4第二章几种光纤与光缆

光缆
❖光缆的概念； ❖光缆的优点； ❖如何安装； ❖常用光缆； ❖敷设方式。
光缆的概念
定义：把光纤和其他元器件组合起来构成一体, 这种组合体就是光缆。
作用：为光纤提供可靠的机械保护，使之适应 外部使用环境，并确保在敷设和使用过程中 光缆中的光纤具有 稳定可靠的传输性能。
制造过程：
光纤
光纤素线
缆芯
带状式光缆
外护套
0 带状光纤
优点：结构紧凑、 光纤密度高，可多 根光纤一次接续。
敷设方式
➢架空敷设方式； ➢直埋敷设方式； ➢管道敷设方式； ➢水底敷设方式； ➢室内敷设方式。
谢谢
G.653的色散
20 1550nm处的零色散点
10
0
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7
-10
波长(μm)
-20
G.653单模光纤（DSF）
低损耗 零色散 小有效面积 长距离、单信道超高速EDFA系统 四波混频（FWM）是主要的问题，不利于
DWDM技术 结论:
适用于10Gb/s以上速率单信道传输，但不 适用于 DWDM 应用，已经被市场淘汰。
对G.653的零色散点进行了 移动，使1540~1565nm内色散 系数的上限能抑制FWM的产生。 在1550nm窗口有最小衰减系数 和色散系数。
G.655光纤的色散
EDFA带宽
20
(1530~1565)nm
10
0
1.1 1.2
-10
-20
1.3 1.4
1.5 1.55 1.6 1.7
波长(μm)
光缆的基本结构及作用
❖光纤：1~144根，每根光纤位置 不同，颜色不同，便于识别。
❖导电线芯：进行遥远供电、遥测、 遥控和通信联络。
❖加强芯：加大光缆抗拉、耐冲击 的能力，以承受光缆在施工和使 用过程中产生的拉伸负荷。
光缆护套
作用：保护纤芯不受外界伤害。 材料：内护套的材料要能经受日晒雨淋，不致因紫外
缺点：制造工艺复杂。
束管式光缆
中心管内放置一
次涂覆光纤，可达
近百根，加强件由
缆芯中央移到缆芯
外部的护层中。
优点：体积小、
高强度 塑料管
质量轻、成本低.
PE外护套
铝纵包 钢丝
（分散增强）
6～48芯光纤
先把若干根光纤排
成一排粘合在一起，制成 带状芯线（光纤带），每 根光纤带内可放置4~16根 光纤，多根光纤带叠合起 来形成一矩形带状块再放 入缆芯管内。缆芯典型配 置为12×12芯。目前所用 的有两种，一种为薄型带， 一种为密封式带，前者用 于少芯数，后者用于多芯 数。
G.654截止波长位移光纤(CSFG)
降低了1550nm处的衰减 (0.18dB/km)，而零色散点仍在 1310nm处。由于制造困难，最低衰 减光纤十分昂贵。主要应用在传输 距离很长，且不能 插入有源器件的 无中继海底光纤通信系统，且传输 容量不能太大。现在很少应用。
G.655:非零色散光纤(NZDSF)
低损耗 大色散分布 大有效面积 色散受限距离短
2.5Gb/s系统色度色散受限距离约600km 10Gb/s系统色度色散受限距离约34km
不适用于 10Gb/s 以上速率传输，但可 应用于 2.5Gb/s 或以下速率的DWDM。
G.653:
色散位移光纤(DSF)。通过设计光 纤折射率剖面，将 零色散点移到 1550nm窗口，使该窗口同时具有最 小色散、和最小衰减。
