光缆是什么 - 通信电力厂家

1976年，美国贝尔研究所在亚特兰大建成了第一条光纤通信实验系统，使用了由西方电气公司制造的一种含有144根光纤的光缆。随后，商用光缆开始采用多模光纤在市内局间中继线和部分长途线路上使用，此举发生在1980年。而单模光纤制成的商用光缆则在1983年开始用于长途线路。1988年，第一条横跨大西洋海底的海底光缆成功铺设，连接了美国与英国、法国之间。不久后，又建成了第一条横跨太平洋的海底光缆。中国在1978年自主研制出了通信光缆，采用多模光纤，并采用层绞式的缆心结构。在上海、北京、武汉等地进行了现场试验，并很快作为局间中继线试用于市内电话网。从1984年开始，逐渐应用于长途线路，并开始采用单模光纤。

通信光缆相比铜线电缆具有更大的传输容量，能够实现长距离中继，具有较小的体积和重量，无电磁干扰。自1976年以来，通信光缆已发展成为长途干线、市内中继、近海和跨洋海底通信以及局域网、专用网等有线传输线路的基础，并开始应用于市内用户环路配线网领域，为光纤到户和宽带综合业务数字网提供传输线路。

光缆是当今信息社会中各种信息网络的主要传输工具。如果将互联网比喻为信息高速公路，那么光缆网络就是信息高速公路的基石，光缆网络是互联网的物理路由。一旦某条光缆遭受破坏而中断，该方向的信息高速公路也将受到破坏。通过光缆传输的信息不仅包括传统的电话、电报、传真，还包括大量的电视信号、银行汇款、股市行情等不容中断的重要信息。

目前，长途通信光缆的传输方式已从PDH（分时多路复用）发展到SDH（同步数字系列），传输速率也从最初的140MB/S发展到2.5GB/S、4×2.5GB/S、16×2.5GB/S甚至更高。换句话说，一对纤芯可以支持成千上万条话路。如此巨大的传输容量一旦中断，不仅给电信部门带来巨大损失，而且由于通信不畅，也会给广大群众带来诸多不便。计算机用户无法上网，无法获取股票行情，银行汇款无法进行，异地交流成为泡影，各种信息无法传输。在偏远山区，一旦光缆中断，整个县乃至光缆沿线几个县的通信将与外界隔绝，形成孤岛状态。

光缆结构

概述

光缆由几个组成部分构成，包括缆芯、加强钢丝、填充物和护套等。根据实际需求，还可以添加防水层、缓冲层、绝缘金属导线等组件。

缆芯是光缆的核心部分，由光纤组成，用于传输光信号。光纤是细如头发的玻璃丝，可作为传输媒介。加强钢丝是用来提供光缆的强度和抗拉性能，保护光纤免受外部压力和张力的影响。填充物用于填充光缆的空隙，保护光纤免受机械应力和温度变化的影响。护套是光缆的外层保护，可以防止湿气、尘埃和其他外部物质对光缆的侵蚀。

根据具体需要，光缆还可以添加防水层来增加防水性能，以保护光纤免受水分侵入。缓冲层可以提供额外的保护和柔韧性，减轻光纤受到的外界压力。绝缘金属导线可用于提供电气绝缘和屏蔽功能，以防止干扰和电磁辐射。

这些组件的结合使得光缆能够具备高强度、抗拉性能和保护性能，确保光纤的安全传输，并适应不同的应用需求。

光纤

光缆缆芯最重要的部分就是光纤，下面我们一起看看关于光纤理论与光纤结构的知识。

一、光及其特性：

　　1.光是一种电磁波

　　可见光部分波长范围是：390~760nm(毫微米)。大于760nm部分是红外光，小于390nm部分是紫外光。目前光纤中应用较多的是：850，1310，1550三种。

　　2.光的折射，反射和全反射。

　　光在不同介质中传播时，会发生折射和反射现象，这是由于光在不同介质中的传播速度不同所引起的。当光从一种介质射入另一种介质时，会在两者的交界面处发生折射和部分反射。折射光的角度会随着入射光的角度的变化而改变。当入射光的角度达到或超过一定值时，折射光会完全被反射回原介质，这就是光的全反射现象。不同的介质对相同波长的光具有不同的折射角度，也就是说它们具有不同的光折射率。同样的介质对不同波长的光也会有不同的折射角度。光纤通信正是基于这些原理而实现的一种通信方式。

