光纖通信基礎(chǔ)知識

1、光纖通信基礎(chǔ)光纖通信是以光波為信號載體，以光導(dǎo)玻璃纖維為傳輸媒質(zhì)的一種通信方式，在現(xiàn)代通信網(wǎng)中起著舉足輕重的作用。光纖與以往的銅導(dǎo)線相比，具有損耗低、頻帶寬、無電磁感應(yīng)等傳輸特點，因此，人 們希望將光纖作為靈活性強且經(jīng)濟的優(yōu)質(zhì)傳輸介質(zhì)，廣泛地應(yīng)用于數(shù)字傳輸方式和圖像通 信方式中。這兩種通信方式在今后電話業(yè)務(wù)的發(fā)展中是不可缺少的。光纖和以往的銅導(dǎo)線相比有本質(zhì)的區(qū)別，因此，在傳輸理論、制造技術(shù)、連接方法、測試方法等方面，基本上都不能采用銅質(zhì)電纜的理論和方法。光纖通信具有一系列優(yōu)異的特性，因此，光纖通信技術(shù)在 80 年代初投入商用以來發(fā)展速度之快，應(yīng)用面之廣是通信史上罕見的?？梢哉f這種新興技術(shù)，是世

2、界新技術(shù)革命的重要標(biāo)志，又是未來信息社會中各種信息網(wǎng)的主要傳輸工具。第一節(jié) 現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)一、通信系統(tǒng)的基本組成通信的基本形式是在信源與信宿之間建立一個傳輸 (轉(zhuǎn)移)信息的通道 (信道 )，實現(xiàn)信息 的傳輸。通信系統(tǒng)可以概括為一個統(tǒng)一的模型，如圖 1-1 所示。這一模型包括有：信源、 變換器、信道、噪聲源、反變換器和信宿 6 個部分。模型中各部分的功能如下：(1) 信源：是指發(fā)出信息的信息源，或者說是信息的發(fā)出者。(2) 變換器：變換器的功能是把信源發(fā)出的信息變換成適合在信道上傳輸?shù)男盘枴?3) 信道：信道是信號傳輸媒介的總稱(4) 反變換器：反變換器是變換器的逆變換。(5) 信宿：是指信息傳送

3、的終點，也就是信息接收者。(6) 噪聲源： 噪聲源并不是一個人為實現(xiàn)的實體， 但在實際通信系統(tǒng)中又是客觀存在的。 以上所述的通信系統(tǒng)只能實現(xiàn)兩個用戶間的單向通信，要實現(xiàn)雙向通信還需要另外一 個通信系統(tǒng)完成相反方向的信息傳遞工作。而要實現(xiàn)多個用戶間的通信，則需要將多個通 信系統(tǒng)有機地組成一個整體，使它們能協(xié)同工作，即形成通信網(wǎng)。圖 1-1 通信系統(tǒng)基本構(gòu)成模型二、通信系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)實際通信系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)如圖 1-2。圖中的話機、移動臺等是用戶終端設(shè)備。它的作 用是將話音信號轉(zhuǎn)換成電信號，或者進行反變換。交換設(shè)備的作用除了實現(xiàn)局內(nèi)用戶間的 信號交換，還能同其它局的用戶實現(xiàn)連接或轉(zhuǎn)接。多路復(fù)用設(shè)備的

4、作用是實現(xiàn)多路信號的 匯接(復(fù)用)，可采用頻分、時分、碼分多址形式的復(fù)用，用以提高信道的傳輸容量。傳輸終 端設(shè)備 (如地球站、微波設(shè)備、終端增音設(shè)備等 )的主要作用是將待傳輸?shù)男盘栟D(zhuǎn)換成適合信 道傳輸?shù)男盘?，或進行反變換等。電纜、光纜、微波、衛(wèi)星是不同形式的傳輸媒質(zhì)或信號 載體。當(dāng)通信系統(tǒng)采用電纜作傳輸媒質(zhì)時，此時傳輸終端設(shè)備為電纜傳輸終端設(shè)備，相應(yīng) 的通信系統(tǒng)為電纜通信系統(tǒng)。 若采用光纜作傳輸媒質(zhì)時， 此時的傳輸終端設(shè)備就為光端機， 相應(yīng)的通信系統(tǒng)就稱為光纖通信系統(tǒng)，或稱為光纜傳輸系統(tǒng)。若采用微波作載體，用微波 中繼站作信號轉(zhuǎn)接，此時傳輸終端設(shè)備就是微波端站，相應(yīng)的通信系統(tǒng)就稱為微波通信系統(tǒng)

5、。若仍采用微波作載體，用衛(wèi)星作中繼站，此時傳輸終端設(shè)備是衛(wèi)星地面站（地球站 ），相應(yīng)的通信系統(tǒng)就稱為衛(wèi)星通信系統(tǒng)。圖 1-2 實際通信系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)由此可見，無論是電纜通信系統(tǒng)、光纖（纜 ）通信系統(tǒng)，還是微波通信系統(tǒng)、衛(wèi)星通信系統(tǒng)，它們的基本結(jié)構(gòu)形式都很類似。不同通信系統(tǒng)之間的差異僅在于電信號載體、傳輸 媒質(zhì)和傳輸終端設(shè)備不同。三、通信網(wǎng)的構(gòu)成和分類通信網(wǎng)是由一定數(shù)量的節(jié)點（Node）和連接節(jié)點的傳輸鏈路（Link）組成，以實現(xiàn)兩個或多 個規(guī)定點之間信息傳輸?shù)耐ㄐ朋w系。1. 通信網(wǎng)的構(gòu)成一個完整的通信網(wǎng)包括硬件和軟件。 通信網(wǎng)的硬件通常是由用戶終端設(shè)備、 傳輸系統(tǒng)、 交換系統(tǒng)三大部分組成。如

6、圖 1-3所示。為了使全網(wǎng)協(xié)調(diào)合理地工作，還要有各種規(guī)定， 如信令方案、各種協(xié)議、網(wǎng)路結(jié)構(gòu)、路由方案、編號方案、資費制度與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等，這些 均屬于軟件。圖 1-3 通信網(wǎng)構(gòu)成示意圖2. 通信網(wǎng)的分類按電信業(yè)務(wù)的種類分為：電話網(wǎng)、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)、圖像通 信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)等。按服務(wù)區(qū)域范圍分為：本地電信網(wǎng)、長途電信網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、國際電信網(wǎng)等。按傳輸媒介種類分為：架空明線網(wǎng)、電纜通信網(wǎng)、光纜通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、用戶光 纖網(wǎng)、等。按交換方式分為：電路交換網(wǎng)、分組交換網(wǎng)等。按結(jié)構(gòu)形式分為：網(wǎng)狀網(wǎng)、星形網(wǎng)、環(huán)形網(wǎng)、柵格網(wǎng)、總線網(wǎng)等。按信息信號形式分為：模擬通信網(wǎng)、數(shù)字通信網(wǎng)、數(shù)字 / 模擬混合網(wǎng)等。按信息傳

