光缆基础知识
- 格式:doc
- 大小:823.59 KB
- 文档页数:25
光纤光缆知识培训一、光纤光缆的基本概念光纤光缆是一种用于传输光信号的通信线路,它由一根或多根纤维组成,每根纤维都是以光波导的形式将光信号进行传输。
光纤光缆能够实现宽带、高速、远距离传输,并且具有抗干扰能力强、信息安全性高的优点。
光纤光缆的基本构造包括光纤芯、包层和护套。
光纤芯是传输光信号的主体,其材料通常为二氧化硅。
包层用于包裹光纤芯以提高光纤的抗折和抗拉性能,通常采用二氧化硅或者氟化聚合物。
护套则是用于保护整根光缆的材料,一般为聚乙烯或者聚氯乙烯等塑料材料。
二、光纤光缆的传输特性1. 带宽大:相比于传统的铜质电缆,光纤光缆的带宽更大,能够支持更高速的数据传输。
2. 传输距离远:光纤光缆能够实现较长距离的信号传输,通常能够实现几十公里到上百公里的传输距离。
3. 信号衰减小:光纤光缆的信号衰减非常小,可以在长距离内保持信号的稳定传输。
4. 抗干扰性强:由于光信号是以光波导的形式进行传输,光纤光缆具有良好的抗干扰性,能够在电磁干扰较严重的环境下实现稳定的传输。
5. 信息安全性高:光纤光缆传输的是光信号,而非电信号,因此很难被窃听,具有较高的信息安全性。
三、光纤光缆的应用领域1. 通信网络:光纤光缆是构建光纤通信网络的关键基础设施,其宽带、高速、远距离传输的特性使得其被广泛应用于长途、城域通信网的建设。
2. 数据中心:在数据中心网络中,光纤光缆能够提供高速、大容量的数据传输,以满足大数据处理和云计算等应用的需求。
3. 工业自动化:光纤光缆的抗干扰性强,使得其在工业自动化领域得到广泛应用,用于传输各类传感器信息、控制信号等。
4. 医疗领域:光纤光缆被广泛应用于医疗设备中,用于传输医学图像、激光手术器械等。
5. 军事领域:由于其信息安全性高的特性,光纤光缆在军事通信和指挥控制系统中得到广泛应用。
四、光纤光缆的安装和维护1. 安装前的准备:在进行光纤光缆的安装前,需要对线路进行详细的规划设计,包括线路路径选择、光缆类型选择等。
光纤和光缆基础知识光纤光缆基本知识一、光纤通信及发展史1、1966年英籍华人高锟提出“光纤通信”.2、以激光为光源,经光纤为传输媒质的通信方式,叫做光纤通信.3、1983年武汉三镇使用光纤通信投入电话网中使用,标志着我国光纤通信进入使用阶段.二、光通信原理介绍及光纤通信的特点1、全反射原理:1)光从光密介质射入光疏介质。
2)入射角大于临界角。
2、光通信特点:优点:1)传输频带宽、通信容量大2) 中继距离远、损耗低3)抗电磁能力强、无串话4)重量轻5)资源丰富6)抗化学腐蚀、柔软可绕缺点:1)强度不如金属2)连接比较困难3)分路耦合不变4)弯曲半径不宜太小5)传输能量比较困难三、光纤通信系统的组成光发送光传输光接收光端机四、光纤简介1、光纤的结构:由纤芯、包层、涂覆层组成2、光纤分类:1)按材料组成分:玻璃光纤、塑料光纤2)按传输模式分:单模光纤、多模光纤单模光纤G652 折射率:1310nm 1.4677 1550nm 1.4682G655 折射率:1550nm 1.4690多模光纤芯径62.5um A1b 折射率:850nm 1.496 1300nm 1.487芯径50um A1a 折射率:850nm 1.482 1300nm 1.4773、常用光纤的主要技术特性及部分指标介绍指标的介绍:1)衰减:光在光纤中传输时能量的损耗2)色散:光脉冲在光纤中传输时脉冲的展宽3)偏振模色散:基模可分解成两个垂直相交的偏振模,光脉冲在光纤中传输时现两个垂直的偏振模间的时延差4)光纤几何参数:包层直径、涂层直径、光纤不圆度同心度误差:芯/包层<1um 涂覆层/包层<12um不圆度=长轴直径-短轴直径/标准值4、模场直径:基模光斑的大小标准:9.2+0.4um模:光在光纤中的传输方式(单模、多模)纤芯直径:8.3um5、截止波长:保证光纤以基模传输的最小波长(G652 1100-1330nm)常用光纤的主要技术特性G652 衰减 1310nm≤0.36dB/km 1550nm≤0.22dB/km模场直径 