光缆的种类结构型号及端别PPT

光纤规格代号：光纤的规格由光纤数和光纤类别组成。 光纤数目代号：用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字
表示。 光纤类别代号：用大写A表示多模光纤，大写B表示单模光纤，
再以数字和小写字母表示不同种类、类型的光纤。
Байду номын сангаас30上一页
举例
光缆型号为：GYTA53－4х2D10/125其表 示意义为通信室（野）外光缆，金属加 强构件，松套层绞结构，油膏填充式结 构铝－聚乙烯粘结护套，皱纹钢带铠装， 内 装 8 根 纤 芯 直 径 为 10µm 、 包 层 直 径 125µm的常规单模光纤。
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光缆型式组成
光缆型式有五部分组成如上图
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光缆型式组成
分类的代号及其意义为：
GY－通信用室（野）外光缆。 GR－通信用 软光缆。 GJ－通信用室（局）内光缆。 GS －通信设备室内光缆。 GH－通信用海底光 缆。GT－通信用特殊光缆。
加强构件的代号及其意义为：
无符号－金属加强构件； F－非金属加强构 件； G－金属重型加强构件；H－非金属重 型加强构件。
材料色散：光纤材料的折射率随光波长的变化而变化，从而 引起脉冲展宽的现象称为材料色散。不同波长的光脉冲将有 不同的传播速度，在到达出射端面时将产生时延差，从而使 脉冲展宽。
波导色散和极化色散就不作介绍。在多模光纤中，主要存在
模式色散、材料色散和波导色散；单模光纤中不存在模式色
散，而只存在材料色散和波导色散。
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常见光纤名词
模式——光学波动理论认为，光纤是一种传光 的波导，光波在光纤中只能以一定形式的电磁 场分布进行传输，这种周期性的电磁分布称为 模式，通常为模。
截止波长：截止波长是指单模光纤通常存在某 一波长，当所传输的光波长超过该波长时，光 纤就只能传播一种模式（基模）而在该波长之 下，光纤可能传播多种模式。

光纤端别的判定
第1页，共5页。
一、光缆端别的识别方法
• 一般的识别方法是：面对光缆截面，由
领示光纤（或导电线或填充线），以红
头绿尾（或蓝头黄尾）的顺序，顺时针
为A端；逆时针为B端。
B端
A端
加强
加强
芯
芯
第2页，共5页。
二、松套管序排列的方式
1、以红、绿领示电
导 线 或 填 充 绳 ， 红 （若红绿两管只作标识或填充绳时，不参与编号）
2一、、以光红缆、端绿别领的示识色别紧方套法、松套(单芯)、骨架(单芯)，其红色为1#管，顺时针数为2#、3#••••••绿色为最后1 #管。
排 列 数 为 2 # 、 3 # 、 一领、示光 色缆管端中别如的有识光别纤方则法参与编号.
芯 （2、若以红红绿、两绿管领只示作色标紧识套或、填松充套绳(单时芯，)不、参骨与架编(单号芯）)，其红色为1#管，顺时针数为2#、3#••••••绿色为最后1 #管。
色 为 1 # 管 ， 顺 时 针 6 1 1一、般以的红识、别绿方领法示是电：导面线对或光填缆充截绳面，，红由色领为示1光#管纤，（顺或时导针电排线列或数填为充2线#、）3，#、以•红•••头••。绿尾（或蓝头黄尾）的顺序，顺时针为A端；
加强 12、以红、绿领示电色导紧线 套或、填松充套绳(单，芯红)、色骨为架1#(单管芯，)顺，时其针红排色列为数1#为管2，#、顺3时#、针•数•••为••。2#、3#••••••绿色为最后1 #管。
2一、、以光红缆、端绿别领的示识色别紧方套法、松套(单芯)、骨架(单芯)，其红色为1#管，顺时针数为2#、3#••••••绿色为最后1 #管。 1、以红、绿领示电导线或填充绳，红色为1#管，顺时针排列数为2#、3#、••••••。

