第四章光缆_光纤光缆制造技术与材料制造

呈随机状态，最便于数学描述有两种分布：正弦分布和螺旋分布。这种 结构的特点是当光缆弯曲时，光纤处于最有利的物理位置，机械性能不 受影响。加强件可以是平行中心松套管放置并位于外护套黑色聚乙烯中 的两根平行高碳钢丝，也可以是多根低碳钢丝螺旋绞合线。这种光缆最 大特点是光缆加强件位于外护套中，占据护套的空间，使光缆的质量达 到最轻，其缺点是由于受光缆外径尺寸的限制，中心管不能作的过大， 从而使管内光纤的根数受限。目前，这种中心管式光缆光纤芯数最多为 12X12=144根。所以，中心管式光缆又称为轻便光缆，这种结构光缆多数 是由大松套管光纤束组成，用具有色标鉴别的一次着色涂覆光纤，汇绞 成光纤束，放入大直径（2、3、4、6mm）的塑料松套管内，并在松套管 内填充防水油膏，然后在其外层用PAP铝/塑粘结带成波纹纵包，最后在 外层再挤塑一层聚乙烯外护套料就制成轻便光缆。用于架空敷设时，为 提高抗拉强度，在PAP金属带或PSP金属带与聚乙烯外护套之间加插2根或 更多根的Φ1～1.5mm钢丝。这类光缆的优点是：当光缆弯曲受力时，由 于光纤在松管内的中心位置，所受的弯曲力是最小，而且能活动自如。 它的抗弯曲性能和温度特性都很好。它适用于山区爬坡敷设和高寒地区 使用。
低成本。 4.1.5．按照不同敷设方式分类 按光缆不同的敷设方式可将光缆分为：架空光缆、管道光缆、直埋光
缆、水底光缆和隧 道光缆五类。
4.1.5.1架空光缆 是指光缆线路经过地形陡峭，跨越江河等特殊地形条件和城市市区无法 直埋及赔偿昂贵地段时，借助吊挂钢索或自身具有抗拉元件悬挂在已有的电 线杆、塔上的一类光缆。这种光缆长期暴露于室外，经受风吹日晒，风霜雪 雨，雷击电闪，要求具有较好的耐环境特性。由于敷设在高压电网线路中， 要求外护套耐电痕性能要好，绝缘性能良好，老化性能良好，重量要较轻。 一般情况下，多采用芳纶纤维或复合玻璃棒作光纤加强件，采用层绞式缆芯 结构，外护套多采用交联聚乙烯，整个光缆结构中无金属材料，这样可避免 产生高压电场放电或极化现象。如图4-1-6（a）所示。架空光缆主要有架空 地线复合光缆（OPGW光缆）、架空相线复合光缆、架空地线卷绕光缆或缠绕 光缆（GWWOP）和全介质自承式光缆（ADSS光缆）。 4.1.5.2管道光缆 是指在城市光缆环路、人口稠密场所和横穿马路时过街路口，将光缆穿 入用于保护的白色聚乙烯塑料管内一类光缆。这类光缆具有较好的抗压特 性。 4.1.5.3直埋光缆 是一种长途干线光缆，经过辽濶的田野、戈壁时，直接埋入规定深 度和宽度缆沟中一种光缆。直埋光缆通常是普通光缆外加钢带铠装层构 成。钢带铠装厚度的要求：防锈合金涂塑钢带≥0.15mm；双层 ≥2X0.3mm；其它刚带≥0.3mm。同一定厚度的薄钢带压成波纹纵包搭接 铠装，或用双层钢带（2X0.3mm厚）绕包铠装，然后在外层再挤包一层 防氧化腐蚀黑色聚乙烯塑料作外护套，这样就制成直埋光缆，如图4-16（c）所示。特殊结构直埋光缆不用钢带铠装，而是用直径为Φ0.8～ 1mm的细钢丝密绕绞合一层铠装护层制成，这种光缆有很高抗拉强度， 可以应用在爬山坡，大跨度的越过深谷，穿过江河湖泊，但它成本高， 价格较贵。 4.1.5.4水底光缆 是一种穿越江河湖泊海底的光缆。因为其敷设于水下，要求具有非 常好的密封不透水性能，一般多采用铝/聚乙烯粘结护套，钢丝铠装结 构。水下光缆可分为浅水光缆和海底光缆，海底光缆将在特种光缆中介 绍。 浅水光缆结构如图4-1-6（d）所示。缆芯内用一层或两层较粗钢丝
电缆制造设备和加工工艺来制造，工艺比较简单，也很成熟。 4.1.2.2紧套结构光缆 紧套结构光缆又称紧结构光缆，其特点是光纤芯线在光缆中无自由