7、遞方式分為：同步轉(zhuǎn)移模式 （STM）的綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）和異步轉(zhuǎn)移模式 （ATM）的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）等。四、通信網(wǎng)的基本拓撲結(jié)構(gòu)通信網(wǎng)的基本拓撲結(jié)構(gòu)，有的稱物理結(jié)構(gòu)，基本可分為三類：星形、總線形和環(huán)形。如 圖 1-4 所示。1. 星型網(wǎng)其形狀似星因此而得名，也可以看作是中心向四周輻射，又稱輻射形。中心局 （站）到四周各局 （站）都有直達路由，電路利用率高，但周圍各局 （站）之間沒有直達路， 必須經(jīng)過中心站轉(zhuǎn)接，若中心站故障，有可能引起整個網(wǎng)通信中斷。同時業(yè)務(wù)量大時，無 法迅速疏導(dǎo)。2. 總線形網(wǎng)各局 （站）都掛在中心局發(fā)出的總線上，這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)便于管理適于廣播式的分配

8、業(yè)務(wù)，中心局之外的各站間通信比較困難。3. 環(huán)形網(wǎng)中心局與各站串成環(huán)形，這種網(wǎng)的傳輸線路最短，生存能力強，但在各局業(yè)務(wù)量大時，需要的線路傳輸帶寬 （或傳輸速率 ）比星形網(wǎng)高得多?？偩€形和環(huán)形網(wǎng)在計算機通信中應(yīng)用較多，在這種網(wǎng)中一般傳輸速率較高。它要求各 節(jié)點和總線終端節(jié)點有較強的信息識別和處理能力。除了圖 14 的基本拓撲結(jié)構(gòu)外，還有鏈形拓撲和柵格拓撲等，如圖15 所示。在不同的應(yīng)用條件下將選擇合適的拓撲結(jié)構(gòu)，并在上述拓撲結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上組合、演變成新的拓 撲結(jié)構(gòu)。圖 1-4 通信網(wǎng)的基本拓撲結(jié)構(gòu)圖 1-5 通信網(wǎng)的其它拓撲結(jié)構(gòu)五、現(xiàn)代通信網(wǎng)的構(gòu)成及發(fā)展傳統(tǒng)通信系統(tǒng)由傳輸、交換、終端三大部分組成。

9、其中傳輸與交換部分組成通信網(wǎng)絡(luò)，傳輸部分為網(wǎng)絡(luò)的鏈路（link ），交換部分為網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點（node ）。隨著通信技術(shù)的發(fā) 展與用戶需求日益多樣化，現(xiàn)代通信網(wǎng)正處在變革與發(fā)展之中，網(wǎng)絡(luò)類型及所提供的業(yè)務(wù) 種類不斷增加和更新， 形成了復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)體系。 為了更清晰地描述現(xiàn)代通信網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 在此引入了網(wǎng)絡(luò)分層的概念，現(xiàn)代通信網(wǎng)可以分為 3 層。第一層：通信基礎(chǔ)網(wǎng)第二層：業(yè)務(wù)網(wǎng)第三層：應(yīng)用層為了支持各層網(wǎng)絡(luò)的有效運行和管理，還需要有支撐網(wǎng) （信令網(wǎng)、同步網(wǎng)、 電信管理網(wǎng) ）的介入，這些支撐網(wǎng)可以為通信網(wǎng)的某一層或多層服務(wù)1. 通信基礎(chǔ)網(wǎng)又可稱為傳送網(wǎng)。 為簡化描述， 我們可將通信基礎(chǔ)網(wǎng)簡單看成是一個

10、以光 纖、微波接力，衛(wèi)星傳輸為主的傳輸網(wǎng)絡(luò)。在這個傳輸網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上，根據(jù)業(yè)務(wù)節(jié)點設(shè)備 類型的不同，可以構(gòu)建成不同類型的業(yè)務(wù)網(wǎng)。通信基礎(chǔ)網(wǎng)的帶寬正在不斷拓寬，將逐步成 為未來信息高速公路的傳輸平臺。對通信基礎(chǔ)網(wǎng)的描述同樣引入了網(wǎng)絡(luò)分層概念，通信基礎(chǔ)網(wǎng)也可以分為 3 層：第一層：傳輸媒介：目前主要有電纜、微波、通信衛(wèi)星、光纖等。第二層：傳輸系統(tǒng)：包括傳輸設(shè)備和傳輸復(fù)用設(shè)備。攜帶信息的基帶信號一般不能直 接加到傳輸媒介上進行傳輸，需要有傳輸設(shè)備將它們轉(zhuǎn)換為適合在傳輸媒介上進行傳輸?shù)?信號。第三層：傳送網(wǎng)節(jié)點設(shè)備：網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)備主要為配線架和數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC ）,其主要任務(wù)是實現(xiàn)基礎(chǔ)網(wǎng)傳輸電路的

11、電路調(diào)度、故障切換和分離業(yè)務(wù)。2 .業(yè)務(wù)網(wǎng)是向用戶提供諸如電話、數(shù)據(jù)、圖像等各種電信業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)。業(yè)務(wù)網(wǎng)包括電 話網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)、智能網(wǎng)、移動通信網(wǎng)等。3 .支撐網(wǎng)是使業(yè)務(wù)網(wǎng)正常運轉(zhuǎn)，增強網(wǎng)絡(luò)功能，提高全網(wǎng)服務(wù)質(zhì)量，以滿足用戶需求 的網(wǎng)絡(luò)。在各個支撐網(wǎng)中傳送相應(yīng)的控制、檢測信號。支撐網(wǎng)包括信令網(wǎng)、同步網(wǎng)和電信 管理網(wǎng)現(xiàn)代通信網(wǎng)的未來發(fā)展趨勢可概括為“六化” ，即通信技術(shù)數(shù)字化、通信業(yè)務(wù)綜合化、 網(wǎng)絡(luò)互通融合化、通信網(wǎng)絡(luò)寬帶化、網(wǎng)絡(luò)管理智能化和通信服務(wù)個人化。六、現(xiàn)代通信傳輸技術(shù)信息需要在一定的物理媒質(zhì)中傳播，我們將這種物理媒質(zhì)稱為傳輸媒質(zhì)。傳輸媒質(zhì)是 傳遞信號的通道，提供兩地之間的傳輸通路。傳輸從大

12、的分類上來區(qū)分有兩種，一種是電 磁信號在自由空間中傳輸，這種傳輸方式叫做無線傳輸；另一種是電磁信號在某種傳輸線 上傳輸，這種傳輸方式叫做有線傳輸。常用的傳輸媒質(zhì)目前主要有：1. 微波 微波通信技術(shù)問世已半個多世紀(jì)，它是在微波頻段通過地面視距進行信息傳 播的一種無線通信手段。最初的微波通信系統(tǒng)都是模擬制式的，它與當(dāng)時的同軸電纜載波 傳輸系統(tǒng)同為通信網(wǎng)長途傳輸干線的重要傳輸手段，例如我國城市間的電視節(jié)目傳輸主要 依靠的就是微波傳輸。微波通信的頻率范圍為300MHz1000GHz。微波按直線傳播，若要進行遠程通信， 則需要在高山、 鐵塔或高層建筑物頂上安裝微波轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備進行中繼通信。 微波中繼通信是一

