技術(shù)部光纖光纜培訓(xùn)綜述

1、 目 錄二一 光纖通信簡介光纖通信簡介 光纖光纖結(jié)構(gòu)性能及結(jié)構(gòu)性能及工藝工藝 光纜光纜分類及分類及特點(diǎn)特點(diǎn) 光纜光纜制備制備工藝工藝一、光纖通信簡介 光纖通信發(fā)展史 光纖通信是以激光作為信息載體，以光纖作為傳輸介質(zhì)的通信方式。 1966年年 美籍華人高錕提出光纖通信的概念； 1970年年 美國康寧公司首次研究出衰減系數(shù)小于20dB/km的光纖； 1970年年 美國貝爾實(shí)驗(yàn)室研究出室溫下連續(xù)工作的半導(dǎo)體激光器； 1972年年 梯度折射率多模光纖的衰減系數(shù)降至4dB/km； 光纖通信發(fā)展史 1976年年 發(fā)現(xiàn)光纖的1310nm和1550nm兩個(gè)低衰減窗口； 1976年年 世界上第一條45Mbit/

2、s光纖通信系統(tǒng)的現(xiàn)場試驗(yàn)成功； 1977年年 國內(nèi)研制出第一根階躍折射率分布多模光纖； 1979年年 國內(nèi)建立了第一個(gè)用多模短波長光纖進(jìn)行的8Mbit/s、5.7km室內(nèi)通信試驗(yàn)系統(tǒng)； 1980年年 制出了1550nm窗口衰減為0.20dB/km的低衰減光纖； 1996年年 AT&T公司建立世界上第一條8通道DWDM系統(tǒng)； 20世紀(jì)末世紀(jì)末 “八橫八縱”干線網(wǎng)完成建設(shè)； 2000年年 光纖通信開始聚焦于接入網(wǎng)和最后1公里。 光纖通信特點(diǎn) 光纖通信與電信通信相比，主要區(qū)別有兩點(diǎn)，一是以很高頻率的光波作為載波；二是用光纖作為傳輸介質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn) 傳輸頻帶寬，通信容量大； 中繼距離遠(yuǎn)； 抗電磁

3、干擾能力強(qiáng)，無串話； 光纖細(xì)，光纜輕； 資源豐富； 容易均衡； 抗化學(xué)腐蝕，柔軟可繞。 光纖通信特點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn) 強(qiáng)度不如金屬導(dǎo)線； 連接比較困難； 分路耦合不便； 彎曲半徑不宜太??； 傳送能量比較困難。 但應(yīng)該指出的是，光纖通信的五個(gè)缺點(diǎn)，從技術(shù)上說是可以克服的，不影響光纖通信的實(shí)用。 二、光纖結(jié)構(gòu)性能及工藝 光纖結(jié)構(gòu) 光纖基本結(jié)構(gòu) 纖 芯傳輸光信號 包 層保護(hù)纖芯 涂覆層進(jìn)一步改善光纖的機(jī)械性能圖圖1 1 裸光纖結(jié)構(gòu)圖裸光纖結(jié)構(gòu)圖 光纖結(jié)構(gòu) 全反射原理 由光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì) 入射角大于臨界角圖圖2 2 全反射原理全反射原理 光纖分類l 按組成成分來分，有多組分光纖、石英光纖、塑料光纖、液芯光

4、纖、晶體光纖等； l 按光纖橫截面上折射率分布來分，有突變型光纖、漸變型光纖、W型光纖等；l 按光纖能傳輸?shù)目偰?shù)來分，有多模光纖、單模光纖等 ；l 單模光纖中光偏振狀態(tài)要傳輸過程中是否保持不變，又可分為偏振模保持光纖和非偏振模保持光纖；還可按工作波長窗口來分為長波波長光纖和短波長光纖等。 光纖分類按ITU-T可分為G651、G652、G653、G654等名稱光纖標(biāo)準(zhǔn)號ITU-T光纖標(biāo)準(zhǔn)號IEC折射率漸變多模光纖G.651A1a,A1b,A1c非色散位移單模光纖G.652.A/BB1.1截止波長位移單模光纖G.654.B/CB1.2-B，B1.2-C波長段擴(kuò)展的非色散位移單模光纖G.652.C