任务三 光缆的结构和型号
注：“B1.1”可简化为“B1”。
任务三 光缆的结构和型号
3）导电芯线的规格：导电芯线规格的构成应符合有关通信 行业标准中铜芯线规格构成的规定。 例如：
2×1×0.9，表示2根线径为0.9mm的铜导线单线。 3×2×0.5，表示3根线径为0.5mm的铜导线线对。 4×2.6/9.5，表示4根内导体直径为2.6mm、外导体内 径为9.5mm的同轴对。
任务三 光缆的结构和型号
任务三 光缆的结构和型号
（3）规格 光缆的规格是由光纤和导电芯线的有关规格组成。 1）光Байду номын сангаас规格的构成格式如图1-38所示。光纤的规格与导电 芯线的规格之间用“+”号隔开。
任务三 光缆的结构和型号
2）光纤规格的构成：光纤的规格由光纤数和光纤类别组成。如果 同一根光缆中含有两种或两种以上规格（光纤数和类别）的光纤 时，中间应用“+”号联接。 ①光纤数的代号用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。 ②光纤类别的代号应采用光纤产品的分类代号表示，按IEC607912（1998）《光纤第2部分：产品规范》等标准规定用大写A表示 多模光纤，大写B表示单模光纤，再以数字和小写字母表示不同种 类型光纤。多模光纤见表1-7，单模光纤见表1-8。
图1-40 端别判别与纤序排定
任务三 光缆的结构和型号
2．图1-41所示为某光缆端面，请解答下列问题： （1）判断光缆的端别。 （2）排定纤序并说明加强芯的主要作用。
图1-41 端别判别与纤序排定
任务三 光缆的结构和型号
（4）实例 例1：设有金属加强构件、自承式、铝护套和聚乙烯护 层 的 通 信 用 室 外 光 缆 ， 包 括 12 根 芯 径 / 包 层 直 径 为 50/125μm的二氧化硅系列多模渐变型光纤和5根用于远 供及监测的铜线径为0.9mm的4线组，光缆的型号应表示 为GYCL03 12Ala+5×4×0.9。

面(r - z)示于图2.5。
r
i dr
o
dz ri
rm
0
纤芯n(r) p
* r
z
图 2.5 渐变型多模光纤的光线传播原理
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r
i dr
o
dz ri
rm
0
纤芯n(r) p
* r
z
图 2.5 渐变型多模光纤的光线传播原理
如式(2.6)所示，一般光纤相对折射率差都很小，光线和中心轴线z的夹角也 很小，即sinθ≈θ。由于折射率分布具有圆对称性和沿轴线的均匀性，n与φ和z无关。 在这些条件下， 式(2.7)可简化为
g=2，n(r)按平方律(抛物线)变化，表示常规渐变型多模光纤的折射率分布。具有
这种分布的光纤，不同入射角的光线会聚在中心轴线的一点上，因而脉冲展宽减小
第15页/共65页
由于渐变型多模光纤折射率分布是径向坐标r的函数，纤芯各点数值孔径不同， 所以要定义局部数值孔径NA(r)和最大数值孔径NAmax
An(r)
r
i dr
o
dz ri
rm
0
纤芯n(r) p
(2.12a)
* r
z
由出射光线得到dr/dz=tanθ≈θ≈θ*/n(r)，由这个近似关系 和对式(2.10)微分得到
θ*=-An(r)risin(Az)+θ0 cos(Az)
(2.12b)
取n(r)≈n(0)，由式(2.12)得到光线轨迹的普遍公式为
•当θ=θc时，相应的光线将以ψc入射到交界面，并沿交界面向前传播(折射角 为90°)， 如光线2，
•当θ>θc时，相应的光线将在交界面折射进入包层并逐渐消失，如光线3。 由此可见，只有在半锥角为θ≤θc的圆锥内入射的光束才能在光纤中传播。