13、種重要的傳輸手段， 它具有通信頻 帶寬、抗干擾性強、通信靈活性較大、 設(shè)備體積小、經(jīng)濟可靠等優(yōu)點。其傳輸距離可達幾千公里主要用于長途通信、移動通信系 統(tǒng)基站（BS與移動交換中心（MSC之間的信號傳輸及特殊地形的傳播。2. 衛(wèi)星 衛(wèi)星通信是在微波中繼通信的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 它是利用人造地球衛(wèi)星作為 中繼站來轉(zhuǎn)發(fā)無線電波，從而實現(xiàn)兩個或多個地面站之間的通信。衛(wèi)星通信具有傳輸距離 遠、覆蓋面積大、通信容量大、用途廣、通信質(zhì)量好、抗破壞能力強等優(yōu)點。一顆通信衛(wèi) 星總通信容量可實現(xiàn)上萬路雙向電話和十幾路彩色電視的傳輸。高軌道通信衛(wèi)星是運行在 赤道上空約 36000km 的同步衛(wèi)星。位于印度洋、大西洋、

14、太平洋上空的三顆同步衛(wèi)星，基 本可覆蓋全球。 低軌道通信衛(wèi)星是運行在 5001500km 上空的非同步衛(wèi)星， 一般采用多顆 小型衛(wèi)星組成一個星型網(wǎng)。若能做到在世界上任何地方的上空都能看到其中一顆衛(wèi)星，則 通過星際通信可覆蓋全球。低軌道通信衛(wèi)星主要用于移動通信和全球定位系統(tǒng)3. 電 纜 通 信電 纜主 要 包括 雙絞 線 電 纜 (對 稱電 纜 )同 軸 電 纜 等 。 對 絞 電 纜 (TwistedPairCable是傳統(tǒng)的話音通信媒質(zhì)，使用最為廣泛，是當(dāng)前電信接入網(wǎng)的主體。在全 球范圍內(nèi)，對絞電纜接入比例高達 94%，其通信業(yè)務(wù)正在向非話音業(yè)務(wù)方向發(fā)展。利用高 速Modem上網(wǎng)，其速率可達

15、 56kb/s，利用一線通ISDN方式上網(wǎng)，速率進一步上升到 128kb/s，而利用更新的 ADSL方式，其下行速率為1.5-8Mb/s，作為新一代家庭網(wǎng)絡(luò)應(yīng) 用方式，利用電話雙絞線的 HomePAN速率也可達1- 10Mb/s。因此，目前利用對絞電纜 已形成了種類繁雜的各種寬帶接入新方式，并且日趨普遍。公共電話網(wǎng)(PSTN)中實現(xiàn)話音通信的主要傳輸媒質(zhì)就是通信電纜，電話通信線路廣泛采用的是全塑通信電纜。4. 光纖 光纖是光導(dǎo)纖維的簡稱。 光纖通信是以激光為載波， 以光纖為傳輸媒質(zhì)的一種 通信方式。光波的波長為微米級，紫外線、可見光、紅外線屬于光波范圍。目前光纖通信 使用的波長多為近紅外區(qū)內(nèi)，

16、即波長為850nm、1310nm 和 1550nm 的三個傳輸窗口。光纖具有傳輸容量大、傳輸損耗低、抗電磁干擾能力強、易于敷設(shè)和資源豐富等眾多優(yōu)點， 可廣泛用于越洋通信、長途干線通信、市話通信和計算機網(wǎng)絡(luò)等許多需要傳輸?shù)膱龊稀５诙?jié) 光纖通信的特點光纖通信與電通信方式的主要差異有兩點：一是用光波作為載波傳輸信號，即傳輸?shù)?是光信號；二是用光導(dǎo)纖維構(gòu)成的光纜作為傳輸線路，即以光纖作為媒質(zhì)傳輸手段。因此， 在光纖通信中起主導(dǎo)作用的是產(chǎn)生光波的激光器和傳輸光波的光導(dǎo)纖維。半導(dǎo)體激光器的 發(fā)光面積很小，它輸出穩(wěn)定而且方向性極好的激光，激光可以運載巨大的信息量。光纖是 一種介質(zhì)光波導(dǎo)，具有把光封閉在其中

17、并沿軸向進行傳播的導(dǎo)波結(jié)構(gòu)。它是由直徑大約只 有0.1mm的細玻璃絲構(gòu)成光纖通信之所以能夠飛速發(fā)展和受到人們的極大重視， 這是因為和其它通信手段相比， 具有無以倫比的優(yōu)越性而決定的。1. 傳輸頻帶寬、通信容量大理論講，載波頻率越高通信容量越大，因目前使用的光波頻率比微波頻率高 103104 倍，所以通信容量約可增加 103104倍。一根僅有頭發(fā)絲粗細的光纖可以同時傳輸 1000 億 個話路。雖然目前遠遠未達到如此高的傳輸容量，但用一根光纖同時傳輸 24 萬個話路的試 驗已經(jīng)取得成功，它比傳統(tǒng)的明線、同軸電纜、微波等要高出幾十乃至上千倍以上。2. 傳輸損耗低目前實用的光纖均為SiQ（石英）系光纖

18、，要減小光纖損耗，主要是靠提高玻璃纖維的純度來達到，由于目前制成的si02玻璃介質(zhì)的純凈度極高，所以光纖的損耗極低。在光波長入= 1.55卩附近，衰減有最低點，可低至 0.2dB/km，已接近理論極限值。3. 不受電磁干擾光纖由電絕緣的石英材料制成，絕緣性能好，不受各種電磁場的干擾和閃電雷擊的損 壞。無金屬光纜非常適合于存在強電磁場干擾的高壓電力線路周圍和油田、煤礦等易燃易 爆環(huán)境中使用。因此，光纖通信不受電磁的干擾，這是電通信所不能比擬的。4. 中繼距離長由于光纖具有極低的衰耗系數(shù) （目前商用化石英光纖已達 0.19dB/km 以下），這是傳統(tǒng)的電纜（1.5km微波（50km）等根本無法與之

19、相比擬的。因此光纖通信特別適用于長途一、二 級干線通信，在不久的將來實現(xiàn)全球無中繼的光纖通信也是完全可能的5. 線徑細、重量輕由于光纖的直徑很小，只有 0.1mm 左右，因此制成光纜后，直徑要比電纜細，如 8 芯光纜的橫截面直徑約10mm,而標(biāo)準(zhǔn)同軸電纜為47mm。這樣在長途干線或市內(nèi)干線上，空 間利用率高，節(jié)約了地下管道的建設(shè)投資；而且重量也輕，便于制造多芯光纜。6. 資源豐富光纖的材料主要是石英 （二氧化硅 ）,在地球上是取之不盡用之不竭的, 并且很少的原材 料就可拉制出很長的光纖。例如，40克高純度的石英玻璃，可拉制1km的光纖。7. 撓性好光纖經(jīng)過表面涂敷后，彎曲直徑為 3mm 不會折