5、/DB1.3色散位移單模光纖（零色散波長在1550nm）G.653.A/BB2非零色散位移單模光纖G.655.A/B/C/D/EB4-C，B4-D，B4-E寬帶光傳輸非零色散位移單模光纖G.656B5接入網(wǎng)用彎曲不敏感單模光纖G.657.A/BB6表1 ITU-T建議光纖分類表 光纖分類d 包 層 包 層125m 匹 配 包 層 單 模 光 纖（Match Clad）光 纖 群 折 射 率：1310nm - 1.4661550nm - 1.467d125m 凹 陷 包 層 單 模 光 纖（DC）光 纖 群 折 射 率：1310nm - 1.46751550nm - 1.4682圖圖3 G652

6、3 G652光纖折射率分布光纖折射率分布 光纖分類 包 層圖圖4 G6554 G655光纖折射率分布光纖折射率分布125m圖圖5 5 G651G651光纖折射率分布光纖折射率分布d125m 包 層 光纖技術(shù)指標(biāo) 光纖技術(shù)參數(shù) 衰減衰減：光在光纖中傳輸時(shí)光能量的減少。 色散色散：光脈沖在光纖中傳輸時(shí)脈沖的展寬。 偏振模色散偏振模色散：基?？煞纸獬蓛蓚€(gè)垂直的偏振模，光脈沖在光纖中傳輸時(shí)，兩個(gè)垂直的偏振模間的時(shí)延差。 模場直徑模場直徑：基模光斑的大小。 截止波長截止波長：保證光纖基模傳輸?shù)淖钚〔ㄩL。 光纖技術(shù)指標(biāo)表2 G652光纖技術(shù)指標(biāo)技術(shù)參數(shù)1310nm 1550nm衰減(dB/km)0.350

7、.22模場直徑(m)9.20.4 10.50.8截止波長(nm)11001330零色散波長(nm)1300-1324零色散斜率(ps/nm2km)0.0931288-1339nm波長范圍內(nèi)色散系數(shù)(ps/nmkm)3.51271-1360nm波長范圍內(nèi)色散系數(shù)(ps/nmkm)5.31550nm波長范圍內(nèi)色散系數(shù)(ps/nmkm)17 光纖工藝光纖工藝主要分為制棒和拉絲兩個(gè)工藝。 制棒：芯棒+包層芯棒生產(chǎn)工藝主要有4種，即：OVD (外氣相沉積) VAD(氣相軸向沉積)MCVD (改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積) PCVD (等離子體化學(xué)氣相沉積) 包層生產(chǎn)工藝主要有3種，即：粉末法(OVD、VAD) 等

8、離子噴涂法溶膠凝膠法拉絲預(yù)制棒在高溫爐中加溫軟化，拉成長絲，再進(jìn)行涂覆固化，成為本色光纖。 圖圖6 6 拉絲工藝示意圖拉絲工藝示意圖 光纖工藝三、光纜分類及特點(diǎn) 光纜分類光纜是由一根或多根光纖、光纖束或光纖帶經(jīng)過一定的工藝而制成的具有一定結(jié)構(gòu)的線纜。 光纜基本結(jié)構(gòu)不論何種結(jié)構(gòu)形式的光纜，基本上都是由纜芯和護(hù)層兩部分組成。 光纜分類結(jié)構(gòu)分類 層絞式光纜 中心管式光纜 骨架式光纜使用環(huán)境分類 室外光纜 室內(nèi)光纜 室內(nèi)外光纜敷設(shè)方式分類 架空光纜 管道光纜 直埋光纜 水底光纜 光纖種類 單模光纖光纜 多模光纖光纜 層絞式光纜 層絞式光纜的優(yōu)點(diǎn)： 光纜中容納的光纖數(shù)量多 光纜中光纖余長易控制 光纜的機(jī)

