浅谈综合布线中的光纤光缆选型

自从1977年世界上第一条光纤通信系统在美国芝加哥市投入商用以来，光纤通信的应用发展极为迅速，而光纤光缆一直是光纤通信系统中最重要的组成部分。

如今，不仅国际及国家级的通信干线均采用光缆，伴随着IP业务的高速发展以及HDTV等新兴业务对网络容量的巨大需求，在建筑内部的综合布线系统(GCS)中，光缆也得到了越来越广泛的应用。

众所周知，综合布线系统本身是一个前瞻性系统，而且有着复杂的应用环境，因此，如何综合各个方面的需求，选择合适的光缆型号，也越来越受到综合布线设计者们的重视。

光纤的选型一、光纤的选型光缆不同于铜缆，最大的区别在于，光缆中的光纤本身就是独立的传输介质，而光缆中所有其它元件只是对光纤起到保护作用,在增强各种机械物理及环境性能的同时保证对内部的光纤传输性能影响最小。

所以对于光缆的传输性能，取决于内部的光纤类型。

光纤实际是由折射率较高的纤芯（core）和折射率较低的包层（cladding）组成，射入纤芯的光信号，经包层界面反射，使光信号在纤芯中传播前进，按照光在光纤中的传输模式可分为单模和多模。

典型多模光纤的纤芯直径为50或62.5μm，包层外径125μm，通常表示为50/125μm或62.5/125μm。

62.5μm芯径多模光纤比50μm芯径多模光纤芯径大、数值孔径高，能从LED 光源耦合入更多的光功率，因此在光纤发展初期，62.5／125μm多模光纤首先被美国采用为多家行业标准。

而50／125μm多模光纤主要在日本、德国作为数据通信标准使用。

由于北美光纤用量大和美国光纤制造及应用技术的先导作用，包括我国在内的多数国家均将62.5／125μm多模光纤作为局域网传输介质和室内配线使用。

上述形势一直维持到九十年代中后期。

随着局域网传输速率不断升级，50μm芯径多模光纤越来越引起人们的重视。

50／125μm光纤数值孔径和芯径较小，带宽比62.5／125μm光纤高，制作成本也可降低1／3。

因此，各国业界纷纷提出重新启用50／125μm多模光纤。

新一代多模光纤 “NGMMF”（New Generation Multi Mode Fiber）是一种50／125μm渐变折射率分布的多模光纤，采用50μm芯径是因为这种光纤中传输模的数目大约是62.5μm多模光纤中传输模的1／2.5。

这可有效降低多模光纤的模色散，增加带宽。

对850nm波长，50／125μm比62.5／125μm多模光纤带宽可增加三倍（500MHz.km比160MHz.km）。

按IEEE802.3标准推荐，在1000BASE-SX 下，62.5μm芯径多模光纤只能传输275米；而50μm芯径多模光纤可传输550米；对于10GBASE-SR，40GBASE-SR4，100GBASE-SR10，50μm芯径的多模光纤则以绝对的优势一统天下。

典型单模光纤的纤芯直径为9μm左右，包层外径125μm，通常表示为9/125μm。

按照ITU-T系列标准的分类，单模光纤被分为G.652、G.653、G.654、G.655、G.656、G657六个大类和若干子类。

G.653光纤是色散位移单模光纤，IEC和GB/T把G.653光纤分类命名为B2型光纤，这种光纤可以对色散进行补偿，使光纤的零色散点从1.31μm处移到1.55μm附近，因此多用于通信干线网，现在基本被G655所取代。

G.654光纤被称为衰减最小光纤，也称为1550nm性能最佳光纤，IEC和GB/T把G.654光纤分类命名为B1.2型光纤，它是为了满足海底缆长距离通信的需求而开发的一种应用于1.55μm 波长的纯石英芯单模光纤，它在该波长附近上的衰减最小，仅为0.185dB/km。