20、斷。因此，用光纖制成的光纜與銅線制 成的電纜有同樣好的撓性。8. 不怕潮濕，耐高壓，抗腐蝕光纖是玻璃制成的，不怕潮濕，不會銹蝕，石英玻璃的熔點在2000C以上，而一般明火的溫度在1000C左右。因此，光纖耐高溫，光纖的化學(xué)穩(wěn)定性好，抗腐蝕能力強，可以 在具有有害氣體環(huán)境下工作。9. 安全保密在傳輸過程中，光波在光纖中傳輸是不會跑出光纖之外的，即使在轉(zhuǎn)彎處，彎曲半徑 很小時，漏出的光波也十分微弱。如果在光纖的表面涂上一層消光劑，光纖中的光就完全 不能跑出光纖。這樣，用什么方法也無法在光纖外面竊聽光纖中傳輸?shù)男畔⒘恕４送?，?于光纖中的光不會跑出來，在電通信中常見的串音現(xiàn)象就不存在了。同時，它也不

21、會干擾 其它通信設(shè)備或測試設(shè)備。當(dāng)然，在光纖通信中，同樣也存在著很多不足。1. 光纖性質(zhì)脆，需要適當(dāng)?shù)赝糠蠹右员Ｗo。此外，為了保證能承受一定的敷設(shè)張力， 在光纖結(jié)構(gòu)上也需要多加考慮。2. 切斷和連接光纖時，需要高精度的切斷接續(xù)技術(shù)，這在電纜連接時是沒有的。3. 分路耦合不方便。4. 光纖不能輸送中繼器所需要的電能。5. 彎曲半徑不宜太小。光纖通信盡管存在上述問題，但是隨著技術(shù)的不斷發(fā)展都是可以克服的，不影響光纖 的廣泛應(yīng)用。第三節(jié) 光纖的基本知識光纖是光導(dǎo)玻璃纖維的簡稱， 就是用來導(dǎo)光的透明介質(zhì)纖維， 它是一種新型的光波導(dǎo)。光纖外徑一般為125140口，芯徑一般為3100口。一、 光纖的結(jié)構(gòu)一

22、根實用化的光纖是由多層透明介質(zhì)構(gòu)成的， 一般為同心圓柱形細絲， 為軸對稱結(jié)構(gòu)，般可以分為三部分： 折射率較高的纖芯、折射率較低的包層和外面的涂覆層， 其外形如 圖1-6 所示，其結(jié)構(gòu)如 圖 1-7 所示圖 1-6 光纖外形示意圖圖 1-7 光纖的結(jié)構(gòu)示意圖光纖的結(jié)構(gòu)一般是雙層或多層的同心圓柱體，如 圖 1-7 所示。中心部分是纖芯，纖芯 以外的部分稱為包層。纖芯的作用是傳導(dǎo)光波，包層的作用是將光波封閉在光纖中傳播。 為了達到傳波的目的，需要使光纖材料的折射率ni,大于包層材料的折射率 莊。為了實現(xiàn)纖芯和包層的折射率差，必須使纖芯和包層材料有所不同。目前實用的光纖主要是石英。 如果在石英中摻入折

23、射率高于石英的摻雜劑，則就可作為纖芯材料。同樣如果在石英中摻 入折射率比石英低的摻雜劑，則就可以作為包層材料，經(jīng)過這樣摻雜后，上述的目的就可 達到了。也就是說，光纖是由兩種不同折射率的玻璃材料拉制而成的。(1) 纖芯位于光纖的中心部位，是光波的主要傳輸通道。直徑 di=4g50即，單模光 纖的纖芯為4阿10 口，多模光纖的纖芯為50 。纖芯的成分是高純度 SiO2，摻有極少 量的摻雜劑(如 GeO2, P2O5)，作用是提高纖芯對光的折射率(n 1)，以傳輸光信號。(2) 包層位于纖芯的周圍。直徑d2=125pm，其成分也是含有極少量摻雜劑的高純度SiO2。而摻雜劑(如 B2O3)的作用則是適

24、當(dāng)降低包層對光的折射率(n2)，使之略低于纖芯的折 射率，即n2，它使得光信號封閉在纖芯中傳輸。(3) 涂覆層 光纖的最外層為涂覆層，包括一次涂覆層，緩沖層和二次涂覆層。一次涂覆 層一般使用丙烯酸酯、有機硅或硅橡膠材料；緩沖層一般為性能良好的填充油膏；二次涂 覆層一般多用聚丙烯或尼龍等高聚物。涂覆的作用是保護光纖不受水汽侵蝕和機械擦傷，同時又增加了光纖的機械強度與可彎曲性，起著延長光纖壽命的作用。涂覆后的光纖其外 徑約1.5mm。通常所說的光纖為此種光纖。實用的光纖不是如 圖1-8a所示的裸露的玻璃絲，而是要在它的外表附加幾層塑料涂層。 目前，在通信中使用較為廣泛的光纖有兩種：緊套光纖與松套光

25、纖，如圖1-8b。緊套光纖就是在一次涂覆的光纖上再緊緊地套上一層尼龍或聚乙烯等塑料套管，光纖在套管內(nèi)不能 自由活動。松套光纖，就是在光纖涂覆層外面再套上一層塑料套管，光纖可以在套管中自 由活動。圖 1-8 套塑光纖結(jié)構(gòu)二、 光纖的分類光纖的分類方法很多，可以按材料性質(zhì)、折射率分布、套塑方式及按照 ITU-T 建議分 類等進行分類。下面介紹通信光纖的分類。既可以按照光纖截面折射率分布來分類，又可以按照光纖中傳輸模式數(shù)的多少、光纖 使用的材料或傳輸?shù)墓ぷ鞑ㄩL來分類。根據(jù)不同的分類方法和標(biāo)準(zhǔn)，同一根光纖將會有不 同的名稱。常用的分類方法有：（1）按光纖的制造材料分類 按照光纖制造材料的不同， 光纖可

26、分為玻璃 （石英）光纖和塑 料光纖。玻璃光纖一般是指由摻雜石英芯和摻雜石英包層構(gòu)成的光纖。這種光纖有很低的 傳輸損耗和中等程度的傳輸色散。目前通信用光纖絕大多數(shù)為玻璃光纖。塑料光纖是一種 通信用新型光纖， 尚處于研制、試用階段。塑料光纖具有傳輸損耗大、 纖芯粗（直徑 100600 口）數(shù)值孔徑（NA）大（一般為0.30.5,可與光斑較大的光源耦合使用）及制造成本低等優(yōu)點。目前，塑料光纖適用于短距離使用，如計算機聯(lián)網(wǎng)和船舶內(nèi)通信等。（2）按傳輸模數(shù)量及折射率分布分類按傳輸模的數(shù)量可分為多模光纖和單模光纖。按折射率分布狀況分類，多模光纖可分為階 躍型（突變型）光纖和梯度型（漸變型、自聚焦型）光纖，

