1、 目 錄二一 光纖通信簡介光纖通信簡介 光纖光纖結構性能及結構性能及工藝工藝 光纜光纜分類及分類及特點特點 光纜光纜制備制備工藝工藝一、光纖通信簡介 光纖通信發展史 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小于20dB/km的光纖； 1970年年 美國貝爾實驗室研究出室溫下連續工作的半導體激光器； 1972年年 梯度折射率多模光纖的衰減系數降至4dB/km； 光纖通信發展史 1976年年 發現光纖的1310nm和1550nm兩個低衰減窗口； 1976年年 世界上第一條45Mbit/

2、s光纖通信系統的現場試驗成功； 1977年年 國內研制出第一根階躍折射率分布多模光纖； 1979年年 國內建立了第一個用多模短波長光纖進行的8Mbit/s、5.7km室內通信試驗系統； 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； 20世紀末世紀末 “八橫八縱”干線網完成建設； 2000年年 光纖通信開始聚焦于接入網和最后1公里。 光纖通信特點 光纖通信與電信通信相比，主要區別有兩點，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。優點優點 傳輸頻帶寬，通信容量大； 中繼距離遠； 抗電磁干擾能力

3、強，無串話； 光纖細，光纜輕； 資源豐富； 容易均衡； 抗化學腐蝕，柔軟可繞。 光纖通信特點缺點缺點 強度不如金屬導線； 連接比較困難； 分路耦合不便； 彎曲半徑不宜太小； 傳送能量比較困難。 但應該指出的是，光纖通信的五個缺點，從技術上說是可以克服的，不影響光纖通信的實用。 二、光纖結構性能及工藝 光纖結構 光纖基本結構 纖 芯傳輸光信號 包 層保護纖芯 涂覆層進一步改善光纖的機械性能圖圖1 1 裸光纖結構圖裸光纖結構圖 光纖結構 全反射原理 由光密介質射向光疏介質 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、液芯光纖、晶體

4、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 按光纖能傳輸的總模數來分，有多模光纖、單模光纖等 ；l 單模光纖中光偏振狀態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等名稱光纖標準號ITU-T光纖標準號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波長段擴展的非色散位移單模光纖G.652.C/DB1

5、.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 G6523 G6

6、52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 光纖技術指標 光纖技術參數 衰減衰減：光在光纖中傳輸時光能量的減少。 色散色散：光脈沖在光纖中傳輸時脈沖的展寬。 偏振模色散偏振模色散：基模可分解成兩個垂直的偏振模，光脈沖在光纖中傳輸時，兩個垂直的偏振模間的時延差。 模場直徑模場直徑：基模光斑的大小。 截止波長截止波長：保證光纖基模傳輸的最小波長。 光纖技術指標表2 G652光纖技術指標技術參數1310nm 1550nm衰減(dB/km)0.350.22模

7、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波長范圍內色散系數(ps/nmkm)3.51271-1360nm波長范圍內色散系數(ps/nmkm)5.31550nm波長范圍內色散系數(ps/nmkm)17 光纖工藝光纖工藝主要分為制棒和拉絲兩個工藝。 制棒：芯棒+包層芯棒生產工藝主要有4種，即：OVD (外氣相沉積) VAD(氣相軸向沉積)MCVD (改進的化學氣相沉積) PCVD (等離子體化學氣相沉積) 包層生產工藝主要有3種，即：粉末法(OVD、VAD) 等離子噴涂

8、法溶膠凝膠法拉絲預制棒在高溫爐中加溫軟化，拉成長絲，再進行涂覆固化，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 光纜分類光纜是由一根或多根光纖、光纖束或光纖帶經過一定的工藝而制成的具有一定結構的線纜。 光纜基本結構不論何種結構形式的光纜，基本上都是由纜芯和護層兩部分組成。 光纜分類結構分類 層絞式光纜 中心管式光纜 骨架式光纜使用環境分類 室外光纜 室內光纜 室內外光纜敷設方式分類 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 層絞式光纜的優點： 光纜中容納的光纖數量多 光纜中光纖余長易控制 光纜的機械、環境

9、性能好 敷設方式多樣等 層絞式光纜的缺點： 光纜結構、工藝設備較復雜 生產工藝環節較繁瑣 材料消耗多等圖圖7 GYTA7 GYTA光纜結構圖光纜結構圖鋁塑復合帶鋁塑復合帶PE外護套外護套光纖光纖松套管松套管纖膏纖膏中心加強件中心加強件纜纜膏膏 層絞式光纜芳綸芳綸PE內護套內護套光纖光纖松套管松套管纖膏纖膏中心加強件中心加強件纜纜膏膏圖圖8 GYTY538 GYTY53光纜結構圖光纜結構圖PE外護套外護套鋼塑復合帶鋼塑復合帶纜纜膏膏圖圖9 GYTC8S9 GYTC8S光纜結構圖光纜結構圖鋼塑復合帶鋼塑復合帶PE外護套外護套光纖光纖松套管松套管纖膏纖膏中心加強件中心加強件纜纜膏膏鋼絞線鋼絞線 中心

10、管式光纜 中心管式光纜的優點： 光纜結構簡單 制造工藝簡捷 光纜截面小、重量輕 易敷設 中心管式光纜的缺點： 光纖芯數少 成品光纜中松套管易后收縮 光纖余長不易控制等 機械性能較差圖圖10 10 GYXTWGYXTW光纜結構圖光纜結構圖鋼塑復合帶鋼塑復合帶PE外護套外護套光纖光纖松松套管套管纖膏纖膏鋼絲鋼絲 根據原郵電部標準YD/T908-2011，光纜的型號由型式代號和規格代號兩部分組成，即： 光纜的型號 = 型式代號 + 規格代號。型式部分型式部分 分五個部分，分別用代號表示。I I 分類 加強構件 結構特征 護套 外護層 光纜型號命名分類代號 GY-通信用室（野）外光纜 GM-通信用移動