9、械、環(huán)境性能好 敷設(shè)方式多樣等 層絞式光纜的缺點(diǎn)： 光纜結(jié)構(gòu)、工藝設(shè)備較復(fù)雜 生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)較繁瑣 材料消耗多等圖圖7 GYTA7 GYTA光纜結(jié)構(gòu)圖光纜結(jié)構(gòu)圖鋁塑復(fù)合帶鋁塑復(fù)合帶PE外護(hù)套外護(hù)套光纖光纖松套管松套管纖膏纖膏中心加強(qiáng)件中心加強(qiáng)件纜纜膏膏 層絞式光纜芳綸芳綸PE內(nèi)護(hù)套內(nèi)護(hù)套光纖光纖松套管松套管纖膏纖膏中心加強(qiáng)件中心加強(qiáng)件纜纜膏膏圖圖8 GYTY538 GYTY53光纜結(jié)構(gòu)圖光纜結(jié)構(gòu)圖PE外護(hù)套外護(hù)套鋼塑復(fù)合帶鋼塑復(fù)合帶纜纜膏膏圖圖9 GYTC8S9 GYTC8S光纜結(jié)構(gòu)圖光纜結(jié)構(gòu)圖鋼塑復(fù)合帶鋼塑復(fù)合帶PE外護(hù)套外護(hù)套光纖光纖松套管松套管纖膏纖膏中心加強(qiáng)件中心加強(qiáng)件纜纜膏膏鋼絞線鋼絞

10、線 中心管式光纜 中心管式光纜的優(yōu)點(diǎn)： 光纜結(jié)構(gòu)簡單 制造工藝簡捷 光纜截面小、重量輕 易敷設(shè) 中心管式光纜的缺點(diǎn)： 光纖芯數(shù)少 成品光纜中松套管易后收縮 光纖余長不易控制等 機(jī)械性能較差圖圖10 10 GYXTWGYXTW光纜結(jié)構(gòu)圖光纜結(jié)構(gòu)圖鋼塑復(fù)合帶鋼塑復(fù)合帶PE外護(hù)套外護(hù)套光纖光纖松松套管套管纖膏纖膏鋼絲鋼絲 根據(jù)原郵電部標(biāo)準(zhǔn)YD/T908-2011，光纜的型號由型式代號和規(guī)格代號兩部分組成，即： 光纜的型號 = 型式代號 + 規(guī)格代號。型式部分型式部分 分五個(gè)部分，分別用代號表示。I I 分類 加強(qiáng)構(gòu)件 結(jié)構(gòu)特征 護(hù)套 外護(hù)層 光纜型號命名分類代號 GY-通信用室（野）外光纜 GM-通

11、信用移動(dòng)式光纜 GJ-通信用室（局）內(nèi)光纜 GS-通信用設(shè)備內(nèi)光纜 GH-通信用海底光纜 GT-通信用特殊光纜 光纜型號命名加強(qiáng)構(gòu)件 加強(qiáng)構(gòu)件指護(hù)套以內(nèi)或嵌入護(hù)套中用于增強(qiáng)光纜抗拉力的構(gòu)件。 (無符號) 金屬加強(qiáng)構(gòu)件 F 非金屬加強(qiáng)構(gòu)件 光纜型號命名結(jié)構(gòu)特征 光纜結(jié)構(gòu)特征應(yīng)表示出纜芯的主要類型和光纜的派生結(jié)構(gòu)。 當(dāng)光纜型式有幾個(gè)結(jié)構(gòu)特征需要注明時(shí)，可用組合代號表示，其組合代號按下列相應(yīng)的各代號自上而下的順序進(jìn)行排列。 光纜型號命名D光纖帶狀結(jié)構(gòu) (無符號)松套被覆結(jié)構(gòu) J緊套被覆結(jié)構(gòu) (無符號)層絞結(jié)構(gòu)G骨架槽結(jié)構(gòu) X中心管結(jié)構(gòu)T油膏填充式結(jié)構(gòu) 光纜型號命名(無符號)干式阻水結(jié)構(gòu)R充氣式結(jié)構(gòu)