27、單模光纖則分為階躍型光纖。它們的結(jié)構(gòu) 及光傳輸情況。這三類光纖芯徑、折射率差系數(shù)、帶寬、連接難易的比較，見 表1-1。表1-1光纖類型芯徑（卩m）折射率差系數(shù)（%）損耗帶寬(MHz km)連接難易多模階躍型500.83視波長1050容易（1卩山精度）梯度型500.81.5視波長幾百至數(shù)GMHz km容易（1卩山精度）單模階躍型9100.10.3視波長10較難（0.1叩精度）圖1-9三類光纖的結(jié)構(gòu)及光傳輸情況（3）按光纖的工作波長分類石英光纖按波長分類，可分為短波長光纖的和長波長光纖。短波長光纖的波長為0.85卩m（0.80.9即），波長為0.85口的多模光纖，主要用于短距離市話中繼線路或?qū)Ｓ猛?/p>

28、信網(wǎng)等線 路。長波長光纖的波長為1.31.6口，具體波長有1.3m和1.5m兩個窗口。（4）按套塑結(jié)構(gòu)分類如圖1-8（a）（b所示的緊套光纖和松套光纖。實際上，松套光纖是指圖1 -8（b所示的光纖， 其外邊是套上一個較松的套管，光纖在中間可以松動。通常，在松套管內(nèi)都應(yīng)充入半流質(zhì) 油劑，以增強防水性能和起緩沖作用。松套管對光纖能起到抗壓、抗拉的保護作用。對于 尾纖則采用緊套方式。（5）按照 ITU T 建議分類為了使光纖具有統(tǒng)一的國際標(biāo)準(zhǔn)，國際電信聯(lián)盟一電信小組 （ITU T）制訂了統(tǒng)一的光 纖標(biāo)準(zhǔn)（G標(biāo)準(zhǔn)）。按照ITU T關(guān)于光纖的建議，可以將光纖分為 G.651光纖（又稱為漸 變型多模光纖）

29、G.652光纖（又稱為常規(guī)單模光纖或1. 31 性能最佳單模光纖）G.653光纖 （又稱為色散位移光纖 DSF）G.654 光纖（又稱為 1550nm 性能最佳單模光纖 ）G.655 光纖 （又稱為非零色散位移光纖，主要包括非零色散位移光纖 NZDSF 和大有效面積光纖 LEAF） 等。（1）漸變型多模光纖 （G. 651光纖）漸變型多模光纖的工作波長有兩種：1.31即和1.55口在這兩種工作波長上，光纖均處于多模工作狀態(tài)。這種光纖在1.31m處具有最小的色散值，而在1.55m處具有最小的衰減系數(shù)塑料光纖（POF）是漸變型多模光纖的一種，在國際電工委員會 （IEC）中定為A4光纖， 可用于光纖

30、到辦公桌（FTTD），采用全氟化聚合物CYTOP制造的GI光纖，其衰減可達1.5- 2.5 dB/100m,傳輸速率可達3 Gbit/s，帶寬大于200 MHz.km,可用于短距離光通信和室內(nèi) 傳輸線（含家庭和辦公自動化 ）當(dāng)中，預(yù)計在解決全光纖化通信最后“一公里”的進程中，可能就是這類 GI-POF 光纖的主要用途 ,預(yù)計 POF 將是一個有增長潛力的領(lǐng)域。（2）常規(guī)單模光纖（G.652光纖）常規(guī)單模光纖也稱為非色散位移光纖，于 1983年開始商用。其零色散波長在 1310nm 處，在波長為1550nm處衰減最小，但有較大的正色散，其色散系數(shù)約為18ps/（ nm.km）。工作波長既可選用1

31、310 nm,又可選用1550nm=這種光纖是使用最為廣泛的光纖，它在世界 各地敷設(shè)數(shù)量已高達 7000萬千米之多，我國已敷設(shè)的光纜絕大多數(shù)采用這類光纖。利用G.652光纖進行速率為10Gbit/s以上的信號長途傳輸時，必須引入色散補償光纖 進行色散補償，并需引入更多的摻餌光纖放大器來補償由于引入色散補償光纖所產(chǎn)生的損 耗。1998年美國朗訊（現(xiàn)在OFS）公司推出了 G.652C/D新型單模光纖即無水峰光纖（ZWPF）， 采用一種新的生產(chǎn)制造技術(shù)，盡可能地消除OH離子1383nm附近處的“水吸收峰”，使光 纖損耗完全由玻璃的本征損耗決定，在1280-1625nm 的全部波長范圍內(nèi)都可以用于光通

32、信，而結(jié)構(gòu)上和普通G.652單模光纖無異，是目前最先進的城域網(wǎng)用非色散位移光纖。（3）色散位移光纖（G.653光纖）G.653 光纖又稱為色散位移光纖，于 1985年商用。色散位移光纖通過改變光纖的結(jié)構(gòu)參數(shù)、折射率分布形狀，來加大波導(dǎo)色散，從而將最小零色散點從1310nm位移到155Onm, 實現(xiàn)155 Onm處最低衰減和零色散一致，并且在摻餌光纖放大器工作波長區(qū)域內(nèi)。 這種光纖 非常適合于長距離、單信道、高速光纖通信系統(tǒng)，如可在這種光纖上直接開通 20Gbit/s 系 統(tǒng)，而不需要采取任何色散補償措施。但是，這種光纖在通道進行波分復(fù)用信號傳輸時，在 155O nm 附近低色散區(qū)存在有害的四波

33、混頻等光纖非線性效應(yīng)，阻礙光纖放大器在155 Onm窗口的應(yīng)用，正是這個原因，色散位移光纖正在被非零色散位移光纖所取代。（4）1550nm性能最佳單模光纖（G.654光纖）155O nm 性能最佳單模光纖在 155O nm 波長工作窗口具有極小衰減 （O.18 dB/km） 。與 G.652光纖比較，達種光纖的優(yōu)點是在1550nm工作波長處衰減系數(shù)極小，其彎曲性能好。 另外，該光纖的最大特點是工作波長為1310 nm的系統(tǒng)將處于多模工作狀態(tài)。這種光纖主要 應(yīng)用在傳輸距離很長，且不能插入有源器件的無中繼海底光纖通信系統(tǒng)中。這種光纖的缺點是制造困難，價格昂貴，主要用于長距離傳輸?shù)暮＠|。（5）非零色

