國內(nèi)外光纖光纜現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析

1、國內(nèi)外光纖光纜現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)分析光纜通信在我國已有20多年的使用歷史，這段歷史也就是光通信技術(shù)的發(fā)展史和光纖光纜的發(fā)展史。光纖光纜在我國的發(fā)展可以分為這樣幾個(gè)階段：對(duì)光纜可用性的探討；取代市內(nèi)局間中繼線的市話電纜和PCM電纜；取代有線通信干線上的高頻對(duì)稱電纜和同軸電纜。這兩個(gè)取代應(yīng)該說是完成了；現(xiàn)正在取代接入網(wǎng)的主干線和配線的市話主干電纜和配線電纜，并正在進(jìn)入局域網(wǎng)和室內(nèi)綜合布線系統(tǒng)。目前，光纖光纜已經(jīng)進(jìn)入了有線通信的各個(gè)領(lǐng)域，包括郵電通信、廣播通信、電力通信和軍用通信等領(lǐng)域。1 光光纖符合IITU-T GG.6552.AA規(guī)定的的普通單單模光纖纖是最常常用的一一種光纖纖。隨著著光通信信系統(tǒng)的

2、的發(fā)展，光光中繼距距離和單單一波長長信道容容量增大大,G.6522.A光光纖的性性能還有有可能進(jìn)進(jìn)一步優(yōu)優(yōu)化，表表現(xiàn)在115500nm區(qū)區(qū)的低衰衰減系數(shù)數(shù)沒有得得到充分分的利用用和光纖纖的最低低衰減系系數(shù)和零零色散點(diǎn)點(diǎn)不在同同一區(qū)域域。符合合ITUU-T G.6654規(guī)規(guī)定的截截止波長長位移單單模光纖纖和符合合G.6653規(guī)規(guī)定的色色散位移移單模光光纖實(shí)現(xiàn)現(xiàn)了這樣樣的改進(jìn)進(jìn)。G.6533光纖雖雖然可以以使光纖纖容量有有所增加加，但是是，原本本期望得得到的零零色散因因?yàn)椴荒苣芤种扑乃牟ɑ祛l頻，反而而變成了了采用波波分復(fù)用用技術(shù)的的障礙。為了取取得更大大的中繼繼距離和和通信容容量，采采用了增增大傳

3、輸輸光功率率和波分分復(fù)用、密密集波分分復(fù)用技技術(shù)，此此時(shí)，傳傳輸容量量已經(jīng)相相當(dāng)大的的G.6652普普通單模模光纖顯顯得有些些性能不不足，表表現(xiàn)在偏偏振模色色散（PPMD）和和非線性性效應(yīng)對(duì)對(duì)這些技技術(shù)應(yīng)用用的限制制。在110Gbbs及及更高速速率的系系統(tǒng)中，偏偏振模色色散可能能成為限限制系統(tǒng)統(tǒng)性能的的因素之之一。光光纖的PPMD通通過改善善光纖的的圓整度度和或或采用“旋旋轉(zhuǎn)”光光纖的方方法得到到了改善善，符合合ITUU-T G.6652.B規(guī)定定的普通通單模光光纖的PPMDQQ通常能能低于00.5ppskkm1/2，這這意味著著STMM-644系統(tǒng)的的傳輸距距離可以以達(dá)到大大約4000kmm

4、。G.6522.B光光纖的工工作波長長還可延延伸到116000nm區(qū)區(qū)。G.6522.A和和G.6652.B光纖纖習(xí)慣統(tǒng)統(tǒng)稱為GG.6552光纖纖。光纖的的非線性性效應(yīng)包包括受激激布里淵淵散射、受受激拉曼曼散射、自自相位調(diào)調(diào)制、互互相位調(diào)調(diào)制、四四波混頻頻、光孤孤子傳輸輸?shù)取闉榱嗽龃蟠笙到y(tǒng)的的中繼距距離而提提高發(fā)送送光功率率，當(dāng)光光纖中傳傳輸?shù)墓夤鈴?qiáng)密度度超過光光纖的閾閾值時(shí)則則會(huì)表現(xiàn)現(xiàn)出非線線性效應(yīng)應(yīng)，從而而限制系系統(tǒng)容量量和中繼繼距離的的進(jìn)一步步增大。通通過色散散和光纖纖有效芯芯面積對(duì)對(duì)非線性性效應(yīng)影影響的研研究，國國際上開開發(fā)出滿滿足ITTU-TT G.6555規(guī)定的的非零色色散位移移