G.655类光纤是非零色色散位移单模光纤，IEC和GB/T把G.655类光纤分类命名为B4类光纤，它的出现主要是因为色散位移光纤在 1.55μm 色散为零，会产生四波混频，导致信道间发生串扰，不利于多信道的WDM 系统，而如果有微量色散，FWM 干扰反而还会减小。

非零色散光纤实质上是一种改进的色散位移光纤，其零色散波长不在1.55μm，而是在1.525μm 或1.585μm 处。

非零色散光纤削减了色散效应和四波混频效应，而标准光纤和色散移位光纤都只能克服这两种缺陷中的一种，所以非零色散光纤综合了标准光纤和色散位移光纤最好的传输特性，既能用于新的陆上网络，又可对现有系统进行升级改造，它特别适合于高密度WDM 系统的传输。

G.652类是常规单模光纤，也是目前综合布线应用最广的单模光纤，目前分为G.652A、G.652B、G.652C和G.652D四个子类,IEC和GB/T把G.652C命名为B1.3外，其余的则命名为B1.1。

这四个子类可以通过下面两个表进行一下比较。

由以上的详细参数及实际应用属性的比较可以看出，G652D既可和G652B兼容，又消除了1380nm附近的水吸收峰。

所以不管是从保护现有投资的角度，还是保证未来需求的角度，G652D都是常规单模光纤的不二之选。

G657类光纤称为弯曲不敏感光纤，IEC把G.654光纤分类命名为B6型光纤。

它的出现主要是为了适应目前全球范围内广泛开展的FTTX项目。

对于G657光纤关注的焦点主要在两个方面，一是最小弯曲半径，二是与常规单模光纤（如G652D）的兼容性我们可以通过2006年和2009年发布的ITU-TG.657光纤标准中的参数进行一下分析比较：可以看出在ITU-TG.657标准中分为A和B两个大类的整体结构，A大类与G.652光纤能够完全兼容使用，而B大类在部分指标上并不要求与G.652光纤兼容，允许更小的模场直径(MFD)、更大的衰减系数和不同的光纤结构。

另外还引入了三个弯曲等级，弯曲等级按照最小弯曲半径进行区分：弯曲等级1对应最小弯曲半径为10mm的产品；弯曲等级2对应最小弯曲半径为7.5mm的产品；弯曲等级3对应最小弯曲半径为5mm的产品。

对于综合布线中使用的G657光纤，通常情况下会与电信间的引入光缆相融接，因此以G657A类的选型居多。

光缆的选型二、光缆的选型前面提到，对于光缆来说，光纤是独立的传输单元，光缆的作用是根据实际应用需求，将一定数量的光纤集合到一起，并提供相应的保护，这种保护主要体现在几个方面：a、因为通信光纤本身的主要材料为SiO2,俗称玻璃，而且外径很小，包括一次涂覆层在内也不过250μm，易碎易断。

同时光纤在受到应力拉伸或挤压时，其传输性能会大打折扣，所以为了让光纤能在架空，地埋，水下，墙内等各种环境下敷设且长期稳定的运行，必须为光纤提供机械保护，使光纤在各种环境下免受应力。

b、将光纤与外界隔离，防止水分潮气的侵蚀。

光纤长期处于潮湿或有水汽的地方，光纤表面会产生裂纹，对光纤强度产生影响。

更重要的是，水分子会和光缆中的其它部件特别是金属部件发生化学反应，产生氢气或氢氧根离子，而光纤在氢气或氢氧根离子作用下会发生氢损，导致光纤的重要传输性能指标---衰减大大增加。