11、式光纜 GJ-通信用室（局）內光纜 GS-通信用設備內光纜 GH-通信用海底光纜 GT-通信用特殊光纜 光纜型號命名加強構件 加強構件指護套以內或嵌入護套中用于增強光纜抗拉力的構件。 (無符號) 金屬加強構件 F 非金屬加強構件 光纜型號命名結構特征 光纜結構特征應表示出纜芯的主要類型和光纜的派生結構。 當光纜型式有幾個結構特征需要注明時，可用組合代號表示，其組合代號按下列相應的各代號自上而下的順序進行排列。 光纜型號命名D光纖帶狀結構 (無符號)松套被覆結構 J緊套被覆結構 (無符號)層絞結構G骨架槽結構 X中心管結構T油膏填充式結構 光纜型號命名(無符號)干式阻水結構R充氣式結構 C自承式

12、結構B扁平形狀 E橢圓型Z阻燃護套 Y-聚乙烯護套 V-聚氯乙烯護套 U-聚氨脂護套 A-鋁-聚乙烯粘結護套（簡稱A護套） S-鋼-聚乙烯粘結護套（簡稱S護套） W-夾帶平行鋼絲的鋼-聚乙烯粘結護套（簡稱W護套） L-鋁護套 G-鋼護套 Q-鉛護套 光纜型號命名外護層 當當有外護層時，它可包括墊層、鎧裝層和外被層的某些有外護層時，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。 其其代號用兩組數字表示（墊層不需表示），第一組表示代號用兩組數字表示（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字。第二數字。第二組表示外被層或外組表示外被層或外套，它應

13、是一位數字。套，它應是一位數字。 光纜型號命名外護層 當當有外護層時，它可包括墊層、鎧裝層和外被層的某些有外護層時，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。 其其代號用兩組數字表示（墊層不需表示），第一組表示代號用兩組數字表示（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字。第二數字。第二組表示外被層或外組表示外被層或外套，它應是一位數字。套，它應是一位數字。 光纜型號命名表表3 光纜外護層代碼光纜外護層代碼鎧裝層含 義外護套含 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單細圓鋼絲3聚乙烯套33雙細圓鋼絲4聚乙烯套加覆尼龍套

14、4單粗圓鋼絲5聚乙烯保護管44雙粗圓鋼絲5皺紋鋼帶 光纜型號命名 光纜型號示例： GYDXTW中心管式結構、帶狀光纖、金屬加強件、全填充型、夾帶增強聚乙烯護套通信用室外光纜 GJFBZY扁平型結構、非金屬加強件、阻燃聚烯烴外護套通信用室內光纜 GYTS金屬加強構件、松套層絞填充式、鋼聚乙烯粘結護套通信用室外光纜 GYTA53金屬加強構件、松套層絞填充式、鋁聚乙烯粘結護套、縱包皺紋鋼帶鎧裝、聚乙烯套通信用室外光纜 GYFTY非金屬加強構件、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： 為光纖提供機械保護，使光纖在各種環境中免受應力。 防止水分和潮氣

15、侵入。 避免光纜中產生氫氣，尤其避免形成氫壓。 光纜的制備工藝主要包括著色、套塑、成纜和護套這4個工序，另根據光纜結構不同，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過固化使之保持較強附著力的一個工藝操作過程。 作用： 便于接續時區分，便于線路維護時可追溯 為了更好地保護光纖，增強光纖的機械性能 著色 著色原料 油墨、氮氣 著色關鍵控制點 外徑：模具、生產速度 固化：固化爐功率、生產速度、氮氣流量、油墨質量 衰減：收放線張力、油墨質量、設備清潔情況 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：排線節距、拋絲、夾絲 衰減：1550nm0.21

16、dB/km，1310nm0.35dB/km 著色 套塑工藝，有時又稱之為光纖二次涂覆工藝，它是對經過一次涂覆著色后光纖進行的第二層保護操作。 作用： 保護光纖的一次涂覆層 產生合適的一次余長增加光纖的機械強度 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、纖膏套塑關鍵控制點外徑：充油壓力和穩定性、牽引速度、收線張力、模具余長：收放線張力、纖膏性能、水溫、主牽引圈數套管檢測生產時要檢測外徑(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 成纜就是將若干根

17、緊套光纖、松套光纖、光纖束或帶狀光纖與加強件、阻水材料、包扎帶等元件按照一定規則絞合制成中心管式、層絞式或骨架式結構光纜纜芯一個工藝操作過程。 作用： 穩定結構，增加光纜的柔軟性 產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、扎紗成纜關鍵控制點絞合節距：牽引速度、模具、放線張力、絞合角度扎紗節距：牽引速度、模具、扎紗張力、絞合角度成纜檢測絞合節距和圈數、扎紗節距和扎紗松緊度、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 為保護光纖成纜后纜芯不受外界機械、熱化學、潮氣以及生物體啃咬等影響，光纜纜芯外部必須有護套，甚至有外護套保護，只有這樣才可以更有效保護成纜光纖正常工作與使用壽命要求。 護套 護套原料護套料、纜膏、阻水帶、芳綸、鋼帶、鋁帶、鋼絲