5、單模光光纖。利利用低色色散對(duì)四四波混頻頻的抑制制作用，使使波分復(fù)復(fù)用和密密集波分分復(fù)用技技術(shù)得以以應(yīng)用，并并且使光光纖有可可能在第第四傳輸輸窗口116000nm區(qū)區(qū)（15565nnm-116200nm）工工作。目目前，GG.6555光纖纖還在發(fā)發(fā)展完善善，已有有TruueWaave、LLEAFF、大保保實(shí)、TTeraaLigght、PPureeGuiide、MMetrroCoor等品品牌問世世，它們們都力圖圖通過對(duì)對(duì)光纖結(jié)結(jié)構(gòu)和性性能的細(xì)細(xì)微調(diào)整整，達(dá)到到與傳輸輸設(shè)備的的最佳組組合，取取得最好好的經(jīng)濟(jì)濟(jì)效益。為了在在一根光光纖上開開放更多多的波分分復(fù)用信信道，國國外開發(fā)發(fā)出一種種稱為“全全波光

6、纖纖”的單單模光纖纖，它屬屬于ITTU-TT 6552.CC規(guī)定的的低水吸吸收峰單單模光纖纖。在二二氧化硅硅系光纖纖的譜損損曲線上上，在第第二傳輸輸窗口113100nm區(qū)區(qū)（12280nnm-113255nm）和和第三傳傳輸窗口口15550nmm區(qū)（113800nm-15665nmm）之間間的13383nnm波長長附近，通通常有一一個(gè)水吸吸收峰。通通過新的的工藝技技術(shù)突破破，全波波光纖消消除了這這個(gè)水吸吸收峰，與與普通單單模光纖纖相比，在在水峰處處的衰減減降低了了233，使有有用波長長范圍增增加了1100nnm，即即打開了了第五個(gè)個(gè)傳輸窗窗口14400nnm區(qū)（即即13550nmm-14450

7、nnm區(qū)），使使原來分分離的兩兩個(gè)傳輸輸窗口連連成一個(gè)個(gè)很寬的的大傳輸輸窗口，使使光纖的的工作波波長從112800nm延延伸到116255nm。為了提提高光纜纜傳輸密密度，國國外開發(fā)發(fā)了一種種多芯光光纖。據(jù)據(jù)報(bào)道，一一種四芯芯光纖的的玻璃體體部分呈呈四瓣梅梅花狀，涂涂覆層外外形為圓圓形，其其外徑與與普通單單芯光纖纖相同（見見圖1aa）。光光纖的折折射率分分布采用用突變型型時(shí)，光光纖的平平均衰減減在13310nnm波長長上為00.377500.011dBkm；在15550nnm波長長上為00.222500.011dBkm。這這種光纖纖的接頭頭采用硅硅棒加熱熱可縮套套管的方方法（見見圖1bb），其

8、其接頭損損耗的平平均值為為0.117dBB，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)偏差為為0.110dBB。2 核核心網(wǎng)光光纜我國已已在干線線（包括括國家干干線、省省內(nèi)干線線和區(qū)內(nèi)內(nèi)干線）上上全面采采用光纜纜，其中中多模光光纖已被被淘汰，全全部采用用單模光光纖，包包括G.6522光纖和和G.6655光光纖。GG.6553光纖纖雖然在在我國曾曾經(jīng)采用用過，但但今后不不會(huì)再發(fā)發(fā)展。GG.6554光纖纖因其不不能很大大幅度地地增加光光纖系統(tǒng)統(tǒng)容量，它它在我國國的陸地地光纜中中沒有使使用過。干線光光纜中采采用分立立的光纖纖，不采采用光纖纖帶。干線光光纜主要要用于室室外，在在這些光光纜中，曾曾經(jīng)使用用過的緊緊套層絞絞式和骨骨架式結(jié)結(jié)構(gòu)