12、C自承式結(jié)構(gòu)B扁平形狀 E橢圓型Z阻燃護(hù)套 Y-聚乙烯護(hù)套 V-聚氯乙烯護(hù)套 U-聚氨脂護(hù)套 A-鋁-聚乙烯粘結(jié)護(hù)套（簡稱A護(hù)套） S-鋼-聚乙烯粘結(jié)護(hù)套（簡稱S護(hù)套） W-夾帶平行鋼絲的鋼-聚乙烯粘結(jié)護(hù)套（簡稱W護(hù)套） L-鋁護(hù)套 G-鋼護(hù)套 Q-鉛護(hù)套 光纜型號命名外護(hù)層 當(dāng)當(dāng)有外護(hù)層時(shí)，它可包括墊層、鎧裝層和外被層的某些有外護(hù)層時(shí)，它可包括墊層、鎧裝層和外被層的某些部分和全部。部分和全部。 其其代號用兩組數(shù)字表示（墊層不需表示），第一組表示代號用兩組數(shù)字表示（墊層不需表示），第一組表示鎧裝層，它可以是一位或兩位鎧裝層，它可以是一位或兩位數(shù)字。第二數(shù)字。第二組表示外被層或外組表示外被層或外

13、套，它應(yīng)是一位數(shù)字。套，它應(yīng)是一位數(shù)字。 光纜型號命名外護(hù)層 當(dāng)當(dāng)有外護(hù)層時(shí)，它可包括墊層、鎧裝層和外被層的某些有外護(hù)層時(shí)，它可包括墊層、鎧裝層和外被層的某些部分和全部。部分和全部。 其其代號用兩組數(shù)字表示（墊層不需表示），第一組表示代號用兩組數(shù)字表示（墊層不需表示），第一組表示鎧裝層，它可以是一位或兩位鎧裝層，它可以是一位或兩位數(shù)字。第二數(shù)字。第二組表示外被層或外組表示外被層或外套，它應(yīng)是一位數(shù)字。套，它應(yīng)是一位數(shù)字。 光纜型號命名表表3 光纜外護(hù)層代碼光纜外護(hù)層代碼鎧裝層含 義外護(hù)套含 義代號代號0無鎧裝層1纖維外被層2饒包雙鋼帶2聚氯乙烯套3單細(xì)圓鋼絲3聚乙烯套33雙細(xì)圓鋼絲4聚乙烯套加

14、覆尼龍?zhí)?單粗圓鋼絲5聚乙烯保護(hù)管44雙粗圓鋼絲5皺紋鋼帶 光纜型號命名 光纜型號示例： GYDXTW中心管式結(jié)構(gòu)、帶狀光纖、金屬加強(qiáng)件、全填充型、夾帶增強(qiáng)聚乙烯護(hù)套通信用室外光纜 GJFBZY扁平型結(jié)構(gòu)、非金屬加強(qiáng)件、阻燃聚烯烴外護(hù)套通信用室內(nèi)光纜 GYTS金屬加強(qiáng)構(gòu)件、松套層絞填充式、鋼聚乙烯粘結(jié)護(hù)套通信用室外光纜 GYTA53金屬加強(qiáng)構(gòu)件、松套層絞填充式、鋁聚乙烯粘結(jié)護(hù)套、縱包皺紋鋼帶鎧裝、聚乙烯套通信用室外光纜 GYFTY非金屬加強(qiáng)構(gòu)件、松套層絞填充式、聚乙烯套通信用室外光纜 光纜型號命名四、光纜制備工藝 光纖制備成光纜的目的： 為光纖提供機(jī)械保護(hù)，使光纖在各種環(huán)境中免受應(yīng)力。 防止水