1310nm 9.3+0.5um 1550nm 10.5+0.8um包层直径 125+1.0um包层不圆度≤02%模场/包层同心度误差≤1um涂层直径 245+5um涂层不圆度 /涂层与包层同心度误差 <12um截止波长 1100nm≤λc≤1330nm零色散波长 1300nm-1324nm零色散斜率≤0.093Ps/nm2.km1288-1339nm波长范围内色散系数≤3.5 Ps/nm.km1271-1360nm波长范围内色散系数≤5.3 Ps/nm.km1550nm波长范围内色散系数≤17 Ps/nm.km衰减不连续性—--在1310nm或1550nm处均没有大于0.01dB的不连续点,实际一般控制≤0.03dB.衰减不均匀性----在光纤后向散射曲线上,任意500米长度上的实测衰减值与全长平均每500米的衰减值之差的最坏值应≤0.05dB.外观检查----排丝整齐,颜色鲜明涂覆层牢固光洁,不脱皮.G655 (康宁LEAF、朗讯真波、长飞大保实)康宁 LEAF :衰减: 1550nm ≤ 0.22dB/km模场直径(MFD):9.5±0.6um截止波长(λcc) 1470nm色散:1530-1565nm 2.0-6.0 PS/nm.km1565-1625nm 4.5-11.2 PS/nm.km零色散斜率≤0.1Ps/nm2.kmPMD ≤0.1PS/km1/2朗讯真波:衰减:1550nm≤ 0.22dB/km模场直径(MFD):9.4±0.6um截止波长(λcc) 1260nm色散:1530-1565nm 2.0-6.0 PS/nm.km1565-1625nm 4.0-8.6 PS/nm.km零色散斜率≤0.05Ps/nm2.kmPMD ≤0.5PS/km1/2光缆的简单介绍1、缆的分类按光纤类别分:单模光纤光缆、多模光纤光缆按缆芯结构分:中心束管式、层绞式、骨架式层绞式把松套光纤绕在中心加强件周围绞合而构成。
光缆知识一、光缆基本知识1.1 什么是光缆对光缆的基本要求是保护光纤的机械强度和传输特性,防止施工过程和使用期间光纤断裂,保持传输特性稳定。
为此,必须根据使用环境设计各种结构的光缆,以保证光纤不受应力的作用和有害物质的侵蚀。
用适当的材料和缆结构,对通信光纤进行收容保护,使光纤免受机械和环境的影响和损害,适应不同场合使用。
1.2 影响光纤性能和寿命的因素A)应力:导致光纤断裂或衰减增加B)水和潮气:使光纤易于断裂(变脆),影响寿命C)氢气(压):光纤在一定具有压力的氢气作用下,光纤衰减曲线会在1240nm处产生突变的吸收峰,使1310nm及1550nm波长处的衰减明显增加。
1.3 光缆设计的基本原则针对光纤的弱点,光缆设计应遵循以下原则:A)为光纤提供机械保护,使光纤在各种环境下免受应力;B)必须防止水分和潮气侵入;C)必须避免光缆中产生氢气,尤其避免形成氢压。
1.4 光缆的基本性能包括:光缆中的光纤传输特性、光缆的机械特性、光缆的环境特性和光缆的电气特性光缆的传输特性取决于被覆光纤。
对光缆机械特性和环境特性的要求由使用条件确定。
光缆生产出来后,对这些特性的主要项目,例如拉力、压力、扭转、弯曲、冲击、振动和温度等,要根据国家标准的规定做例行试验。
成品光缆一般要求给出下述特性,这些特性的参数都可以用经验公式进行分析计算,这里我们只作简要的定性说明。
1) 拉力特性光缆能承受的最大拉力取决于加强件的材料和横截面积,一般要求大于1km光缆的重量,多数光缆在100~400kg范围。
2) 压力特性光缆能承受的最大侧压力取决于护套的材料和结构,多数光缆能承受的最大侧压力在100~400kg/10cm。
3)弯曲特性弯曲特性主要取决于纤芯与包层的相对折射率差△以及光缆的材料和结构。
实用光纤最小弯曲半径一般为20~50mm,光缆最小弯曲半径一般为200~500mm,等于或大于光纤最小弯曲半径。
在以上条件下,光辐射引起的光纤附加损耗可以忽略,若小于最小弯曲半径,附加损耗则急剧增加。
光缆基本知识介绍:一、光纤的组成与分类1、光纤按其制造材料的不同可分为石英光纤和塑料光纤,石英光纤即通常使用的光纤,石英光纤按其传输模式的不同分为单模光纤和多模光纤。