9、，目目前已停停止使用用。當(dāng)前前我國廣廣泛使用用的干線線光纜有有松套層層絞式和和中心管管式兩種種結(jié)構(gòu)，并并且優(yōu)先先采用前前者。松松套層絞絞式光纜纜采用SSZ絞合合結(jié)構(gòu)時(shí)時(shí)的生產(chǎn)產(chǎn)效率高高，便于于中間分分線，同同時(shí)也能能使光纜纜取得良良好的拉拉伸性能能和衰減減溫度特特性，目目前它已已獲得廣廣泛采用用。骨架式式光纜的的設(shè)計(jì)原原理雖然然和松套套層絞式式光纜相相似，但但是目前前的實(shí)際際工藝技技術(shù)難以以實(shí)現(xiàn)這這一設(shè)計(jì)計(jì)目標(biāo)，使使光纜拉拉伸性能能難于達(dá)達(dá)到規(guī)定定的要求求。這一一點(diǎn)已為為國內(nèi)有有關(guān)的光光纜產(chǎn)品品檢測(cè)所所證實(shí)，為為此.目目前我國國的干線線網(wǎng)已不不再使用用骨架式式光纜。在長途途線路中中，由于于距離

10、長長、分支支少，光光纜在系系統(tǒng)中所所占費(fèi)用用比例相相對(duì)較高高。因此此，干線線光纜將將通過采采用G.6555光纖和和波分復(fù)復(fù)用、密密集波分分復(fù)用技技術(shù)來擴(kuò)擴(kuò)大容量量。光纜纜本身的的基礎(chǔ)結(jié)結(jié)構(gòu)己相相對(duì)成熟熟，不會(huì)會(huì)有大的的改變。但但是，光光纜的某某些防護(hù)護(hù)結(jié)構(gòu)和和性能仍仍有待開開發(fā)完善善。例如如，全介介質(zhì)光纜纜具有眾眾所周知知的優(yōu)良良防雷和和防強(qiáng)電電的性能能，但它它的直埋埋結(jié)構(gòu)和和防鼠性性能始終終不盡人人意，是是值得開開發(fā)的課課題。據(jù)國外外報(bào)道，采采用玻纖纖增強(qiáng)塑塑料圓絲絲銷裝結(jié)結(jié)構(gòu)和外外護(hù)層中中夾入玻玻璃紗層層的結(jié)構(gòu)構(gòu)，或者者在護(hù)套套料中摻摻雜0.4的的驅(qū)獸劑劑微囊，都都能取得得良好的的防鼠效效

11、果。海底光光纜所受受機(jī)械力力，特別別是拉力力的作用用，往往往比陸地地光纜要要嚴(yán)峻得得多。為為此，海海底光纜纜結(jié)構(gòu)適適應(yīng)性的的研究，以以及光纜纜加強(qiáng)構(gòu)構(gòu)件蠕變變問題的的研究，對(duì)對(duì)確保光光纖光纜纜的安全全使用都都是很重重要的。據(jù)據(jù)報(bào)道，針針對(duì)使用用環(huán)境條條件開發(fā)發(fā)了某些些實(shí)用產(chǎn)產(chǎn)品，例例如，880000m深海海用的輕輕型光纜纜，20000mm深海、有有船只拖拖掛危險(xiǎn)險(xiǎn)地區(qū)用用的輕鎧鎧光纜，1500m深海、多巖石、有船只拖掛危險(xiǎn)地區(qū)用的單鎧光纜，400m深海、多巖石、多浪、有船只拖掛危險(xiǎn)地區(qū)用的單鎧光纜，200m深海、多巖石、易磨損和壓碎、有船只拖掛危險(xiǎn)地區(qū)用的專門鎧裝光纜，以及防鯊魚用的特殊光纜。

12、光纖的的氫損問問題在海海底光纜纜中更加加引入關(guān)關(guān)注。據(jù)據(jù)報(bào)道，普普通單鋼鋼絲鎧裝裝和雙鋼鋼絲鎧裝裝的光纜纜，經(jīng)88-100年之后后，在115500nm波波長上可可測(cè)試到到0.001-00.O44dBkm的的氫損。在在光纜填填充物中中加入吸吸氫材料料和采用用金屬密密封管作作松套管管，則沒沒有出現(xiàn)現(xiàn)光纖的的氫損現(xiàn)現(xiàn)象。3 接接入網(wǎng)光光纜接入網(wǎng)網(wǎng)中的光光纜距離離短，分分支多，分分插頻繁繁，為了了增加網(wǎng)網(wǎng)的容量量，通常常是增加加光纖芯芯數(shù)。特特別是在在市內(nèi)管管道中，由由于管道道內(nèi)徑有有限，在在增加光光纖芯數(shù)數(shù)的同時(shí)時(shí)增加光光纜的光光纖集裝裝密度、減減小光纜纜直徑和和重量，是是很重要要的。接入網(wǎng)網(wǎng)使用G