15、分和潮氣侵入。 避免光纜中產(chǎn)生氫氣，尤其避免形成氫壓。 光纜的制備工藝主要包括著色、套塑、成纜和護(hù)套這4個(gè)工序，另根據(jù)光纜結(jié)構(gòu)不同，還會有并帶和鎧裝工序。 光纖著色是指在本色光纖表面涂覆某種顏色的油墨并經(jīng)過固化使之保持較強(qiáng)附著力的一個(gè)工藝操作過程。 作用： 便于接續(xù)時(shí)區(qū)分，便于線路維護(hù)時(shí)可追溯 為了更好地保護(hù)光纖，增強(qiáng)光纖的機(jī)械性能 著色 著色原料 油墨、氮?dú)?著色關(guān)鍵控制點(diǎn) 外徑：模具、生產(chǎn)速度 固化：固化爐功率、生產(chǎn)速度、氮?dú)饬髁?、油墨質(zhì)量 衰減：收放線張力、油墨質(zhì)量、設(shè)備清潔情況 著色光纖檢測 外觀：固化情況（焦黑、著色層脫落）、外徑、色譜 排線：排線節(jié)距、拋絲、夾絲 衰減：1550nm

16、0.21dB/km，1310nm0.35dB/km 著色 套塑工藝，有時(shí)又稱之為光纖二次涂覆工藝，它是對經(jīng)過一次涂覆著色后光纖進(jìn)行的第二層保護(hù)操作。 作用： 保護(hù)光纖的一次涂覆層 產(chǎn)生合適的一次余長增加光纖的機(jī)械強(qiáng)度 改善光纖的傳輸特性與溫度特性 套塑套塑原料套管料(PBT、PP、PC等)、色母料、纖膏套塑關(guān)鍵控制點(diǎn)外徑：充油壓力和穩(wěn)定性、牽引速度、收線張力、模具余長：收放線張力、纖膏性能、水溫、主牽引圈數(shù)套管檢測生產(chǎn)時(shí)要檢測外徑(0.05mm)，壁厚(0.03mm)和余長(0.30.3 )。下盤檢測衰減(1550nm0.21dB/km，1310nm0.35dB/km)和長度。 套塑 成纜就是

17、將若干根緊套光纖、松套光纖、光纖束或帶狀光纖與加強(qiáng)件、阻水材料、包扎帶等元件按照一定規(guī)則絞合制成中心管式、層絞式或骨架式結(jié)構(gòu)光纜纜芯一個(gè)工藝操作過程。 作用： 穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，增加光纜的柔軟性 產(chǎn)生二次余長提高光纜的溫度特性、拉伸性能 濃縮單元，提高光纖密度，降低成本，減小外徑 成纜成纜原料套管套、填充繩、纜膏、阻水帶、阻水紗、鋼絲/FRP、扎紗成纜關(guān)鍵控制點(diǎn)絞合節(jié)距：牽引速度、模具、放線張力、絞合角度扎紗節(jié)距：牽引速度、模具、扎紗張力、絞合角度成纜檢測絞合節(jié)距和圈數(shù)、扎紗節(jié)距和扎紗松緊度、套管色譜排列和AB端光纖的衰減大小、衰減曲線和光纖長度。 成纜 為保護(hù)光纖成纜后纜芯不受外界機(jī)械、熱化學(xué)、潮氣以及生物體啃咬等影響，光纜纜芯外部必須有護(hù)套，甚至有外護(hù)套保護(hù)，只有這樣才可以更有效保護(hù)成纜光纖正常工作與使用壽命要求。 護(hù)套 護(hù)套原料護(hù)套料、纜膏、阻水帶、芳綸、鋼帶、鋁帶、鋼絲