塑料光纤全部由塑料组成,通常为多模短距离应用,还处于起步阶段,未有大规模应用。
2、石英光纤的结构:石英光纤由纤芯、包层及涂覆层组成,其结构如图:光纤中光的传输在纤芯中进行,因包层与纤芯石英的折射率不同,使光在纤芯与包层表面产生全反射,使光始终在纤芯中传输,而塑料涂覆层起保护石英光纤及增加光纤强度的作用,因石英很脆,若没有塑料的保护则无法在实际中得到应用,正因为光纤的结构如此,所以光纤易折断,但有一定的抗拉力。
3、石英光纤的分类单模光纤G.652A(B1.1简称B1)G.652B(B1.1简称B1)G.652C(B1.3)G.652D(B1.3)G.655A光纤(B4)(长途干线使用)G.655B光纤(B4)(长途干线使用)多模光纤50/125(A1a简称A1)62.5/125(A1b)二、光缆的结构1、室外光缆主要有中心管式光缆、层绞式光缆及骨架式光缆三种结构,按使用光纤束与光纤带又可分为普通光缆与光纤带光缆等6种型式。
每种光缆的结构特点:①中心管式光缆(执行标准:YD/T769-2003):光缆中心为松套管,加强构件位于松套管周围的光缆结构型式,如常见的GYXTW型光缆及GYXTW53型光缆,光缆芯数较小,通常为12芯以下。
②层绞式光缆(执行标准:YD/T901-2001):加强构件位于光缆的中心,5~12根松套管以绞合的方式绞合在中芯加强件上,绞合通常为SZ绞合。
此类光缆如GYTS等,通过对松套管的组合可以得到较大芯数的光缆。
绞合层松套管的分色通常采用红、绿领示色谱来分色,用以区分不同的松套管及不同的光纤。
层绞式光缆芯数可较大,目前层绞式光缆芯数可达216芯或更高。
松套层绞式普通光缆(GYTA - GYTS - GYTA53 - GYTY53 - GYTA33 - GYTA(Y)533)③骨架式光缆:加强构件位于光缆中心,在加强构件上由塑料组成的骨架槽,光纤或光纤带位于骨架槽中,光纤或光纤带不易受压,光缆具有良好的抗压扁性能。
一:架空光缆(一):填空题:1:架空光缆主要有钢绞线支承式和自承和两种。
应优先选用钢绞线支承式。
我国基本上都采用钢绞线支承式。
这种结构是通过杆路吊线托挂或捆扎。
对于长途一级干线需要部分架空时,市区用管道光缆野外用埋式光缆。
2:架空线路的杆间距离,市区为35-40 郊区为40-50 .3:架空光缆的吊线釆用规格为7/2.2mm 的镀锌钢绞线,吊线的安全系数不低于3(S≥3)对长途一级干线需要釆用架空挂设时,埋式钢丝铠装光缆重量超过时,在重负荷区可减少杆间距或釆用 1.5gk/m钢绞线。
4:架空光缆应根据专用环境选择符合温度特性要求的光缆。
-30°以下的地区不宜釆用架空光缆。
5:架空光缆的垂度的取定要考虑光缆架设过程中和架设后受到最大负载时产生的伸长率少于0。
2% 。
6:架空光缆可适应的地杆上作伸缩余留,一般重负荷区要求每杆上都作“Ω”预留,中负荷区2—3档档作一预留,轻负荷区3—5档档作一处预留对于冰期地区可以不作余留,但布放时光缆不能拉得太紧注意自然垂度.7:架空光缆釆用吊线托架即吊挂式最广泛的架接方法.8:光缆挂钩距离要求为50cm 允许偏差不大于±3cm 电杆两侧的第一个挂钩。
9:光缆卡挂应均匀挂钩地吊线上的搭扣方向一致挂钩托板齐全。
10:光缆吊挂式架设方法:(1)滑轮牵引法(2)杆下牵引法(3)预挂钩牵引法。
11:缠绕式架空光缆釆用不锈钢扎线把光缆和吊线捆扎在一起这种方式具有省时省力不易损伤护层平时可避免风的冲击及维护方便优点。
12:光缆缠绕式架设方法(1)光缆临时架设(2)缠绕扎线。
13:用卡车架设缠绕光缆具用速度快, 质量好,省时省力等优点。
14:用卡车架设缠绕光缆受条件限制,一般应符合下列条件1:道路宽度能充许车辆行2:架空杆路距路面距离不大于3m 3:架设段内无障碍物4:吊线位于杆路其它线路的下层。
二:光缆敷设(一):填空题:1:光缆敷设按中继段光缆配盘图进行敷设。
光纤光缆的基本知识一、内容描述首先让我们先来了解一下光纤光缆是什么,光纤光缆简单来说,就是一种用光信号来传输信息的线缆。