移动空间。光纤芯线 与其它光缆中元件之间直接紧密接触。从结构上看，缆芯对光纤的保护作用 是不充分的。紧 急抢修光缆和单芯（软线）光缆等，属于紧结构光缆。对这种光缆的要求是 光缆应具有良好 的机械特性和温度特性。光纤一次涂覆材料应选用弹性模量低的热固化硅椽 胶，且厚度要厚 一些，二次涂层要选用弹性模量稍大的涂料作为涂层材料，并与一次涂覆层 紧密接触。
用。 4.1.6.2.室外光缆 用于室外敷设的光缆。由于光缆在室外环境中使用，故光缆需要经
受到各种外界机械作用力、温度变化的影响、风雨雷电等的作用，这样 室外光缆必须此，所需的保护措施更多，结构较室内光缆要 复杂的多。上述提到的架空光缆、管道光缆、直埋光缆、水底光缆和隧 道光缆以及下面将要介绍的特种光缆都属于室外光缆。而它的缆芯结构 可为中心管式、层绞式和骨架槽式三种中的任意一种。
4.1.4．按光缆缆芯结构型式分类 根据光缆缆芯结构特点的不同，又可将光缆分为：中心管式光缆、 层绞式光缆和骨架槽式光缆三种。 4.1.4.1中心管式光缆 将一次着色光纤或光纤束或光纤带无绞合地直接放入大塑料松套管 中，管内空隙处用防水油膏填充，大塑料松套管位于光缆结构的中心， 然后再挤制外护套等构成的光缆。一次着色光纤在中心松套管中的分布
（Φ2～2.5mm）绕包铠装，并用铝包密封。工艺上考虑重点是提高光缆 抗拉强度，使其能承受敷设和打捞光缆时张力影响，还要能防潮、防 水、防腐蚀，有很好抗侧压性能（水下深度越深，水压力越大）。
4.1.5.5隧道光缆 是指光缆线路经过公路、铁路等交通隧道、涵洞用光缆。要求这种光缆 具有一定的抗冲击能力，多采用玻璃纤维复合棒作光缆加强件，吸收冲击波 撞击。 4.1.6．按不同使用环境分类 按照光缆使用环境场所的不同，可将光缆分为：室内光缆、室外光 缆和特种光缆三种。 4.1.6.1．室内光缆 用于室内环境中，光缆所受的机械作用力、温度变化和雨水作用非 常小，因此，室内光缆结构最大特点是多为紧套结构、柔软、阻燃。以 滿足室内布线灵活便利之要求。所有室内光缆都属非金属光缆。由于这 个原因，室内光缆无须接地或防雷保护。室内光缆采用全介质结构保证 抗电磁干扰。各种类型室内光缆都是极易剥离的。为便于识别，室内光 缆外护层多为彩色。室内光缆主要特点是尺寸小，重量轻，柔软，耐 弯，便于布线，易于分支及阻燃等。可细分为三种类型：多用途室内光 缆，分支光缆和互连光缆。 ①多用途室内光缆 主要用于楼宇之间管道内、楼内向上的升井、天花板隔离层空间及 桌面布线用。因此又称为室内布线光缆. ②分支光缆 分支光缆有利于各光纤独立布线和分支。分支光缆分三种不同的结 构： a.2.7mm单元，运用于业务繁忙使用。 b.2.4mm单元, 运用于正常业务的应用。 c.2.0mm单元, 运用于业务量少的应用。 这些分支光缆可布放在楼宇之间冻点线下的管道内，大楼内向上的升井 里，计算机机房地板下及光纤到桌面之用。 ③互连光缆 互连光缆是指为计算机过程控制，数据引入和办公室布线进行语 言、数字、视频图象传输设备互连所设计光缆，通常有单芯和双芯两种 结构。如图４-１-7（c）所示。这种光缆最优之处是连接容易。单芯软 光缆是一种只含有一根涂覆光纤的光缆，通常都以合成纤维或玻璃纤维 复合棒作强度元件，特点是弯曲性能好，重量轻，尺寸小，适合于室内 敷设，特适用于光分配架上的跳线和光端机与光缆终端盒之间的连线之
