光缆护套、油膏
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制造过程：
光纤
光纤素线
缆芯
Байду номын сангаас
光缆
2020/3/2
22
光纤通信系统
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。
2020/3/2
23
光纤通信系统
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。
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。
2020/3/2
20
光纤通信系统
❖光缆的概念； ❖光缆的优点； ❖如何安装； ❖常用光缆； ❖敷设方式。
2020/3/2
21
光缆
光纤通信系统
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。
材料：内护套的材料要能经受日晒雨淋，不致因紫外 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。
2020/3/2
13
光纤通信系统
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。
2020/3/2
14
光纤通信系统
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
按适用范围分类
中继、海底、用户、局内
2020/3/2
27
光纤通信系统
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
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。
缺点：制造工艺复杂。
光纤通信系统
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
2020/3/2
2020/3/2
17
光纤通信系统
G.655:非零色散光纤(NZDSF)
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。
2020/3/2
18
光纤通信系统
G.655光纤的色散
EDFA带宽
20
(1530~1565)nm
材料。
用中不受外部侧压力和内 部应力的影响。
2020/3/2
28
光纤通信系统
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。
2020/3/2
29
2020/3/2
3
光纤通信系统
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。
10
0
1.1 1.2
-10
-20
1.3 1.4
1.5 1.55 1.6 1.7
波长(μm)
2020/3/2
19
光纤通信系统
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
31
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。
光纤通信系统
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。
2020/3/2
32
光纤通信系统
缺点：1310nm处衰减偏大。
2020/3/2
12
光纤通信系统
652光纤的特点与应用
（G.652是大多数已安装的光纤）
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。
2020/3/2
24
光纤通信系统
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。
2020/3/2
25
光纤通信系统
光缆护套
作用：保护纤芯不受外界伤害。
10
光纤通信系统
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。
2020/3/2
11
光纤通信系统
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。
2020/3/2
4
光纤通信系统
2020/3/2
5
光纤通信系统
2020/3/2
6
光纤通信系统
Fiber Optic Manufacturing
2020/3/2
7
光纤通信系统
新型MCVD预制棒车床
2020/3/2
8
光纤通信系统
改进的电炉
2020/3/2
9
光纤通信系统
光纤拉丝塔主体
2020/3/2
2020/3/2
16
光纤通信系统
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。
30
光纤通信系统
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。
2020/3/2
-10
波长(μm)
-20
2020/3/2
15
光纤通信系统
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。
2020/3/2
26
光纤通信系统
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
第二章 光纤与光缆(3)
本节内容
2020/3/2
光纤和光缆的制造 几种常用的单模光纤 光纤接续
光缆的结构与种类
2
光纤通信系统
光纤的材料
❖要求：可拉长、拉细、卷绕；对 特定光波长透明；物理上合适，使 纤芯折射率与包层折射率仅有稍许 差异成为可能。
❖种类：玻璃纤维、卤化物玻璃纤 维、有源玻璃纤维、硫属化合物玻 璃纤维、塑料纤维。
光纤
光纤素线
缆芯
Байду номын сангаас
光缆
2020/3/2
22
光纤通信系统
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。
2020/3/2
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光纤通信系统
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。
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。
2020/3/2
20
光纤通信系统
❖光缆的概念； ❖光缆的优点； ❖如何安装； ❖常用光缆； ❖敷设方式。
2020/3/2
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光缆
光纤通信系统
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。
材料：内护套的材料要能经受日晒雨淋，不致因紫外 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。
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光纤通信系统
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。
2020/3/2
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光纤通信系统
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
按适用范围分类
中继、海底、用户、局内
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光纤通信系统
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
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。
缺点：制造工艺复杂。
光纤通信系统
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
2020/3/2
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光纤通信系统
G.655:非零色散光纤(NZDSF)
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。
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光纤通信系统
G.655光纤的色散
EDFA带宽
20
(1530~1565)nm
材料。
用中不受外部侧压力和内 部应力的影响。
2020/3/2
28
光纤通信系统
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。
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光纤通信系统
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。
10
0
1.1 1.2
-10
-20
1.3 1.4
1.5 1.55 1.6 1.7
波长(μm)
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光纤通信系统
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
31
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。
光纤通信系统
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。
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光纤通信系统
缺点：1310nm处衰减偏大。
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光纤通信系统
652光纤的特点与应用
（G.652是大多数已安装的光纤）
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。
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光纤通信系统
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。
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光纤通信系统
光缆护套
作用：保护纤芯不受外界伤害。
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光纤通信系统
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。
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光纤通信系统
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。
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光纤通信系统
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光纤通信系统
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光纤通信系统
Fiber Optic Manufacturing
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光纤通信系统
新型MCVD预制棒车床
2020/3/2
8
光纤通信系统
改进的电炉
2020/3/2
9
光纤通信系统
光纤拉丝塔主体
2020/3/2
2020/3/2
16
光纤通信系统
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。
30
光纤通信系统
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。
2020/3/2
-10
波长(μm)
-20
2020/3/2
15
光纤通信系统
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。
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光纤通信系统
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
第二章 光纤与光缆(3)
本节内容
2020/3/2
光纤和光缆的制造 几种常用的单模光纤 光纤接续
光缆的结构与种类
2
光纤通信系统
光纤的材料
❖要求：可拉长、拉细、卷绕；对 特定光波长透明；物理上合适，使 纤芯折射率与包层折射率仅有稍许 差异成为可能。
❖种类：玻璃纤维、卤化物玻璃纤 维、有源玻璃纤维、硫属化合物玻 璃纤维、塑料纤维。