它是由玻璃或者塑料制成的一根细细的线,里面隐藏着强大的能量和信息传输能力。
就像我们生活中的快递小哥一样,光纤光缆是信息传输的快递员,快速、稳定地把我们的数据、声音、图像等送到目的地。
接下来我们就来详细说说光纤光缆的一些基本知识。
1. 光纤光缆的概念与重要性光纤光缆这个词,听起来好像很高科技,但其实它已经成为我们生活中不可或缺的一部分了。
光纤光缆是什么?简单来说就是一种用光信号传递信息的通信线路,它里面藏着一根细细的玻璃丝或者塑料丝,通过这丝“光的高速公路”,信息就像光一样快速地传输着。
你可能想不到,无论我们打电话、上网冲浪,还是看电视节目,背后都有光纤光缆在默默支撑着我们的通信需求。
那么光纤光缆的重要性体现在哪里呢?首先它的传输速度非常快,能够迅速传递大量的信息。
其次光纤光缆的抗干扰能力强,不容易受到电磁干扰或天气的影响。
因此它在我们的日常生活中扮演着越来越重要的角色,光纤光缆技术的发展让信息的传递变得更快更方便,也给我们的生活带来了更多乐趣和便利。
每一次的拨通电话、每一条的信息传递背后,都是光纤光缆的默默付出。
现在你是不是对光纤光缆有了更深的认识和感慨呢?接下来我们将更深入地探讨光纤光缆的其他基本知识。
2. 光纤光缆的应用领域简介好的接下来让我为您撰写关于《光纤光缆的基本知识》中的“光纤光缆的应用领域简介”的部分:您知道吗?如今我们生活中的许多地方,都离不开小小的光纤光缆呢。
咱们一起来看看它们究竟应用在哪些地方吧!光纤光缆的广泛应用真可谓是无处不在呢!从城市的高楼大厦到偏远山区的小村落,都有它们的身影。
首先最明显的应用就是在通信领域了,无论是电话、手机还是互联网,光纤光缆都扮演着传输信息的角色,它们像信息的超级快递员一样,将信息快速准确地送达千家万户。
不仅如此光纤光缆还广泛应用于有线电视信号的传输,让我们的电视节目更加清晰稳定。
光纤光缆干货基础知识点1.简述光纤的组成答:光纤由两个基本部分组成:由透明的光学材料制成的芯和包层、涂敷层。
2.描述光纤线路传输特性的基本参数有哪些?答:包括损耗、色散、带宽、截止波长、模场直径等。
3. 产生光纤衰减的原因有什么?答:光纤中光功率沿纵轴逐渐减小。
光功率减小与波长有关。
光纤链路中,光功率减小主要原因是散射、吸收,以及连接器和熔接接头造成的光功率损耗。
衰减的单位为dB。
产生原因:使光纤产生衰减的原因很多,主要有:吸收衰减,包括杂质吸收和本征吸收;散射衰减,包括线性散射、非线性散射和结构不完整散射等;其它衰减,包括微弯曲衰减等。
其中最主要的是杂质吸收引起衰减。
4.光纤的带宽与什么有关?答:光纤的带宽指的是:在光纤的传递函数中,光功率的幅值比零频率的幅值降低50%或3dB时的调制频率。
光纤的带宽近似与其长度成反比,带宽长度的乘积是一常量。
光纤中由光源光谱成分中不同波长的不同群速度所引起的光脉冲展宽的现象。
5.信号在光纤中传播的色散特性怎样描述?答:可以用脉冲展宽、光纤的带宽、光纤的色散系数三个物理量来描述。
6.什么是截止波长?答:是指光纤中只能传导基模的最短波长。
对于单模光纤,其截止波长必须短于传导光的波长。
7.光纤的色散对光纤通信系统的性能会产生什么影响?答:光纤的色散将使光脉冲在光纤中传输过程中发生展宽。
影响误码率的大小,和传输距离的长短,以及系统速率的大小。
8.光时域反射计(OTDR)的测试原理是什么?有何功能?答:OTDR基于光的背向散射与菲涅耳反射原理制作,利用光在光纤中传播时产生的后向散射光来获取衰减的信息,可用于测量光纤衰减、接头损耗、光纤故障点定位以及了解光纤沿长度的损耗分布情况等,是光缆施工、维护及监测中必不可少的工具。
其主要指标参数包括:动态范围、灵敏度、分辨率、测量时间和盲区等。
9.常见光测试仪表中的“1310nm”或“1550nm”指的是什么?答:指的是光信号的波长。
光纤光缆的基础知识一、光纤1.光纤的定义光纤是光导纤维的简称,即用来通光传输的石英玻璃丝。
2.光纤的结构组成和作用1)光纤的构成:光纤是由光折射率较高的纤芯和折射率较低的包层组成,为了保护光纤不受外力和环境的影响,在包层的外面都加上一层塑料护套(也叫涂覆层)。