4.1.2.3半松半紧结构光缆 在半松半紧结构光缆中，光纤在光缆中自由移动空间介于松套结构和紧 套结构之间。典型结构是紧套光纤直接放入V形骨架槽内构成骨架式光缆。 如图4-1-3（c）所示。目前，这种结构光缆已很少使用。 4.1.3按光纤形态分类 按光纤在塑料松套管中所呈现的形态可分为： 4.1.3.1分离式光缆：每根光纤在松套管中都呈独立分离的单根光纤状态 结构光缆。 4.1.3.2光纤束光缆：是将几根至十几根光纤扎成或用粘结剂粘成一个光 纤束后置放于塑料松套管中制成的光缆, 4.1.3.3光纤带光缆：是将4芯，6芯，8芯，10芯，12芯，16芯，24芯甚至 36芯的光纤平行排列并粘结成带后，再重叠成一个多层的光纤带后置入一个 松套管中构成缆芯，或将成带的光纤带置入骨架槽中成缆，再或者将若干个 这样的松套管放入骨架槽中绞合成缆后制成大芯数光缆。一般这种光缆结构 多用于高密度用户缆中。带状光缆特点是空间效率（光纤数/面积）高，光纤 容易处理和识别，可做到多根光纤一次接续。缺点是制造工艺复杂，加工引 起的微弯衰耗及光缆温度特性比较难以控制。
松套结构光缆 紧套结构光缆
半松半紧结构光缆
光纤形态
分离式光缆 光纤束光缆
光纤带光缆
光缆 缆芯结构
层绞式光缆 中心管式光缆
骨架式光缆
敷设方式
架空光缆 直埋光缆
水底光缆 隧道光缆 管道光缆
使用环境
室内光缆 室外光缆 特种光缆
防水方式
干式光缆 湿式光缆
半干半湿式光缆
图4-1-1光缆分类 4.1.1按网络层次分类 按照电信网网络功能和管理层次，公用电信网可以划分为： 核心网：长途端局以上部分（国内，国外）；
第四章光缆
4.1光缆种类与特点
由于光缆分类方法众多，使得光缆名称繁多复杂。我们在这里详细
地介绍光缆各种分类。为便于理解，我们将按照光缆服役的网络层次、
光纤在缆芯中的状态、光纤形态，缆芯结构，敷设方式，使用环境等将
光缆分类并一一进行论述。如图4-1-1所示。
核心网光缆
网络层次
中继网光缆
接入网光缆
光纤状态
中继网：长途端局与市局之间及市局之间部分； 接入网：端局到用户之间的部分。 因此，可根据光缆服务的网络层次将光缆分为：核心网光缆，中继网光 缆和接入网光缆。 4.1.1.1核心网光缆指用于跨省或国际长途干线网用光缆，多为几十芯室 外直埋光缆， 4.1.1.2中继网光缆指用于进入长途端局与市话局之间中继网光缆。中继 网光缆多为几十芯至上百芯室外架空，管道和直埋光缆, 4.1.1.3接入网光缆按其具体作用可细分为馈线光缆、配线光缆和引入线光 缆。 馈线光缆多为几百至上千芯光纤带光缆，配线光缆为几十至上百芯光缆，引 入线光缆则为 几芯至十几芯光缆。 4.1.2按光纤在缆芯中状态分类 按光纤在光缆中是否可自由移动的状态，可将光缆分为松结构光缆，紧结构 光缆和半松 半紧光缆。 4.1.2.1松套结构光缆 又称松结构光缆。它的特点是一次着色光纤在光缆中有一定自由 移动空间。光纤与光缆中其它元件（如:加强用钢丝芯，填充绳，金属 线等）不直接紧密接触，而是通过松套塑料管或V型塑料骨架槽分隔 开。在这种结构中，光纤处于较大自由空间内，有相对活动余地。套 塑管或V型骨架槽式结构是最典型的该结构。由于光纤在缆芯中是“自 由”的，会有一定的余长。当光缆受张力或压力时，光纤有一定的相对 活动空间，这样就可以减小光纤所受到的应力，并可减少光纤的微 弯。因此这种光缆结构具有非常优良的抗拉强度、抗侧压性能好、有 优异的抗冲击性能、成缆引起的微弯损耗也较小。缺点是加工工艺较 复杂，成缆时需要挤塑松套管或挤出V型塑料骨架槽，同时要使光纤 植入管或槽中，并且在挤出V型塑料骨架槽时，要求光纤成缆节距要 与V型骨架的螺旋槽节距同步一致才行。 松套光纤构成的层绞式光缆、中心管式光缆和UV一次涂覆光纤构成的骨 架式光缆属松 结构光缆。 松套层绞式光缆是将被覆光纤（套松光纤）以一定节距绞合成光缆单 元，许多光缆单元紧紧地围绕强度元件捆绞在一起成为高密度多芯光缆。这 种结构光缆很多，其特点是结构紧凑，光纤在松套管或V型骨架槽内有一定 的活动余地。光缆机械性能相对较好。这种结构与电缆结构相似，可用普通