二、光纤结构及种类：

　　1.光纤结构：

　　光纤裸纤一般分为三层：中心高折射率玻璃芯(芯径一般为50或62.5μm)，中间为低折射率硅玻璃包层(直径一般为125μm)，最外是加强用的树脂涂层。

　　2.数值孔径：

　　入射到光纤端面的光并不能全部被光纤所传输，只是在某个角度范围内的入射光才可以。这个角度就称为光纤的数值孔径。光纤的数值孔径大些对于光纤的对接是有利的。不同厂家生产的光纤的数值孔径不同(AT&T CORNING)。

　　3.光纤的种类：

　　A.按光在光纤中的传输模式可分为：单模光纤和多模光纤。

多模光纤具有较粗的中心玻璃芯（通常为50或62.5微米），可以传输多种光模式。然而，多模光纤存在较大的模间色散问题，这限制了传输数字信号的频率，并且随着传输距离的增加，模间色散问题会更加严重。例如，一个具有600MB/公里带宽的光纤在传输2公里后，带宽可能只剩下300MB。因此，多模光纤适合传输较短距离的通信，一般只有几公里。

单模光纤具有较细的中心玻璃芯（一般为9或10微米），只能传输一种光模式。由于模间色散较小，单模光纤适用于远程通信。然而，它对光源的谱宽和稳定性有较高要求，即要求光源具有较窄的谱宽和良好的稳定性，因为色散对单模光纤的影响较大。

　　B.按最佳传输频率窗口分：常规型单模光纤和色散位移型单模光纤。

　　常规型：光纤生产厂家将光纤传输频率最佳化在单一波长的光上，如1310nm。

　　色散位移型：光纤生产长家将光纤传输频率最佳化在两个波长的光上，如：1310nm和1550nm。

　　C.按折射率分布情况分：突变型和渐变型光纤。

　　突变型：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是突变的。其成本低，模间色散高。适用于短途低速通讯，如：工控。但单模光纤由于模间色散很小，所以单模光纤都采用突变型。

　　渐变型光纤：光纤中心芯到玻璃包层的折射率是逐渐变小，可使高模光按正弦形式传播，这能减少模间色散，提高光纤带宽，增加传输距离，但成本较高，现在的多模光纤多为渐变型光纤。

　　4.常用光纤规格：

　　单模：8/125μm，9/125μm，10/125μm

　　多模：50/125μm，欧洲标准

　　62.5/125μm，美国标准

　　工业，医疗和低速网络：100/140μm，200/230μm

　　塑料：98/1000μm，用于汽车控制

三、光纤制造与衰减：

　　1.光纤制造：

　　现在光纤制造方法主要有：管内CVD(化学汽相沉积)法，棒内CVD法，PCVD(等离子体化学汽相沉积)法和VAD(轴向汽相沉积)法。

　　2.光纤的衰减：

光纤衰减是指光信号在光纤传输过程中的信号强度逐渐减弱的现象。主要因素包括本征衰减、弯曲衰减、挤压衰减、杂质衰减、不均匀衰减和对接衰减等。

本征衰减：光纤的固有损耗，包括瑞利散射和固有吸收。瑞利散射是光在光纤内部由于材料微小不均匀性引起的散射，导致光信号逐渐衰减。固有吸收是光纤材料对特定波长的光吸收的现象。
弯曲衰减：当光纤被弯曲时，部分光会因散射而损失。弯曲半径越小，损失越大。这是光纤传输中重要的衰减机制之一。
挤压衰减：当光纤受到挤压时，光纤会发生微小的弯曲，导致光信号损失。
杂质衰减：光纤内部的杂质会吸收和散射光信号，从而引起衰减。
不均匀衰减：光纤材料的折射率不均匀会导致光信号在传输过程中衰减。
对接衰减：光纤对接时产生的损耗。例如，不同轴的对接度要求较高，端面与轴心不垂直，端面不平整，对接心径不匹配和熔接质量差等因素都会导致衰减。

这些因素的综合作用会导致光信号在光纤传输中逐渐衰减，影响通信质量和传输距离。为了降低衰减，光纤制造和安装过程中需要注意减少这些衰减机制的影响。

四、光纤的优点：

光纤的传输频率范围很广，可达30亿兆赫兹的理论值。
光纤的传输距离很长，可达几十到100多公里，而铜线只有几百米的传输距离。
光纤不受电磁场和电磁辐射的影响。
光纤具有轻重量和小体积的特点。以通信量为2万1千话路的900对双绞线为例，其直径为3英寸，重量为8吨/千米。而传输量为其十倍的光缆直径仅为0.5英寸，重量为450磅/千米。
光纤通信不带电，安全可靠，适用于易燃和易爆环境。
光纤适用于广泛的使用环境温度范围。
光纤具有抵抗化学腐蚀和长寿命的特性。