2)光纤各组成部分的作用:纤芯:siO2+GeO2(作用是导光通信)包层:siO2(作用是使全反射成为可能)涂覆层:光固化丙烯酸环氧树脂或热固化的硅酮树脂(作用是防止光纤表面受损产生微裂纹,将光纤表面与环境中的水分、化学物质隔开,防止已有的微小裂纹逐步生长扩大)3.光纤的分类A:按组成光纤的材料分类:玻璃(石英)光纤、塑料光纤;B:按光纤横截面上折射率分布分类:有突变型光纤(普通单模光纤)、渐变型光纤(多模光纤)、阶跃型光纤等;C:按光纤传输模式分类:多模光纤、单模光纤等。
单模光纤中光偏振状态要传输过程中是否保持不变,又可分为偏振模保持光纤和非偏振模保持光纤;D:按工作波长窗口分类:长波长光纤和短波长光纤等注:单模光纤是指只能传输一种模式(基模或最低阶模)的光纤,其信号畸变很小。
多模光纤是一种能承载多种模式的光纤,即能够允许多个传导模的通过。
模是指光在光纤中的传输方式(单模/多模)。
单模光纤具有很小的芯径,以确保其传输单模,但是其包层直径要比芯径在十多倍,以避免光的损耗。
单模光纤以其衰减小、频带宽、容量大、成本低和易于扩容等优点,作为一种理想的光通信媒介,在全世界得到及为广泛的应用。
4.光纤的特性A:几何特性和光学特性(主要针对单模光纤)纤芯直径:A、多模光纤(50um/62.5um两种标称直径)B、单模光纤(8.3um)包层直径:125.0±1.0um包层不圆度:≤1.0%涂层外径:245±5.0um纤芯、包层同心度:≤0.5um翘曲度:曲率半径≥4.0m模场直径:指光纤中基模场的电场强度随空间的分布。
它描述了单模光纤中光能集中程度的参量。
光缆基础知识光缆,是以一根或多根光纤或光纤束制成符合光学、机械和环境特性的结构。
光缆的结构直接影响系统的传输质量,而且与施工也有较大的关系。
施工人员在敷设光缆前,必须了解光缆的结构和性能。
工程施工应按所选用光缆的结构、性能,采取正确的操作方法,完成传输线路的建设,并确保光缆的正常使用寿命。
1.光缆设计的原则光纤在通信领域内的广泛应用,要求设计制造各种各样结构的光缆。
设计光缆,必须规定光缆的结构尺寸和所用材料。
设计光缆的一般原则如下:(1)光纤的余长:根据每管光纤芯数和余长要求,设计松套管尺寸。
当松套管是用来制作中心束管式光缆时,松套管中光纤余长应在0.25%左右;当松套管是用来制作层绞式光缆时,松套管中光纤余长应在0.02%左右。
(2)机械强度:根据对光缆机械强度要求,合理选择光缆中的加强构件、直径以及护层结构、铠装结构等。
光缆的抗拉强度主要靠加强构件提供;光缆抗侧压力主要靠护层或铠装层提供。
光缆防水防潮,主要靠铝—塑粘结护套或钢—塑粘结护套,以及缆中的阻水油膏和阻水材料提供。
(3)使用场合:根据光缆的使用场合,使用不同结构的光缆,满足使用场合的要求。
(4)阻水:要注意选用阻水油膏,特别是松套光纤用阻水油膏的温度特性要好,不能有淅油等。
(5)光缆结构:合理的光缆结构设计,应使松套管尽量靠近光缆中起支承作用的部件。
同时,合理的光缆结构设计,应对光纤起到最佳的机械保护。
在光缆结构设计中,在保证光缆所要求的特性下,应尽量使光缆横截面积小,单位长度重量轻,发挥光缆本身所应具有的优点。
2.光缆结构中所用材料及其性能光缆是由光纤、高分子材料、金属-塑料复合带及金属加强件等共同构成的光信息传输介质。
光缆结构设计要点是根据系统通信容量、使用环境条件、敷设方式、制造工艺等,通过合理选用各种材料来赋予光纤抵抗外界机械作用力、温度变化、水作用等保护。
图2.5层绞式钢带纵包双层钢丝铠装光缆结构图图2.5 所示的是所用材料种类最多的GYTY53+333层绞式钢带纵包双层钢丝铠装光缆的横。
光纤光缆基础知识1. 光纤的结构是怎么样的?光纤裸纤一般分为三层:纤芯、包层和涂覆层。
光纤的结构:光纤纤芯和包层是由不同折射率的玻璃组成,中心为高折射率玻璃纤芯(掺锗二氧化硅),中间为低折射率硅玻璃包层(纯二氧化硅)。
光以一特定的入射角度射入光纤,在光纤和包层间发生全发射(由于包层的折射率稍低于纤芯),从而可以在光纤中传播。