线的照射而龟裂，要有一定的抗拉、抗弯能力，能 经受施工时的磨损和使用过程中的化学腐蚀。室内 光缆可以用聚氯乙烯护套，室外光缆可用聚乙烯护 套。要求阻燃时，可用阻燃聚乙烯、阻燃聚氯乙烯 等。在湿热地区、鼠害严重地区和海底，应用铠装 光缆。聚氯乙烯护套适合于架空或管道敷设，双钢 带绕包恺装和纵包搭接皱纹复合钢带适用于直埋式 敷设，钢丝铠装和铅包适用于水下敷设。
单模光纤的种类
G.652(NDSF) 1310nm波长性能最佳光纤，又
称色散未移位光纤。可供双窗口 (1310nm和1550 nm)应用，典型的 衰减常数分别为0.3~0.4dB/km和 0.15~0.25dB/km。
缺点：1310nm处衰减偏大。
652光纤的特点与应用
（G.652是大多数已安装的光纤）
层绞式光缆
从电缆的结构演示而
松套管
来，在一根松套管内放置 外护套 多根光纤（12芯以下），
光纤或光 纤单元
一个松套管就是一个单元。 绑带 多根松套管围绕加强芯绞
加强芯
合成一体，加上聚乙烯护 优点：结构简单、性能稳 层成为缆芯，松套管内充 定、制造容易、光纤密度 稀油膏，松套管材料为尼 高、价格便宜。 龙、聚丙烯或其他聚合物 缺点：难以保证施工与使
Fiber Optic Manufacturing
新型MCVD预制棒车床
改进的电炉
光纤拉丝塔主体
制造光纤的注意事项
①光纤原材料的纯度必须很高。 ②必须防止杂质污染，以及气泡混
入光纤。 ③要正确控制折射率的分布； ④正确控制光纤的结构尺寸； ⑤尽量减小光纤表面的伤痕损害，
提高光纤机械强度。
光缆的分类
分类方法
光缆种类
按所使用光纤分类
单模、多模（阶跃、渐变）
按缆芯结构分类
层绞式、骨架式、束管式、叠 带式、单元式
按外护套结构分类 无铠装、钢带铠装、钢丝铠装
按光缆材料有无金属分类
金属、非金属
按维护方式分类
充油占69 ％ 、充气占8 ％
按敷设方式分类
直埋、管道、架空、水底
按适用范围分类
中继、海底、用户、局内
塑料光纤（POF）
塑料光纤的纤芯，既可以是有机玻璃， 也可以是加氟的聚合物。尽管塑料光纤 与玻璃光纤相比有更大的光信号衰减， 但是它们有更好的韧性，更为耐用。与 石英光纤相比，塑料光纤的纤芯直径要 大10～20倍，这就使得在连接时允许有 一定的差错，而不牺牲光耦合效率。另 外，廉价的塑料注入成形技术，可用于 制造光连接器、光分路器和收发设备。
光缆
光缆的基本要求
❖缆内光纤不断裂； ❖传输特性不劣化； ❖缆径细、重量轻； ❖制造工艺简单； ❖施工简便、维护方便。
光缆组成
光缆是由光纤、导电线芯、加强芯和护 套等部分组成。一根完整、实用的光缆， 从一次涂敷到最后成缆，要经过很多道工 序，结构上有很多层次，包括光纤缓冲层、 结构件和加强芯、防潮层、光缆护套、油 膏、吸氧剂和恺装等，以满足上述各项要 求。
G.655单模光纤
❖ 有几种类型的光纤可以使用（TruewaveTM、 LSTM、LEAFTM、大保实光纤等） ❖ 在1530－1565nm窗口有较低的色散 ❖ 可以有正的或负的色散，正色散SPM效应压缩 脉冲，负色散SPM效应展宽脉冲。 ❖ 为DWDM系统的应用而设计
适用于 10Gb/s 以上速率DWDM传输，是 未来大容量传输光纤的理想选择。
材料。
用中不受外部侧压力和内 部应力的影响。
骨架式光缆
在多股钢丝绳外挤 压开槽硬塑料而成，中 心钢丝绳用于提高抗拉 伸和低温收缩能力，铜 线用于公务联络。
槽的数目依光纤数 设计，6～18槽（可放 置上千根光纤）。放置 一次涂覆光纤，槽内填 充油膏。
外护套
铜线
聚乙烯构件 绑带 加强芯 光纤
优点：结构简单、耐 压、抗弯性能好。