2019-10-21
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2.2.2 阶跃型光纤的标量近似解法
• 这种具有横向场的极化方向（即电场的空间指向）在 传输过程中保持不变的横电磁波，可以看成为线极化 波（或称线偏振波）。
• 由于E（或H）近似在横截面上，而且空间指向基本不 变，这样就可把一个大小和方向都沿传输方向变化的 空间矢量E变为沿传输方向其方向不变（仅大小变化） 的标量E。
①首先求出横向场Ey的亥姆霍兹方程
如选横向电场的极化方向与y轴一致，则横向场只有Ey分量，而
Ez=0,则
Et ey Ey
它在圆柱坐标系中，满足矢量的亥姆霍兹方程，而矢量的亥姆霍 兹方程已在预备知识中给出，为
2E k 2E 0 2Et k 2Et 0
k k0n
2 (eyEy ) k02n2 (eyEy ) 0
n0
1

n2 n1
2
sin n12 n22
(2-4)
• 只有能满足式（2-4）的射线，才可以在纤芯中形成 导波（即满足了全反射条件）。
2019-10-21
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2.2.1 阶跃型光纤光射线的理论分析
4．数值孔径的概念
• 由上面分析可知，并不是由光源射出的全部光射线都能在纤芯 中形成导波，只有满足式（2-4）条件的子午线，才可以在纤芯 中形成导波，这时就认为这些子午线被光纤捕捉到了。
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2.2.1 阶跃型光纤光射线的理论分析
例2.2.1：计算n1=1.48，n2=1.46的阶跃折射率分布光 纤的相对折射指数差和数值孔径。
n1 n2 1.48 1.46 0.0135
n1
1.48

接入网 √ 适用 √ 可用
√ 适用
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内容摘要
1 光纤分类及其应用 2 光缆结构分析及应用分类
14
光纤存在微裂纹
微裂纹 ！
F
1、产生原因
外界杂质； 机械磨损； 表面结构差异。
2、断裂过程
在外力或水的侵蚀作用下，非常小的微裂纹 扩大，传播，可以引起崩溃性的断裂。
3、光缆设计
保护光纤不受外力和避免水的侵蚀作用。
减小弯曲半径 G.657
降低色散斜率
产生非零色散
G.656
G.655
减小模间色散
零色散位移 G.653 G.652
G.651
G.654 截止零色散位移
传输距离
12
光纤选用技术建议
光纤分类 A1a、A1b
G.652B G.652D G.655 G.657
核心网
√ 可用 √ 可用 √ 适用
城域网
√ 适用 √ 适用 √可用
单位 G/cm3 N/mm2 N/mm2
数值 2.2 72900 33000
热膨胀系数
K-1
5.5×10-7
注意：光纤重量：27g/km，温度变化（40C-20C）光纤长度变化1.1cm。
2.缺点：容易发生脆性断裂。
4
为什么选用光纤作传输媒质？
传输介质 带宽MHz
对绞线
6
衰减系数 中继距离 抗电磁干 尺寸与重量 敷设安装
IEC标准 A1a 、A1b B1.1、B1.3 B2 B1.2 B4 B6
3
光纤材料
1.光纤的定义：光纤是由高纯透明材料组成的光传输媒质。
2.光纤材料：石英玻璃、塑料、晶体…….。
3.石英玻璃：