涂覆层的主要作用是保护光纤不受外界的损伤,同时又增加光纤的柔韧性。
正如前面所述,纤芯和包层都是玻璃材质,不能弯曲易碎,涂覆层的使用则起到保护并延长光纤寿命的作用。
2.光缆的组成光纤由纯石英以特别的工艺拉丝成比头发还细中间有几介质的玻璃管,它的质地脆易断,因此需要外加一层保护层。
光纤外层加上塑料保护套管及塑料外皮就成了光缆。
光缆包含光纤,光纤就是光缆内的玻璃纤维,广泛上来说光纤是光缆,都是一种传输介质。
但严格意义上讲,两者是不相同的产品,光纤和光缆的区别:光纤是一种传输光束的细而柔软的媒质。
多数光纤在使用前必须由几层保护结构包覆,包覆后的缆线即被称为光缆。
所以光纤是光缆的核心部分,光纤经过一些构件极其附属保护层的保护就构成了光缆。
3.光纤的工作波长?光是由它的波长来定义,在光纤通信中,使用的光是在红外区域中的光,此处光的波长大于可见光。
在光纤通信中,典型的波长是800到1600nm,其中最常用的波长是850nm、1310nm和1550nm。
在选择传输波长时,主要综合考虑光纤损耗和散射。
目的是通过向最远的距离、以最小的光纤损耗来传输最多的数据。
在传输中信号强度的损耗就是衰减。
衰减度与波形的长度有关,波形越长,衰减越小。
光纤中使用的光在850、1310、1550nm处的波长较长,故此光纤的衰减较小,这也导致较少的光纤损耗。
并且这三个波长几乎具有零吸收,最为适合作为可用光源在光纤中传输。
4.最小色散波长和最小损耗波长在目前商用光纤中,什么波长的光具有最小色散?什么波长的光具有具有最小损耗?1310nm波长的光具有最小色散,1550nm波长的光具有最小损耗。
光缆Q&A1.1 什么是光缆用适当的材料和缆结构,对通信光纤进行收容保护,使光纤免受机械和环境的影响和损害,适应不同场合使用。
1.2 影响光纤性能和寿命的因素A)应力:导致光纤断裂或衰减增加B)水和潮气:使光纤易于断裂(变脆),影响寿命C)氢气(压):光纤在一定具有压力的氢气作用下,光纤衰减曲线会在1240nm处产生突变的吸收峰,使1310nm及1550nm波长处的衰减明显增加。
1.3 光缆设计的基本原则针对光纤的弱点,光缆设计应遵循以下原则:A)为光纤提供机械保护,使光纤在各种环境下免受应力;B)必须防止水分和潮气侵入;C)必须避免光缆中产生氢气,尤其避免形成氢压。
1.4 光缆的基本性能包括:光缆中的光纤传输特性、光缆的机械特性、光缆的环境特性和光缆的电气特性1.5 光缆机械性能的实现A)加强芯——主要抗拉元件B)套管——将光纤外界隔绝,提供最基本的保护C)余长控制——二套及成缆D)金属带纵包——防潮、防水、抗侧压、抗冲击E)护套——抗侧压、抗冲击、抗弯曲1.6 光缆的防潮措施A)径向防水——纤膏及缆膏填充、金属带纵包、PE护套B)轴向防水——纤膏及缆膏填充、阻水环、阻水带、阻水纱、单根加强芯1.7 光缆避免形成氢压的措施A)氢气源于光缆材料B)严格挑选材料,控制材料析氢量,控制不同材料间的反应析氢C)特别是金属件的析氢控制(镀锌钢丝加强芯的禁用)1.8 光缆的分类A)按光纤在光缆中的状态分:紧结构、松结构、半松半紧结构B)按缆芯结构分:中心管式、层绞式、骨架式C)按光缆敷设条件分:架空、管道、直埋和水底光缆D)按光缆使用环境场合分:室外光缆、室内光缆1.9 光缆的相关标准A)国际标准IEC60794(IEC-International Electrotechnical Commission)ITU-T K.25(ITU-International Telecommunications Union)IEEE P1222(IEEE- Institute of Electrical and Electronics Engineers)B)国内标准国家标准GB/T 7424.1-1998行业标准YD/T1.10 光缆的寿命光缆的寿命主要由两方面决定:一是光缆所使用的材料寿命,另一是光缆中光纤的寿命。
光缆材料寿命包括,光缆所使用各种材料本身寿命和它们之间之间相互作用对寿命的影响。
光缆中光纤寿命,则主要由光纤在其服务期间所受到的应力(应变)确定。