c、提供诸如防雷，防火，防鼠，防紫外线等其它保护功能。

那么，从以上几点展开，可以将光缆分为室内光缆，室外光缆及室内外通用光缆三类。

1、室内光缆顾名思义，室内光缆的主要应用场所在室内，主要敷设方式为线缆桥架，地板或墙内敷设。

分析室内安装环境可以发现，室内多为人员密集地，且建筑结构复杂，转弯拐角处多，但是大自然的风雨日照对其影响很小。

所以室内光缆的设计重点在于线缆的弯曲性能，防火性能，而对于防水，防紫外线照射等性能要求较为宽松。

市场上见到的室内光缆多数采用紧包结构，无阻水油膏、阻水带等阻水部件，加强件采用非金属加强芯（如芳纶纱，玻璃纤维）等材料，护套材料多为FR/PVC阻燃聚氯乙烯及LSZH低烟无卤聚烯烃材料。

相比FR/PVC，LSZH 材料更胜一筹，因为LSZH不仅和FR/PVC一样具有阻燃功能，同时由于不含卤素，在燃烧时产生的烟雾对人体的伤害要远远小于FR/PVC.以下为几款典型的室内光缆结构图：其中图2所示的室内松套管非金属光缆，虽然采用的是松套管结构，但是由于是室内环境应用，管中并没有填充阻水油膏。

这种结构的光缆多用于目前发展迅猛的数据中心等高密度配线项目，由于一根松套管内含有12或24芯着色光纤，刚好与MPO等连接头或配线设备芯数相适应，同时还免去了去除油膏，紧包纤剥离等操作过程，大大提高了现场操作效率。

2、室外光缆由于室外光缆的应用环境均在户外，如一个大学校园的综合布线，室外光缆通常都采取的是接近直线的布线方式，无论是敷设方式是架空，还是管道，还是直埋。

都有可能要跨越内湖，景观河，马路，建筑物等。

所以对于室外光缆，最重要是的光缆的机械物理性能及防水性能，同时由于在建筑物外部，还要注意防雷，防鼠等性能。

通常室外光缆都有相应的阻水措施，如阻水油膏，阻水带；机械物理性能加强措施，如中心加强件，铠装；且外护套材料多为HDPE高密度聚乙烯材料。

以下为几款典型的室外光缆结构图：其中图4所示的室外层绞式非金属光缆，中心采用FRP 玻璃纤维杆加强件，配以玻璃纤维非金属铠装层，在机械物理性能上与传统的钢丝加强件及复合钢带铠装的室外光缆完全相同，但是在单位长度上重量只有其二分之一，这不仅减少了工程安装的难度，还间接减少了物流成本。

更重要的是，用玻璃纤维铠装代替复合钢带铠装，这是一个“一箭双雕”的改进，那就是同时达到了防鼠和防雷效果。

3、室内外通用光缆室内外通用光缆就是指同时具有室内和室外光缆特性的光缆。

同时具备阻燃、耐火、低烟、无卤、防鼠、防水及防雷等特性，又能满足阻燃和耐火两大系列的缆线防火标准。

目前市场上能稳定生产此类光缆的厂家并不多，当然，由于性能全面，所采用的材料不同，在成本上与普通室内或室外光缆相比也有所提升。

以下为典型的室内外通用光缆结构图：综合以上关于光纤和光缆的分析，对于综合布线中的光纤光缆选型，设计者还是应该结合实际项目的应用环境、功能需求，同时考虑到未来的发展方向、产品造价等因素后做出最终决择!参考文献参考文献：：1.《光纤通信》 刘增基，周洋溢，胡辽林，周绮丽2.《城域传送网的光纤特性和应用原则》 张海懿3.《世界光纤光缆市场的新动向》 艾恕4.《G.657光纤技术发展和市场应用前景研究报告》 唐红炬5.《德特威勒综合布线系统解决方案》 Datwyler company7.《SERIES G: TRANSMISSION SYSTEMS AND MEDIA,DIGITAL SYSTEMS AND NETWORKS-Transmission media and optical systems characteristics –Optical fibre cables》 ITU-T8.《International Standard ISO/IEC 8802-3》 IEEE,ISO/IEC。