光缆
光缆
“光缆是为了满足光学、 机械或环境的性能规范而 制造的，它是利用置于包 覆护套中的一根或多根光 纤作为传输媒质并可以单 独或成组使用的通信线缆 组件”。
1.光缆的结构
光缆的基本结构一般由缆芯、加强构件、 填充物和护层等几部分构成，除了这些基 本结构之外，根据实际需要还要有防水层、 缓冲层、绝缘金属导线等构件。
（3）护层结构
– 护层的主要作用是保护缆芯，提高机械性能和防护性能。不同的护 层结构适合不同的敷设条件。 – 光缆的护层分为外护层和护套两部分，护套用来防止钢带、加强构 件等金属构件损伤光纤；外护层进一步增强光缆的保护作用。
（4）填充结构
– 填充结构用来提高光缆的防潮性能，在光缆缆间空隙中注入填充物， 以防止水汽进入光缆。
（7）按护层材料性质可分为聚乙烯护层普通光缆、聚氯乙烯护层 阻燃光缆和尼龙防蚁防鼠光缆。 （8）按传输导体、介质状况可分为无金属光缆、普通光缆和综合 光缆。 （9）按结构方式可分为扁平结构光缆、层绞结构光缆、骨架式结 构光缆、铠装结构光缆和高密度用户光缆等。 （10）目前通信用光缆可分为
– 室(野)外光缆——用于室外直埋、管道、槽道、隧道、架空及水下敷设 的光缆。 – 软光缆——具有优良的曲挠性能的可移动的光缆。 – 室(局)内光缆——用于室(局)内布放的光缆。 – 设备内光缆——用于设备内布放的光缆。 – 海底光缆——用于跨海洋敷设的光缆。 – 特种光缆——除上述几类之外，作特殊用途的光缆。
归纳思考
光缆的基本结构包括缆芯、加强构件、填充物 和护层等。 不同敷设方式的光缆结构上应有什么不同？ 为什么会有不同种类的光缆？
2．光缆的种类
（1）根据传输性能、距离和用途光缆可分为市话光缆、 长途光缆、海底光缆和用户光缆。 （2）按光纤的种类可分为多模光缆和单模光缆。 （3）按光纤套塑方法可分为紧套光缆、松套光缆、束管 式光缆和带状多芯单元光缆。 （4）按光纤芯数可分为单芯光缆、双芯光缆、四芯光缆、 六芯光缆、八芯光缆、十二芯光缆、二十四芯光缆等。 （5）按加强件配置方法可分为中心加强构件光缆、分散 加强构件光缆、护层加强构件光缆。 （6）按敷设方式可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆 和水底光缆。

政策支持力度加大
政府将加大对光缆线路产业的支持 力度，推动产业升级和技术创新。
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01
02
03
光的全反射
光缆利用光的全反射原理 ，将光信号限制在光缆内 部传播，不受外界环境影 响。
光的折射与反射
光在光缆中传播时，会经 历折射和反射，通过不断 的折射和反射，光信号能 够持续向前传播。
光信号的保持
光缆的结构设计能够保持 光信号的稳定传播，减少 光信号的衰减和失真。
光缆线路的传输特性
光缆线路的维护与保养
定期巡检
定期对光缆线路进行巡检，检查线路是否有 破损、老化等现象。
防水处理
对管道敷设的光缆线路进行防水处理，防止 水渗入管道。
防雷措施
在雷雨季节加强防雷措施，避免雷电对光缆 线路造成损坏。
清洁保养
定期对光缆线路进行清洁保养，保持线路的 干净整洁。
05
光缆线路故障诊断与处 理
光缆线路故障类型与原因
色散
光缆线路的色散是指不同波长的 光信号在传播速度上的差异，导 致光信号的脉冲展宽。
04
光缆线路的敷设与维护
光缆线路的敷设方式
直埋敷设
将光缆埋设于地下，适 用于平坦地区和大长度
敷设。
管道敷设
通过预埋的管道进行光 缆敷设，便于后期维护
。
架空敷设
将光缆架设在电杆上， 适用于山区和跨越河流
等地区。
水底敷设
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04
按使用环境
室外光缆和室内光缆。
按结构
层绞式、骨架式、中心束管式 等。
按光纤类型
G.652、G.657等。
光缆的型号与规格
型号
如GYTS、GYTA等，代表不同类型的光缆。