光缆生产工艺及设备(10)2.1 光缆生产的主要工序依次为光纤着色、二次套塑、缆芯绞合、护层、测试和包装。
2.2 长飞公司的主要光缆设备种类及数量名称型号数量用途着色机芬兰OFC-50 6 光纤着色二次套塑机芬兰OFC-40 7 生产光纤套管SZ绞合线芬兰OFC-70 4 绞合套管护套线芬兰OFC-90 10 光缆护套120头纺伦丝铠装机美国TPC公司 1 生产ADSS纺纶铠装带状光缆生产线日本住友 1 生产骨架式带状光缆成带机日本住友 1 生产光纤带2.3 光纤着色工艺长飞公司的光纤着色采用紫外光固化油墨,其基本成分为:丙烯酸盐+光固化剂+颜料,着色厚度为3~5μm。
2.4 二次套塑工艺二次套塑就是选用合适的高分子材料(PBTP,聚对苯二甲酸丁二醇酯),采用挤塑方法,在合理的工艺条件下,给光纤套上一个合适的与光纤长度相等的松套管,并同时在松套管中注入触变型纤膏。
松套管(相对于光纤的)余长范围为:±0.2%2.5 缆芯绞合工艺将多根松套管或填充绳按一定的绞合节距绞合在加强芯周围,并填充缆膏,主要目的在于:A)增加光缆的可弯曲度B)提高光缆的抗拉能力,改善光缆的温度特性2.6 护层工艺按照光缆的使用环境,在缆芯外加上不同的保护层,以便对光纤进行更好的保护;包括:金属带(钢带、铝带)纵包,内护套及外护套。
护层作为光缆抵御外界各种特殊复杂环境的作用的保护层必须具有优良的机械性能、环境性能、化学性能。
护套材料主要采用MDPE(中密度聚乙烯)。
2.7 生产中光缆测试项目在着色、二套、成缆、护层工艺后均作光纤衰减(1310nm和1550nm)测试,G.655光纤在入库前加测每根光纤的PMD。
2.8 不同PE护套材料的比较LDPE:低密聚乙烯,柔顺性和延伸性较好;HDPE:高密聚乙烯,较好的刚性、韧性以及较大的抗张强度,而且模量大,耐磨性好;LLDPE:线性低密聚乙烯,性能介于LDPE和HDPE之间,兼有LDPE的柔韧性和HDPE 的优良的抗张强度;MDPE:中密聚乙烯,较好的耐环境应力开裂性、刚性、耐热性和耐低温性,但熔体粘度高,加工性能差。
2.9 喷字和印字的比较印字是利用印模将色带压到缆皮上,会在缆皮上形成微小压痕,但不会对光缆性能产生影响;喷字是将颜料用喷码机喷到缆皮表面,不会破坏缆皮。
因此,从耐磨的角度来看,印字要优于喷字。
一般情况下,印字多用于室外光缆(PE缆皮),喷字多用于室内光缆(PVC缆皮)。
2.10 无卤阻燃护套材料无卤阻燃护套料是无毒无烟的洁净阻燃材料,遇火燃烧时,护套料中添加的无机阻燃剂Al(OH)3、Mg(OH)2在燃烧时会释放出结晶水,吸收大量热量,抑制燃烧护套料的温度上升,从而阻止燃烧。
红管自然管自然管 自然管逆时针排列 绿管 红管自然管A 端(Red 封头)B 端(绿色封头)四、松套层绞光缆 (14)4.1 套管色谱(新标准)A ) 国标全色谱:蓝\橙\绿\棕\灰\白\红\黑\黄\紫\粉红\水绿B ) 领示色谱:红绿填充绳或套管的领示色谱(F/T 领示色谱)为长飞的标准领示色谱,其具体规定见下面:a. 若缆内有两根或两根以上的填充绳时,采取红绿填充绳领示,套管全为本色,除了领色的填充绳外,其余的填充绳也全为本色。
b. 若缆内只有一根填充绳时,采取一根红色填充绳和一根绿色套管领示,除了领色的绿套管外,其余的套管全为本色。
c. 若缆内没有填充绳时,采取红绿套管领示,除了领色的红绿套管外,其余的套管全为本色。
4.2套管内光纤的排列(新标准)A )国标全色谱套管内光纤的排列:一般以国标全色谱套管排列顺序(蓝\橙\绿\棕\灰\白\红\黑\黄\紫\粉\水绿)先排6纤/管(ф2.1MM 套管)或12纤/管(ф2.6MM 套管),后排先排4纤/管(ф2.1MM 套管)或10纤/管(ф2.6MM 套管);B )领示色谱套管内光纤的排列:F/T 领示色谱套管内光纤的排列一般以红绿本色为顺序,先排6纤/管(ф2.1MM 套管)或12纤/管(ф2.6MM 套管),后排先排4纤/管(ф2.1MM 套管)或10纤/管(ф2.6MM 套管)。