13、G.6552普通通單模光光纖和GG.6552.CC低水峰峰單模光光纖。低低水峰單單模光纖纖適合于于密集波波分復(fù)用用，目前前在我國國已有少少量的使使用。接入網(wǎng)網(wǎng)用光纜纜中廣泛泛采用光光纖帶型型式，它它可使光光纜適應(yīng)應(yīng)芯數(shù)大大和光纖纖集裝密密度高的的要求，而而且可以以通過光光纖帶整整帶接續(xù)續(xù)的方式式提高光光纜接續(xù)續(xù)效率。但但是，在在小芯數(shù)數(shù)光纜情情況下，也也直接采采用分立立的光纖纖。由于光光纖帶光光纜中光光纖集裝裝密度增增大，可可能損害害光纜的的拉伸性性能和衰衰減溫度度特性，以以及有可可能損害害光纖的的傳輸衰衰減。因因此，在在獲得大大芯數(shù)、小小外徑要要求的同同時(shí)，光光纖帶光光纜還有有許多課課題值得

14、得研究。接入網(wǎng)網(wǎng)光纜主主要用于于室外，目目前有松松套層絞絞式、中中心管式式和骨架架式三種種類型。雖雖然這些些結(jié)構(gòu)在在國內(nèi)都都得到應(yīng)應(yīng)用，但但是都還還需要在在獲得高高集裝密密度、小小尺寸、良良好性能能、便于于制造、低低成本和和便于使使用（例例如便于于分線和和下線）等等方面經(jīng)經(jīng)受考驗(yàn)驗(yàn)。在中心心管式光光纜中，為為了獲得得更大的的芯數(shù)，往往往采用用增大光光纖帶芯芯數(shù)的方方法，例例如，采采用244芯光纖纖帶。據(jù)據(jù)報(bào)道：采用224芯光光纖帶生生產(chǎn)8664芯的的光纜，可可以作到到大于目目前正式式采用的的10000芯骨骨架式光光纜的集集裝密度度。這種種24芯芯光纖帶帶由兩根根12芯芯子帶構(gòu)構(gòu)成，要要求既要要

15、保持整整帶的穩(wěn)穩(wěn)定和牢牢固，又又要易于于手工分分成兩根根結(jié)構(gòu)獨(dú)獨(dú)立完整整的122芯帶，便便于整帶帶熔接。松管結(jié)結(jié)構(gòu)中的的光纖與與松管壁壁之間有有較大的的空隙。據(jù)據(jù)國外報(bào)報(bào)道，如如果采用用柔軟聚聚氯乙烯烯制造的的半緊套套管集裝裝12根根光纖，管管外徑為為1.44mm，壁壁厚為00.2mmm，則則管子的的截面積積只有常常規(guī)松套套管的大大約300。不不用中心心加強(qiáng)構(gòu)構(gòu)件，用用螺旋絞絞或SZZ絞方式式把122根這樣樣的半緊緊套管絞絞合成纜纜芯，然然后在纜纜芯外加加上中心心管式結(jié)結(jié)構(gòu)的護(hù)護(hù)套，構(gòu)構(gòu)成1444芯光光纜。這這種光纜纜適合于于在管道道內(nèi)用牽牽引方法法或氣送送方法安安裝。國外目目前實(shí)際際使用的的