光缆分类

1.按敷设方式分有：自承重架空光缆，管道光缆，铠装地埋光缆和海底光缆。
2.按光缆结构分有：束管式光缆，层绞式光缆，紧抱式光缆，带式光缆，非金属光缆和可分支光缆。
3.按用途分有：长途通讯用光缆、短途室外光缆、混合光缆和建筑物内用光缆。

光缆制造

光缆的制造过程一般分以下几个过程：

1.光纤的筛选：选择传输特性优良和张力合格的光纤。
2.光纤的染色：应用标准的全色谱来标识，要求高温不退色不迁移。
3.二次挤塑：选用高弹性模量，低线胀系数的塑料挤塑成一定尺寸的管子，将光纤纳入并填入防潮防水的凝胶，最后存放几天(不少于两天)。
4.光缆绞合：将数根挤塑好的光纤与加强单元绞合在一起。
5.挤光缆外护套：在绞合的光缆外加一层护套。

光缆施工

多年来，人类社会在光缆施工方面积累了丰富的经验和成熟的方法。在户外光缆施工中，选择合适的路径是至关重要的，这并不一定意味着最短的路径就是最佳选择，还需要考虑土地使用权和可能的架设或埋设情况。

为了方便施工和日后检查，必须拥有完备的设计和施工图纸。在施工过程中，要时刻注意避免光缆承受过重压力或被坚硬物体损坏。

当光缆需要转弯时，其转弯半径应大于光缆自身直径的20倍。这个规定有助于保护光缆的完整性。

1.户外架空光缆施工：

A.吊线托挂架空方式，这种方式简单便宜，我国应用最广泛，但挂钩加挂、整理较费时。
B.吊线缠绕式架空方式，这种方式较稳固，维护工作少。但需要专门的缠扎机。
C.自承重式架空方式，对线干要求高，施工、维护难度大，造价高，国内目前很少采用。
D.架空时，光缆引上线干处须加导引装置，并避免光缆拖地。光缆牵引时注意减小摩擦力。每个干上要余留一段用于伸缩的光缆。
E.要注意光缆中金属物体的可靠接地。特别是在山区、高电压电网区和多地区一般要每公里有3个接地点，甚至选用非金属光缆。

2.户外管道光缆施工：

A.施工前应核对管道占用情况，清洗、安放塑料子管，同时放入牵引线。
B.计算好布放长度，一定要有足够的预留长度。
C.一次布放长度不要太长(一般2KM)，布线时应从中间开始向两边牵引。
D.布缆牵引力一般不大于120kg，而且应牵引光缆的加强心部分，并作好光缆头部的防水加强处理。
E.光缆引入和引出处须加顺引装置，不可直接拖地。
F.管道光缆也要注意可靠接地。

3.直接地埋光缆的敷设：

A.直埋光缆沟深度要按标准进行挖掘，标准见下表：
B.不能挖沟的地方可以架空或钻孔预埋管道敷设。
C.沟底应保正平缓坚固，需要时可预填一部分沙子、水泥或支撑物。
D.敷设时可用人工或机械牵引，但要注意导向和润滑。
E.敷设完成后，应尽快回土覆盖并夯实。

4.建筑物内光缆的敷设：

A.垂直敷设时，应特别注意光缆的承重问题，一般每两层要将光缆固定一次。
B.光缆穿墙或穿楼层时，要加带护口的保护用塑料管，并且要用阻燃的填充物将管子填满。
C.在建筑物内也可以预先敷设一定量的塑料管道，待以后要敷射光缆时再用牵引或真空法布光缆。

光缆选用

光缆的选用除了根据光纤芯数和光纤种类以外，还要根据光缆的使用环境来选择光缆的外护套。

1.户外用光缆直埋时，宜选用铠装光缆。架空时，可选用带两根或多根加强筋的黑色塑料外护套的光缆。
2.建筑物内用的光缆在选用时应注意其阻燃、毒和烟的特性。一般在管道中或强制通风处可选用阻燃但有烟的类型(Plenum)，暴露的环境中应选用阻燃、无毒和无烟的类型(Riser)。
3.楼内垂直布缆时，可选用层绞式光缆(Distribution Cables);水平布线时，可选用可分支光缆(Breakout Cables)。
4.传输距离在2km以内的，可选择多模光缆，超过2km可用中继或选用单模光缆。

光缆的定义

光缆的历史