34、散位移單模光纖（G.655光纖）G.655光纖常稱非零色散位移光纖，是在1994年專門為新一代光放大密集波分復(fù)用傳 輸系統(tǒng)設(shè)計和制造的新型光纖，屬于色散位移光纖，在155 Onm處色散不是零值，（）用以平衡四波混頻等非線性效應(yīng)。由于這種光纖利用較低的色散抑制了四波混頻等非線性效應(yīng)， 使其能用于高速率 （10 Gbit/s 以上）大容量、密集波分復(fù)用的長距離光纖通信系統(tǒng)中。G.655類光纖可進一步分為G.655A和G.655B兩個子類。G.655A4通道間隔不小200 GHz的G.692帶光放大器的波分復(fù)用傳輸系統(tǒng)。G.655B光纖主要適用于通道間隔不大于100 GHz的G.692密集波分復(fù)用傳

35、輸系統(tǒng)。G.655A光纖只能使用在C波段,G.655B光纖可以使用在C 波段，也可以使用在L波段G.655A光纖和G.655B光纖的另一個主要差別是在 C波段的色 散值不同，G.655A光纖的色散值為0.16.0 ps/(nm.km), G . 655B光纖的色散值為1.010.0 ps/(nm.km)。G.655光纖的商用光纖有真波光纖和低色散斜率光纖。其中真波光纖的優(yōu)點是，消除了常規(guī)光纖在1385阿附近由于OH根離子吸收造成的損耗峰，使光纖在 131(1600nm的損 耗都趨于平坦；低色散斜率光纖的優(yōu)點是色散斜率小，僅為0.045 ps/nm2.km，大大低于普通的色散斜率，因而可以用一個

36、色散補償模塊補償整個頻帶內(nèi)的色散；大有效面積光纖大 大增加了光纖的模場直徑，光纖有效面積從55口2增加到72口2，在相同的入纖光功率時， 減小了光纖的非線性效應(yīng)。最新的針對G655的研究是要找到低的色散斜率和大的有效面積的光纖，滿足長途大容 量的寬帶傳輸。目前的發(fā)展方向開發(fā)中等非零色散光纖，提高非零色散絕對值到6-10ps/(nm.km)，包括中等色散與低色散斜率的結(jié)合；中等色散和大有效面積的結(jié)合。具體的辦 法是降低水峰，縮短截止波長，縮短零色散波長。2003年1月，ITU-T提出了 G.656新型光纖的規(guī)范。G655C新型非零色散單模光纖和 G655A/B光纖的主要區(qū)別在于：(1)G655B

37、和G655C 在 C波段的色散值范圍由 G655A的0.16.0 ps/(nm.km)上升到1.010.0 ps/(nm.km)； G655B和G655C增加了在1625nm最大衰減值的要求，最大為 0.4dB/km ; (3)G655C和G655A/B 相比， PMD 從 0.5ps 降低到 0.2 ps。(6) 寬帶用非零色散單模光纖(G.656光纖)2004年4月ITU-T通過了 G.656光纖建議。G.656光纖的應(yīng)用范圍：在1460nm1625nm波長范圍內(nèi)，其色散為一個大于零的數(shù)值。 該色散減小了鏈路中非線性效應(yīng)，這些非線性效應(yīng)對DWDM(密集波分復(fù)用)系統(tǒng)非常有害。 該光纖在比G

38、.655光纖更寬的波長范圍內(nèi)，利用非零色散減小四波混頻 (FWM)，交叉相位調(diào) 制(XPM)效應(yīng)。在1460nm1625nm波長范圍內(nèi)，該光纖可以用于 CWDM(稀疏波分復(fù)用)和 DWDM( 密集波分復(fù)用 )系統(tǒng)的傳輸。第四節(jié) 光纜的結(jié)構(gòu)光纜，是以一根或多根光纖或光纖束制成符合光學(xué)、機械和環(huán)境特性的結(jié)構(gòu)。光纜的 結(jié)構(gòu)直接影響系統(tǒng)的傳輸質(zhì)量，而且與施工也有較大的關(guān)系。施工人員在敷設(shè)光纜前，必 須了解光纜的結(jié)構(gòu)和性能。工程施工應(yīng)按所選用光纜的結(jié)構(gòu)、性能，采取正確的操作方法， 完成傳輸線路的建設(shè)，并確保光纜的正常使用壽命。一、光纜設(shè)計的原則光纖在通信領(lǐng)域內(nèi)的廣泛應(yīng)用，要求設(shè)計制造各種各樣結(jié)構(gòu)的光纜。

39、設(shè)計光纜，必須 規(guī)定光纜的結(jié)構(gòu)尺寸和所用材料。設(shè)計光纜的一般原則如下：(1) 光纖的余長：根據(jù)每管光纖芯數(shù)和余長要求，設(shè)計松套管尺寸。當(dāng)松套管是用來制 作中心束管式光纜時，松套管中光纖余長應(yīng)在0.25%左右；當(dāng)松套管是用來制作層絞式光纜時，松套管中光纖余長應(yīng)在 0.02%左右。(2) 機械強度：根據(jù)對光纜機械強度要求，合理選擇光纜中的加強構(gòu)件、直徑以及護層 結(jié)構(gòu)、鎧裝結(jié)構(gòu)等。光纜的抗拉強度主要靠加強構(gòu)件提供；光纜抗側(cè)壓力主要靠護層或鎧 裝層提供。光纜防水防潮，主要靠鋁塑粘結(jié)護套或鋼塑粘結(jié)護套，以及纜中的阻水油 膏和阻水材料提供。(3) 使用場合：根據(jù)光纜的使用場合，使用不同結(jié)構(gòu)的光纜，滿足使用

40、場合的要求。(4) 阻水：要注意選用阻水油膏，特別是松套光纖用阻水油膏的溫度特性要好，不能有 淅油等。(5) 光纜結(jié)構(gòu)：合理的光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)使松套管盡量靠近光纜中起支承作用的部件。 同時，合理的光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)對光纖起到最佳的機械保護。在光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計中，在保證 光纜所要求的特性下，應(yīng)盡量使光纜橫截面積小，單位長度重量輕，發(fā)揮光纜本身所應(yīng)具 有的優(yōu)點。二、光纜結(jié)構(gòu)中所用材料及其性能光纜是由光纖、高分子材料、金屬塑料復(fù)合帶及金屬加強件等共同構(gòu)成的光信息傳 輸介質(zhì)。光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計要點是根據(jù)系統(tǒng)通信容量、使用環(huán)境條件、敷設(shè)方式、制造工藝等，通 過合理選用各種材料來賦予光纖抵抗外界機械作用力、溫度變化、

41、水作用等保護。圖 1-10 層絞式鋼帶縱包雙層鋼絲鎧裝光纜結(jié)構(gòu)圖圖 1-10 所示的是所用材料種類最多的 GYTY53 333 層絞式鋼帶縱包雙層鋼絲鎧裝 光纜的橫。 由圖可知，層絞式鋼帶縱包雙層鋼絲鎧裝光纜是由光纖、高分子材料、皺紋鋼 塑復(fù)合帶、雙層鋼絲鎧裝層和金屬加強件等共同構(gòu)成的。通常，除了光纖外，構(gòu)成光纜的材料可分為三大類： (1)高分子材料：松套管材料、聚乙烯護套料、無鹵阻燃護套料、聚乙 烯絕緣料、阻水油膏、阻水帶、聚酯帶。 (2)金屬塑料復(fù)合帶：鋼塑復(fù)合帶、鋁塑復(fù)合帶 (3)中心加強件：磷化鋼絲、不銹鋼絲、玻璃鋼圓棒等。眾所周知，在光纖傳輸機械特性優(yōu)異，光纜結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，成纜工藝完