16、骨架式式光纜的的最大芯芯數(shù)為110000芯，在在它的骨骨架上有有13個(gè)個(gè)槽，共共可放入入1255根8芯芯光纖帶帶，這種種8芯帶帶可以方方便地分分成兩個(gè)個(gè)4芯帶帶。近年年來，骨骨架式光光纜在減減小光纜纜外徑和和重量、增增加光纜纜的柔軟軟性和改改善光纜纜使用性性能方面面，也不不斷有所所探討和和報(bào)道。最最早的骨骨架式光光纖帶光光纜采用用螺旋槽槽結(jié)構(gòu)，為為了和松松套SZZ層絞式式光纜一一樣便于于下線，骨骨架式光光纜也推推出了SSZ槽結(jié)結(jié)構(gòu)。光光纖帶在在其厚度度方向極極易彎曲曲，在其其寬度方方向很難難彎曲，即即使強(qiáng)迫迫在寬度度方向彎彎曲，則則一定會(huì)會(huì)使光纖纖帶發(fā)生生折轉(zhuǎn)，同同時(shí)會(huì)使使光纖帶帶兩邊的的光纖

17、產(chǎn)產(chǎn)生一定定的應(yīng)力力。據(jù)報(bào)報(bào)道，通通過采用用專門的的骨架槽槽截面的的設(shè)計(jì)，可可以適應(yīng)應(yīng)光纖帶帶的這種種折轉(zhuǎn)。近近年來在在減輕光光纜重量量方面也也有一些些探索，為為了減少少加強(qiáng)構(gòu)構(gòu)件重量量而采用用非金屬屬FRPP加強(qiáng)構(gòu)構(gòu)件代替替鋼絞線線；為了了減少光光纜重量量而干用用內(nèi)層為為泡沫聚聚乙烯外外層為實(shí)實(shí)心聚乙乙烯的骨骨架和全全部為泡泡沫聚乙乙烯的骨骨架，但但為了保保持骨架架槽的內(nèi)內(nèi)壁表面面光滑，這這兩種骨骨架中采采用內(nèi)層層為泡沫沫聚乙烯烯外層為為實(shí)心聚聚乙烯的的骨架更更適用。4 室室內(nèi)光纜纜室內(nèi)光光纜往往往需要同同時(shí)用于于話音、數(shù)數(shù)據(jù)和視視頻信號(hào)號(hào)的傳輸輸。并目目還可能能用于遙遙測(cè)與傳傳感器。國際電

18、電工委員員會(huì)（IIEC）在在光纜分分類中所所指的室室內(nèi)光纜纜，筆者者認(rèn)為至至少應(yīng)包包括局內(nèi)內(nèi)光纜和和綜合布布線用光光纜兩大大部分。局局用光纜纜布放在在中心局局或其他他電信機(jī)機(jī)房內(nèi)，布布放緊密密有序和和位置相相對(duì)固定定。綜合合布線光光纜布放放在用戶戶端的室室內(nèi)，主主要由用用戶使用用，因此此對(duì)其易易損性應(yīng)應(yīng)比局用用光纜有有更嚴(yán)格格的考慮慮。多模光光纖雖然然不再用用于核心心網(wǎng)和接接入網(wǎng)，但但芯徑包層直直徑為662.551225mm的漸變變型多模模光纖在在室內(nèi)綜綜合布線線中仍有有較多的的應(yīng)用，今今后也可可能應(yīng)用用501255m漸漸變型多多模光纖纖。這種種情況與與綜合布布線系統(tǒng)統(tǒng)的現(xiàn)有有技術(shù)狀狀況有關(guān)關(guān)

19、，隨著著單模光光纖系統(tǒng)統(tǒng)的發(fā)送送模塊、接接收模塊塊和相關(guān)關(guān)設(shè)備成成本的降降低，本本身價(jià)廉廉的單模模光纖仍仍然有可可能取代代綜合布布線用的的多模光光纖。隨著我我國FTTTH、FFTTCC系統(tǒng)的的采用和和各種要要求的智智能大廈廈的建設(shè)設(shè)，要求求越來越越多的室室內(nèi)光纜纜產(chǎn)品投投入應(yīng)用用。目前前所用的的綜合布布線光纜纜芯數(shù)較較小、纜纜芯不填填充油膏膏、防火火性能要要求只限限于阻燃燃或不延延燃，這這些光纜纜在品種種、結(jié)構(gòu)構(gòu)和性能能等方面面還急需需進(jìn)一步步開發(fā)、完完善和提提高。在布線線光纜所所用的光光纖類型型方面，國國外正在在探索采采用多芯芯光纖，例例如前面面提到的的四芯光光纖，這這樣可使使光纜外外徑小、

