是一种新型光纤。

>空芯光纤，顾名思义，就是光纤里面不再有实体纤芯，而是“空

”的——只有空气、惰性气体或真空。▲

空芯光纤□

空芯光纤的发展演进1987年，美国应用物理学家伊莱亚布洛诺维奇

(EIi

YabIonovitch)和萨杰夫约翰

(S?jeev.John)

率先提出了光子晶体

(photonir:crystal

)的概念，打破了僵局。1991年，英国南安普顿大学的菲利普罗素(RStJRusseI),首次提出了光子晶体光纤(Photonic:Crystal

Fiber,PCF)的概念。1996年，菲利普罗素的同事、南安普顿大学光电子学研究中心的乔纳森奈特

(J.C.Knight)

和蒂姆博克斯

(Tim

Birks)

等人，成功研制出实芯光子晶体光纤样品，并证实了光在光子晶体光纤中的传导特性,1998年，乔纳森奈特等人，宣布发现了“光纤中的光子带隙导波效应

”,并制备出世界首根光子带隙型光子晶体光纤

(Photonic:band|ga巾photonic

crystal

Fiber,

PBG-PCF)

。1999年，菲利普罗素等人，在《Science》发表论文，提出了空芯单模光子带隙型光子晶体光纤

(Hcllow,Core.

SingIe-Mode.Photonic:band

gap

photonic:crystal

Fiber,HC-SM-PBG-PCF)。不久后，克里根

(R:FCregan)

等人，正式研制出样品。(注意，这应该是世界上最早的空芯光纤。)2019年，南安普顿大学光电研究中心的弗朗西斯科伯乐蒂

(Francesco

PoIetti)团队发明了著名的嵌套式抗共振无节点光纤(Nested

Antiresonant

Nodeless

Fiber,NANF),

将空芯光纤的损耗降到1

.3dB/km。2020年，南安普顿大学的产业化子公司Lumenisity

,就将NANF光纤的损耗降到0.28dB/km

,轰动了整个行业。

空芯光纤□

空芯光纤的结构>

光纤的中间是充气纤芯。纤芯周围，是平行的玻璃管。每个玻璃管内，又嵌套

(Nested)了另一根玻璃管，叫单嵌套。如果再嵌一根，就是双嵌套。>

嵌套的玻璃管，是为了形成一个“谐振腔”。谐振也叫共振、干涉。两个波，步调一致，出现幅度最大化，就是谐振。有一部分频点的能量是最小化的，是反谐振

(反共振、抗谐振)

。>

传输谱线呈现多峰。峰值之间被分隔为多个高反射区，也称为抗谐振窗口

。在这些窗口内，从空芯入射将会导致很高的反射，从而极大地降低光纤的泄漏损耗。>

玻璃管之间，侧面是没有接触的，这叫做无节点(nodeless)

。如果有节点，会导致出现较大的损耗。玻璃管

(嵌套)空气纤芯无节点

(不接触)

空芯光纤□

空芯光纤的优点>

更低的时延·

光信号在空气中传播，比在玻璃纤维中传播更有优势。>

更低的损耗·光信号在空气中传输，损耗肯定小于在石英玻璃中传输。目前空芯光纤可实现损耗为0.

174dB/km

,

与现有最新一代玻芯光纤性能持平。根据研究机构的说法，空芯光纤的理论损耗最小极限可低至0:1dB/km以下，比普通玻芯光纤

(0.

14dB/km)

更小。>

支持更多的光波段·

空芯光纤不挑光，可以轻松支持O

,S

,

E

,

C

,L

,

U等多种波段的光。>

减少了非线性效应·空芯光纤的非线性效应比常规玻芯光纤的非线性效应低3到4个数量级，使得入纤光功率可以大幅提高，从而提升传输距离。

>

能传输高功率激光·传统玻芯光纤在进行高功率激光传输时，会吸收激光能量，导致材料缺陷处形成热积累或纤芯与包层的温度分布不均匀从而产生光纤损伤。·空芯光纤的话，超过99%的光功率在空气中传输，光场与材料重极小，因此在相同的传输功率下有更低的材料吸收，也就拥有更高的激光损伤阈值。简单来说，就是不容易被高功率激光

(千瓦级)

烧坏,■

空芯光纤□

空芯光纤的应用场景>第一场景

(通信)·空芯光纤的低损耗、低时延，非常适合光纤通信用途。尤其是前面提到的时延敏感型通信场景。>第一场景

(传感)·空芯光纤具备更强的灵活性和大孔径特性，可以用于光学传感领域，测量温度、压力、流量和化学成分等参数。>第三场景

(激光应用)·空芯光纤能扛得住高功率激光。所以，可以将它用于传送激光束，例如工业制造的激光切割、刻蚀，以及人体深处来改善病变组织的成像和治疗.·传送激光，其实也是某种形式的传送能量。这也有很大的应用想象空间。