4.3套管和填充绳的排列(新标准)A )国标全色谱套管排列:蓝\橙\绿\棕\灰\白\红\黑\黄\紫\粉\水绿套管和可能有的本色填充绳按顺时针方向排列为A 端;反之为B 端;B )F/T 领示色谱排列:以红色的填充绳或套管、绿色的填充绳或套管、大芯数的本色套管、小芯数的本色套管和本色填充绳为顺序,按顺时针方向排列为A 端。
反之为B 端。
4.4 普通松套层绞光缆的护套厚度(新标准)96芯及以下的GYTA、GYTS、GYFTA、GYFTS的PE护套厚度长飞标准从原标称2.0mm 改为1.8mm;平均值从1.9mm改为1.6mm;最小值从1.8mm改为1.5mm;其它型号普通松套层绞光缆的护套厚度为标称2.0mm;平均1.9mm;最小1.8mm。
4.5 松套管直径vs. 光纤芯数4.6 加强芯直径vs. 光缆抗拉强度4.7 光缆类型与机械强度4.8 非金属加强芯光缆产品系列非金属加强芯结构光缆包括:GYFTY- 4~144芯、GYHTY- 4~36芯、GYFTA- 4~144芯、GYHTA- 4~36芯、GYFTY53- 4~144芯、GYFTA53- 4~144芯。
4.9 全非金属光缆标准结构A)GYFTY(无芳纶或玻璃纱加强),标称短期压扁力均为1000NB)GYHTY(有芳纶加强),标称短期压扁力均为1000N4.10 非金属加强芯管道光缆标准结构A)GYFTA(无芳纶或玻璃纱加强),标称短期压扁力均为1000NB)GYHTA(有芳纶加强),标称短期压扁力均为1000N4.11 非金属加强芯直埋光缆标准结构A)GYFTA53(无芳纶或玻璃纱加强),标称短期压扁力均为3000NB)GYFTY53(无芳纶或玻璃纱加强),标称短期压扁力均为3000N4.12 关于小7单元非金属加强芯光缆经调整,36芯以下GYFTY和GYFTA两种产品的结构改为小7单元的结构——小7单元结构的中心加强芯采用2.8MM的FRP,短期拉力可达1500N,满足国标和行标的要求。
以前所采用的小6单元的结构(加强芯为2.25MM的FRP)其短期拉力只能满足1000N,不满足标准要求。
为了达到要求,此前我们或采用小8单元(中心加强芯为3.7MM的FRP)结构,或采用小6单元加芳纶的GYHTY或GYHTA结构,成本较高。
为降成本,此后36芯以下的GYFTY和GYFTA均采用小7单元结构。
本来小7单元结构可以覆盖42芯以下的芯数,但为了工艺上填充油膏的方便,所以小7单元结构只生产到36芯以下。
36芯以上(38~48芯)采用小8单元结构。
4.13 松套层绞光缆描述例:GYTA53:是将单模或多模光纤套入由高模量的塑料做成的松套管中,套管内填充阻水化合物。
缆芯的中心是一根金属加强芯,对于某些芯数的光缆来说,金属加强芯外还需挤上一层聚乙烯。
松套管(和填充绳)围绕中心加强芯绞合成紧凑和圆形的缆芯,缆芯内的缝隙充以阻水填充物。
涂塑铝带(APL)纵包后挤上一层聚乙烯内护层,双面涂塑钢带(PSP)纵包后聚乙烯外护套成缆。
4.14 光纤vs. 普通松套层绞光缆结构五、中心束管光缆(5)5.1松套层绞式光缆vs. 中心束管式光缆5.2 中心束管光缆的命名及应用(新标准)GYXTY:Y护套中心束管光缆(非铠、架空);GYXTW:W护套中心束管光缆(轻铠、架空、管道、直埋);GYXLT:螺旋管W护套中心束管光缆(轻铠、架空、管道、直埋)。
5.3 中心束管光缆结构例:GYXTW光缆——是将单模或多模光纤套入由高模量的塑料做成的松套管中,套管内填充阻水化合物。
松套管外用一层双面涂塑钢带纵包,钢带和松套管之间加阻水材料以保证光缆的紧凑和纵向阻水,两侧放置两根平行钢丝后护套成缆。
5.4 束管直径vs. 光纤芯数5.5 中心束管光缆束管回缩问题的解决由于束管材料PBTP的热膨胀系数较大,在温度变化时会有明显的热胀冷缩的现象。
在光缆结构不够紧密的情况下,以敷设完成的光缆中的中心束管可能发生回缩的现象,导致线路衰减增加甚至断纤。
为解决这一问题,长飞公司专门重新设计了中心束管光缆结构,通过采用阻水纱加阻水环的方式,使束管与钢带和护套连接,获得了紧密的光缆结构,从而杜绝了束管回缩的现象。