20、重重量輕、柔柔軟性好好。室內(nèi)光光纜的防防火性能能應(yīng)是基基本要求求之一。傳傳統(tǒng)的PPVC護(hù)護(hù)套雖具具有耐延延燃性，但但其防潮潮性能較較差，不不宜用于于室外。據(jù)據(jù)報(bào)道，國國外已開開發(fā)了室室內(nèi)室外外兼用的的引入光光纜或下下桿光纜纜，它們們既能耐耐室外低低溫和紫紫外線輻輻射、又又能阻燃燃和便于于彎曲布布線。這這種光纜纜采用PPVC緊緊套光纖纖、吸水水膨脹粉粉干式阻阻水和低低煙無鹵鹵阻燃護(hù)護(hù)套。隨著通通信業(yè)務(wù)務(wù)的急劇劇增加，局局內(nèi)光纜纜布線的的芯數(shù)將將增加數(shù)數(shù)倍，減減小尾纜纜的直徑徑，以便便在有限限的機(jī)房房空間內(nèi)內(nèi)布放更更多的終終端模塊塊，就顯顯得很重重要。據(jù)據(jù)國外報(bào)報(bào)道，為為了適應(yīng)應(yīng)機(jī)房內(nèi)內(nèi)的這種種要

21、求，已已開發(fā)了了兩種微微型光纜纜，一種種的外徑徑接近普普通緊套套光纖外外徑，為為1mmm；另一一種的外外徑與普普通的涂涂覆光纖纖一樣，為為0.225mmm。外徑徑1mmm的光纜纜（見圖圖3），其其結(jié)構(gòu)與與常規(guī)單單芯光纜纜相似，采采用0.5mmm直徑的的UV固固化的二二次涂覆覆光纖、芳芳綸紗加加強(qiáng)和聚聚酰胺護(hù)護(hù)套。外外徑0.25mmm的光光纜，第第一種結(jié)結(jié)構(gòu)與常常規(guī)的緊緊套光纖纖相似，采采用涂覆覆光纖和和由UVV固化樹樹脂涂覆覆的加強(qiáng)強(qiáng)構(gòu)件組組成的外外套（見見圖4aa）；另另一種采采用涂覆覆光纖和和由的112根層層絞鋼絲絲與UVV固化樹樹脂組成成的外套套（見圖圖4b）。據(jù)據(jù)報(bào)道，還還開發(fā)了了一種

22、單單芯矩形形軟線和和由這種種軟線構(gòu)構(gòu)成的88芯軟線線（見圖圖5）。88芯軟線線由8根根單芯軟軟線并列列再加上上總護(hù)套套構(gòu)成，又又可方便便地再分分成8根根單芯軟軟線。5 電電力線路路中的通通信光纜纜光纖是是介電質(zhì)質(zhì)，光纜纜也可作作成全介介質(zhì)，完完全無金金屬。這這樣的全全介質(zhì)光光纜將是是電力系系統(tǒng)最理理想的通通信線路路。用于于電力線線桿路敷敷設(shè)的全全介質(zhì)光光纜有兩兩種結(jié)構(gòu)構(gòu)：即全全介質(zhì)自自承式（AADSSS）結(jié)構(gòu)構(gòu)和用于于架空地地線上的的纏繞式式結(jié)構(gòu)。ADSSS光纜纜因其可可以單獨(dú)獨(dú)布放，適適應(yīng)范圍圍廣，在在當(dāng)前我我國電力力輸電系系統(tǒng)改造造中得到到了廣泛泛的應(yīng)用用。國內(nèi)內(nèi)已能生生產(chǎn)多種種ADSSS光纜纜滿足市市場(chǎng)需要要。但在在產(chǎn)品結(jié)結(jié)構(gòu)和性性能方面面，例如如大志數(shù)數(shù)光纜結(jié)結(jié)構(gòu)、光光纜蠕變變和耐電電弧性能能等方面面，還有有待進(jìn)一一步完善善。ADDSS光光纜在國國內(nèi)的近近期需求求量較大大，是目目前的一一種熱門門產(chǎn)品。纏繞式式光纜通通常芯數(shù)數(shù)較少，因因其布放放方法需需要專門門工具，比比較麻煩煩，在我我國似無無需求和和生產(chǎn)。據(jù)據(jù)國外報(bào)報(bào)道，纏纏繞式光