空芯光纤□

空芯光纤面对的挑战>光纤内部结构的标准化，到底采用什么样的架构进行定型，并投入规模生产。如何改进工艺，降低制造难度，做到批量化和高合格率生产。>现网部署可能遇到的工程化问题(例如光纤熔接),提前验证，做好方案。>如何加快布局产业链，在材料、器件等方面，做好配套支持。■

多芯光纤□

多芯光纤的定义>

多芯光纤，简称MCF

,是一种特殊设计的光导纤维。它与我们日常生活中常见的传统单芯光纤(即在一个共同的包层内只有一根纤芯)

有着本质的区别。>

从结构上看，多芯光纤最大的特点在于：它在同一个共同的包层内，并行排列着两根或两根以上相互独立的纤芯。这些纤芯通常由高纯度的二氧化硅制成，并被折射率较低的包层材料所包围，以确保光信号能够被约束在各自的纤芯中独立传输,可以把传统单芯光纤想象成一条单车道公路，一次只能通行一辆车

(一个光信号)。而多芯光纤则像一条多车道的高速公路，在同一路面(包层)

上规划了多条独立车道

(纤芯),允许多辆车(多个光信号)同时并行，极大地提高了道路的通行能力。类型

非耦合型

非耦合型耦合型MCF截面图芯数

8

44多芯光纤□

多芯光纤的特点与原理空间复用：多芯光纤的核心思想是空分复用技术。通过增加纤芯的数量，它实现了在空间维度上对传输容量的扩展。每个纤芯都可以被视为一个独立的传输通道，可以同时传输不同的数据信号。这就像是将多条传统光纤的功能集成到了一根光纤之中。>

纤芯间的串扰：这是多芯光纤设计和应用中一个非常关键的问题。由于纤芯之间的距离非常近

(通常为几十微米)

,光信号在传输时可能会从一个纤芯耦合到相邻的纤芯，造成信号干扰和衰减，这种现象称为串扰。为了控制串扰，多芯光纤的设计需要精确控制纤芯的间距、折射率分布以及工作波长等参数。包层与涂覆层：尽管内部有多根纤芯，多芯光纤的外部包层直径和标准单模光纤基本相同(通常为125微米),其外部同样涂有保护性的涂覆层。这使得它能够在一定程度上兼容现有的光纤制造、接续和敷设技术。■

多芯光纤□

多芯光纤的发展演进>

1980年，双芯光纤的实验成功，有力地推动了耦合模理论的发展，让人们首次在实验中观测到并理解了多芯之间的光波相互作用。>

1981年，利用双芯光纤设计出光纤型光方向耦合开关；到80年代末，它又被初步应用于温度、应力等物理量的测量，展现了在

传感领域的独特价值。>

1994年，法国电信与阿尔卡特公司正式提出了多芯单模光纤的设计，并成功研制出了4芯单模光纤，制造长度超过100公里。>

2001年后，光纤传输速率增长进入缓慢期，这促使全球研究力量开始聚焦于空分复用技术,>

2008年，

日本成立了“极其先进的光传输技术技术委员会

(EXAT)”,在全球范围内率先阐明了空分复用技术的概念，将多芯

光纤确立为核心发展方向之一,>

2011年，

日本研究机构联合实现了7芯光纤上109Tbit/s的传输实验，首次突破了100Tbit/s的物理极限，震惊业界。>

2012年，

日本团队开发出世界首个实用的MU型多芯光纤连接器，解决了多芯光纤与外部系统连接的关键难题。>

2019年，结构更简化的SC型多芯光纤连接器问世，进一步推动了技术的实用化进程,>

2019年，烽火通信利用19芯光纤在国内首次实现1

.06Pbit/s传输。2023年，又将这一纪录提升至3.61Pbit/s。多芯光纤□

多芯光纤的应用场景>大容量骨干网和海底光缆通信：以提升系统总容量。>数据中心内部互联：在高密度、高带宽需求的环境下，实现设备间的高速连接。光传感：利用不同纤芯对环境变化的敏感度差异，实现高精度的多点或分布式传感，例如用于结构健康监测、石油勘探等。光芯片

光器件光模块通信运营商光通信设备数据中心光纤预制棒

光纤■

光纤的产业链上游-原材料与设备中游-制造与集成下游-应用与服务核心原材料关键生产设备光纤制造光缆成绩

电信与数据通信

行业应用

光纤的产业链□

光纤产业链高纯度石英砂四氯化硅/锗光纤预制棒涂覆材料PBT/PE护套料预制棒沉积炉

(CV

D/NAD/OVD)高速拉丝塔筛选/检测设备制棒拉丝后处理移动通信/骨干网/城域网/光接入网层绞式/中心管式光缆电网/交通/医疗/金融…海底/电力/矿用光缆数据中

心DCI/DCN特种应用工艺

全称