图2-4 光在阶跃折射率光纤中的传播
05.11.2020
（教材1h 4页）
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2.1.2 光纤的分类
光纤通信
（1）多模光纤
当光纤的几何尺寸（主要是芯径d1）远大于光波波长时（约
1μm），光纤传输的过程中会存在着几十种乃至几百种传输模 式，这样的光纤称为多模光纤。如图2-5和图2-6所示。
（2）单模光纤
（4）G.655光纤 由于G.653光纤的色散零点在1 550nm附近，DWDM系统在零
色散波长处工作易引起四波混频效应。为了避免该效应，将色散零 点的位置从1 550nm附近移开一定波长数，使色散零点不在1 550nm附近的DWDM工作波长范围内。这种光纤就是非零色散位移 光纤（NDSF）。
05.11.2020
其中，n1为纤芯折射率，n2为包层折射率，a为芯半径，r为离 开纤芯中心的径向距离，Δ为相对折射率差，Δ=(n1 − n2 )/ n1 。
多模光纤的折射率分布，决定光纤带宽和连接损耗，单模光纤 的折射率分布，决定工作波长的选择。
05.11.2020
（教材1h 7页）
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2.1.2 光纤的分类
光纤通信
4．单模光纤的分类
（3）G.654光纤 G.654光纤是截止波长移位的单模光纤。其设计重点是降低1
550nm的衰减，其零色散点仍然在1 310nm附近，因而1 550nm 窗口的色散较高。G.654光纤主要应用于海底光纤通信。
光在阶跃折射率光纤和渐变折射率光纤的传播轨迹分别 如图2-5和图2-6所示。
图2-4 光在阶跃折射率多模光纤中的传播
图2-4 光在渐变折射率多模光纤中的传播
05.11.2020
（教材1h 3页）

• 一次涂敷层是为了保护裸纤而在其表面涂上的聚氨基 甲酸乙脂或硅酮树脂层，厚度一般为 30～150μm。
• 套层又称二次涂覆或被覆层，多采用聚乙烯塑料或聚 丙烯塑料、尼龙等材料。经过二次涂敷的裸光纤称为 光纤芯线。
纤芯
套层 一次涂覆层 包层
套层 一次涂覆层 包层 纤芯
光纤的结构示意图
光纤的分类
按光纤组成材料划分
种结构。紧套光纤有二层和三层结构。 • 加强元件：用于增强光缆敷设时可承受的负荷。一般
是金属丝或非金属纤维。 • 护层：具有阻燃、防潮、耐压、耐腐蚀等特性，主要
是对已成缆的光纤芯线进行保护。根据敷设条 件可由铝带/聚乙烯综合纵包带粘界外护层（ LAP），钢带（或钢丝）铠装和聚乙烯护层等组 成。
• G.655光纤：非零色散位移单模光纤，在1.55μm～1.65μm处色散值 为0.1～6.0ps/（nm.km），用以平衡四波混频等非线性效应，适用于 高速（10Gb/s以上）、大容量、DWDM系统。
光缆的基本结构
光缆一般由缆芯、加强元件和护层三部分组成。 • 缆芯：由单根或多根光纤芯线组成，有紧套和松套两
2a
2a
2a
n n1
n2
0a b r （a）阶跃光纤
n n1
n2
0 a br （b） 渐变光纤
n n1 n2
n3
0 a cbr （c）W型光纤
阶跃型光纤（SIF）：纤芯折射率呈均匀分布，纤芯和 包层相对折射率差Δ为1%～2%。
渐变型光纤（GIF）：纤芯折射率呈非均匀分布，在轴 心处最大，而在光纤横截面内沿半径方向逐渐减小，在纤 芯与包层的界面上降至包层折射率n2。
• G.652光纤：常规单模光纤，也称为非色散位移光纤，其零色散波长 为1.31μm，在1.55μm处有最小损耗，是目前应用最广的光纤。