42、善的前提下， 光纜的機械、溫度、阻水等特性主要取決于所選用的各種材料的性能及其匹配的好壞。只 有保證了所使用的各種材料的性能和各類材料的綜合性能，光纜的機械、溫度、阻水、壽 命等實用性能才能得到根本保障。三、光纜結(jié)構(gòu)光纜的基本結(jié)構(gòu)一般由纜芯、加強構(gòu)件、填充物和護層等幾部分構(gòu)成，除了這些基本 結(jié)構(gòu)之外，根據(jù)實際需要，還要有防水層、緩沖層、絕緣金屬導(dǎo)線等構(gòu)件。(1) 纜芯：為了進一步保護光纖，增加光纖的強度，一般將帶有涂覆層的光纖再套上一 層塑料層，通常稱為套塑，套塑后的光纖稱為光纖芯線。將套塑后且滿足機械強度要求的 單根或者多根光纖芯線以不同的形式組合起來，就組成了纜芯。多芯光纜一般由緊結(jié)構(gòu)或

43、者松結(jié)構(gòu)為單位組成單元式結(jié)構(gòu)，或者在松結(jié)構(gòu)的套管中放入多芯光纖組成的。緊結(jié)構(gòu)光 纜的主要形式是絞合型光纜，將光纖以一定的節(jié)距絞合成光纜，并被包圍在塑料之中，以 中心的強度元件來承受張力。松結(jié)構(gòu)光纜中光纖具有較大的活動空間。光纜纜芯的基本結(jié) 構(gòu) (基本纜芯組件 )大體上有層絞式、骨架式、束管式和帶狀式等四種。(2) 加強構(gòu)件：加強構(gòu)件的作用是增加光纜的抗拉強度，提高光纜的機械性能。光纜中的加強構(gòu)件一般應(yīng)該具有以下條件： 高楊式模量； （注：楊氏模量是描述材料抵抗形變能力的物理量，該值越大，材料越 不容易變形 ）。 加強構(gòu)件的屈服應(yīng)力大于光纜的給定應(yīng)力； 單位長度的重量較小； 抗彎曲性能要好。 一

44、般光纜的加強構(gòu)件采用鍍鋅鋼絲、鋼絲繩、不銹鋼絲或者高強 度塑料加強構(gòu)件等。加強構(gòu)件一般位于光纜的中心，也有位于護層的，稱為護層加強構(gòu)件。 表面經(jīng)常要包有一層塑料，保證加強構(gòu)件與光纖接觸的表面光滑并具有一定的彈性。（3）護層結(jié)構(gòu)：護層的主要作用是保護纜芯，提高機械性能和防護性能。不同的護層結(jié) 構(gòu)適合不同的敷設(shè)條件。光纜的護層分為外護層和護套兩部分。護套用來防止鋼帶、加強 構(gòu)件等金屬構(gòu)件損傷光纖；外護層進一步增強光纜的保護作用。（4）填充結(jié)構(gòu)：填充結(jié)構(gòu)用來提高光纜的防潮性能，在光纜纜間空隙中注入填充物，以 防止水汽進入光纜。下邊介紹國內(nèi)外各種典型結(jié)構(gòu)的光纜情況，了解不同光纜的結(jié)構(gòu)特點和施工要點。1

45、. 層絞式光纜類似傳統(tǒng)的電纜結(jié)構(gòu)方式， 故又稱之為古典光纜， 就是把經(jīng)過套塑的光 纖繞在加強芯周圍絞合而構(gòu)成，中央部位是加強構(gòu)件，外部是光纜外護套，松套結(jié)構(gòu)的光 纖圍繞在加強芯周圍。它屬于中心構(gòu)件配置方式。中心增強構(gòu)件采用塑料被覆的多股絞合 或?qū)嵭匿摻z和纖維增強塑料兩種增強件 （習(xí)慣稱加強芯 ）。纖維增強塑料 （如芳綸 ），其強度能 滿足光纜要求，這種增強件用于無金屬光纜。根據(jù)管道、架空或直埋等不同敷設(shè)要求，層絞式光纜還可以用PVC或AL粘接護層 作外護層，埋式光纜還增加皺紋鋼帶或鋼絲鎧裝層。層絞結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是可以很好的保護光纖，在施工敷設(shè)的過程中引起的損耗較小。但由 于結(jié)構(gòu)限制，只適合制作芯數(shù)

46、比較小的光纜，從幾芯到幾十芯。目前在市話中繼和長途線路上采用的幾種層絞式結(jié)構(gòu)光纜的示意圖。緊套層絞式結(jié)構(gòu)光纜：收容光纖數(shù)有限，多數(shù)為612 芯，也有 24芯。緊套層絞結(jié)構(gòu)應(yīng)注意的問題是側(cè)壓力，在成纜中可用減少外力和使用軟的緩沖涂層來降低微彎損耗。一 般采用不同模量的多層塑料材料，即內(nèi)層較軟，外層較硬的材料保護光纖。施工中在牽引 時應(yīng)考慮其側(cè)壓力的影響。圖 1-11 6 芯緊套層絞式光纜圖圖 1-12芯松套層絞式直埋防蟻光纜圖 1-13 芯松套層絞式直埋光纜圖 1-14 芯松套層絞式水底光纜圖1-15芯松套+8芯X 2線對層絞式直埋光纜松套層絞式結(jié)構(gòu)光纜：因為光纖采用松套管作為第二次保護，側(cè)壓性

47、能的一定提高。松套管的直徑一般為1.22.0mm,壁厚為0.150.55mm。由于松套質(zhì)量對成纜和施工接續(xù)都 有一定影響，因此在檢查光纜質(zhì)量時，應(yīng)注意到這一點。從這幾種結(jié)構(gòu)可以看出,對于架空、管道、直埋等不同敷設(shè)條件的光纜,在結(jié)構(gòu)上主 要區(qū)別是在護層的材料、方式以及中心加強件的截面積。一般為：架空光纜、管道光纜護層為AL PE粘接護層，中心加強構(gòu)件按200kg張力設(shè)計埋式光纜護層應(yīng)有 PE 內(nèi)護層或 ALPE 粘接內(nèi)護層 （后者更好 ）皺紋鋼帶或鋼絲鎧裝 層、PE外護層；中心加強構(gòu)件按 400kg設(shè)計。對于用于白蟻地區(qū)的埋式（防鼠害）光纜，只 是將埋式普通光纜的外護層外邊，再增加一層尼龍 12

48、外護層。2. 骨架式結(jié)構(gòu)光纜目前，骨架式結(jié)構(gòu)光纜較受用戶及廠商的歡迎，其原因是它具有下列特點：骨架結(jié)構(gòu)對光纖有良好的保護性能、側(cè)壓強度好，對施工尤其是管道布放有利。圖 1-16芯骨架式光纜圖 1-17骨架式自承式架空光纜它可以用一次涂層光纖直接放置于骨架槽內(nèi)，省去松套管二次被覆過程。但實際工 程表明，如用松套管有利于光纜連接?？捎胣根光纖基本骨架組成不同光纖數(shù)量和性能的光纜。如 圖1-16每個光纖槽內(nèi)放 14根一次涂層光固化光纖，則可滿足 1248芯光纜的要求。（4）不需要特殊設(shè)備，原有電纜制造設(shè)備進行適當(dāng)改進就能滿足要求。骨架式光纜，關(guān)鍵在具有光纖槽的塑料骨架。材料一般是低密度聚乙烯，加強芯

49、由多股細鋼絲或增強型塑料。骨架式有中心增強螺旋型、分散增強基本單元型，目前，我國采 用的骨架式結(jié)構(gòu)式光纜，都是如 圖示的方式。 圖 1-17是采用骨架結(jié)構(gòu)的自承式架空光纜光纜制造中，骨架的光纖槽幾何形狀確定后，通過調(diào)節(jié)合適的節(jié)距，使光纖余長 適應(yīng)光纖應(yīng)力和熱膨脹性能的需要，這是非常重要的技術(shù)，它將影響到光纜的機械的 和溫度性能，同時對施工及施工后光纖殘余應(yīng)力的產(chǎn)生有一定的影響。3. 束管式結(jié)構(gòu)光纜從對光纖的保護來說，束管式結(jié)構(gòu)光纜最合理。圖 1-18.1-19是屬于分散加強構(gòu)件配置方式的束管式結(jié)構(gòu)光纜。由于束管式結(jié)構(gòu)光纖與加強芯分開，因而提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定 可靠性。同時束管式結(jié)構(gòu)，由于直接將

50、一次光固化涂層光纖放置于束管中，所以光纜的光 纖數(shù)量靈活。圖1-18 648芯束管式光纜圖 1-19 中心束管式帶狀光纜圖圖 1-20 層絞式帶狀光纜4. 帶狀結(jié)構(gòu)光纜帶狀結(jié)構(gòu)光纜的優(yōu)點，是可容納大量的光纖， 圖 1-19示的帶狀結(jié)構(gòu)光纜，其光纖數(shù)量 在 100 芯以上。作為用戶光纜可滿足實際需要。同時帶狀光纜還可以單元光纖的一次連接， 以適應(yīng)大量光纖接續(xù)、安裝的需要。隨著光通信的發(fā)展，光纖用戶網(wǎng)線路將大量使用這種 結(jié)構(gòu)的光纜。5. 單芯結(jié)構(gòu)光纜單芯結(jié)構(gòu)光纜簡稱單芯軟光纜，如 圖 1-21 所示。是光纜傳輸系統(tǒng)中不可缺少的單芯 軟光纜，它必須采取緊套光纖來制作。其外護層多數(shù)采用具有阻燃性能的聚

51、氯乙烯塑料。這種結(jié)構(gòu)的光纜主要用于局、站光纜內(nèi)各光纖通過與軟光纜間連接引至光纖分配架及設(shè)備機盤。另外，用來制作儀表測試軟線和特殊通信場所使用的特種光纜以及制作單芯軟光纜 和光纖，其幾何、光學(xué)參數(shù)要求一致性好，以減少連接損耗。圖 1-21 單芯結(jié)構(gòu)光纜6. 特殊結(jié)構(gòu)光纜除上述各種不同結(jié)構(gòu)的通信光纜外， 還有一些特殊結(jié)構(gòu)的光纜， 主要有光 /電力組合纜、 光/架空地線組合纜和深海用光纜及無金屬光纜。(1) 海底光纜用于海底敷設(shè)用的通信光纜，其結(jié)構(gòu)和光纖 (機械 )性能都要求很高。(2) 無金屬光纜無金屬光纜是指光纜除光纖、絕緣介質(zhì)外，其它包括增強構(gòu)件、護層均是全塑結(jié)構(gòu)， 適用于強電場合，如電站、電

52、氣化鐵道及強電磁干擾地帶。它具有抗電磁干擾的特點。纜 內(nèi)用油膏填充來提高防水性能。無金屬光纜多用于架空線路。(3) 架空復(fù)合地線光纜 (OPGW)架空復(fù)合地線光纜(OPGW-Optical Fiber Composite Overhead Ground Wire兼具地線和光纜的雙重功能，這種地線光纜結(jié)構(gòu)簡單可靠，可以與現(xiàn)有地線相匹配，并且安裝在鐵塔上不會增加負荷，可以保持鐵塔現(xiàn)有擋距，非常適合應(yīng)用在輸電線路上。80年代初，OPGW 以其高可靠性、優(yōu)越的機械、電氣性能及良好的經(jīng)濟性和實用性在全球得到廣泛的運用 目前，國際上已公認(rèn)這種通信方式是電力系統(tǒng)較有發(fā)展前途的通信手段之一。光纖復(fù)合架 空地線

53、開辟了電力系統(tǒng)應(yīng)用光纖通信技術(shù)的新領(lǐng)域。圖 1-22 架空復(fù)合地線光纜第五節(jié) 光纜的種類一、 光纜的分類光纜的種類較多，其分類的方法就更多。它的很多分類，不如電纜分類那樣單純、明 確。下面介紹一些我們習(xí)慣的分類。1. 根據(jù)傳輸性能、距離和作用，光纜可分為市話光纜、長途光纜、海底光纜和用戶光纜。2. 按光纖的種類可分為多模光纜、 單模光纜；按為纖套塑可分為緊套光纜、 松套光纜、 束管式光纜和帶狀多芯單元光纜。3. 按光纖芯數(shù)的多少可分為單芯光纜、雙芯光纜、四芯光纜、六芯光纜、八芯光纜、 十二芯光纜、二十四芯光纜等。4. 按加強構(gòu)件配置方法可分為中心加強構(gòu)件光纜 （如層絞光纜、骨架光纜等 ），分散加 強構(gòu)件光纜 （如束管兩側(cè)加強光纜和扁平光纜 ）護層加強構(gòu)件光纜 （如束管鋼絲輕鎧光纜和 PE護外層加一定數(shù)量的細鋼絲即 PE細鋼絲綜合護層光纜）。5. 按敷設(shè)方式可分為管道光纜、直埋光纜、架空光纜和水底光纜。6. 按護層材料性質(zhì)可分為聚乙烯護層普通光纜、 聚氯乙烯護層阻燃光纜和尼龍防蟻防鼠光纜7. 按傳輸導(dǎo)體、介質(zhì)狀況可分為無金屬光纜、普通光纜（包括有銅導(dǎo)線作遠供或聯(lián)絡(luò)用的金屬加強構(gòu)件、金屬護層光