光纤基本知识

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。

 

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）

 

G.657A2 （室内蝶形光缆）

 

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/T901-2009）：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，目前本公司层绞式光缆芯数可达216芯或更高。

 

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。该种结构光缆在国内较少见，所占的比例较小。

 

④ 8字型自承式结构，该种结构光缆可以并入中心管式与层绞式光缆中，把它单独列出主要是因为该光缆结构与其它光缆有较大的不同。通常有中心管式与层绞式8字型自承式光缆。

 

5 煤矿用阻燃光缆（执行标准：Q/M01-2004 企业标准）：与普通光缆相比，提高了光缆阻燃性能的要求，并经过特殊的设计使光缆适用于矿井环境下使用，通常外护套颜色采用兰色，以利于矿井中对光缆的识别。按结构可分入中心管式光缆与层绞式光缆两类结构中。

 

2、 室内光缆

 

室内光缆按光纤芯数分类，主要有单芯、双芯及多芯光缆等。室内光缆主要由紧套光纤，纺纶及PVC外护套组成。根据光纤类型可分为单模及多模两大类，单模室内缆通常外护套颜色为黄色，多模室内缆通常外护套颜色为橙色，还有部分室内缆的外护套颜色为灰色。

 

三、 光缆型号的命名方法(YD/T908-2000)

 

1、光缆型式由五部分组成

 

Ⅰ Ⅱ Ⅲ   Ⅳ   Ⅴ

 

I、表示光缆类别

 

GY——通信用室外光缆

 

GJ——室内光缆

 

MG——煤矿用光缆

 

Ⅱ、加强构件类型

 

（无型号）——金属加强构件

 

F——非金属加强构件

 

Ⅲ、结构特征

 

D——光纤带结构

 

（无符号）——松套层绞式结构

 

X——中心管式结构

 

G——骨架式结构

 

T——填充式

 

Z——阻燃结构

 

C8——8字型自承式结构

 

Ⅳ、护层

 

Y——聚乙烯护层

 

W——夹带钢丝钢—聚乙烯粘结护层

 

S——钢—聚乙烯粘结护层

 

A——铝—聚乙烯粘结护层

 

V——聚氯乙烯护套

 

Ⅴ、外护层

 

53—皱纹钢带纵包铠装聚乙烯护套

 

23—绕包钢带铠装聚乙烯护套

 

33—细钢丝绕包铠装聚乙烯护套

 

43—粗钢丝绕包铠装聚乙烯护套

 

333—双层细钢丝绕包铠装聚乙烯护套

 

2、光缆规格的表示法

 

按光缆中所含的光纤数及光纤的类别来表示光缆的规格。

 

例：4根G.652单模光纤的光缆规格表示为4B1.1或4B1，若同一根光缆中含有不同种类的光纤，则在规格中间用‘+’号相连。

 

若含有4根多模50/125的光纤，则表示为4A1a或4A1。

 

3、常用型号说明

 

GYXTW——金属加强构件、中心管填充式、夹带钢丝的钢－聚乙烯粘结护层通信用室外光缆，适用于管道及架空敷设。

 

GYXTW53——金属加强构件、中心管填充式、夹带钢丝的钢－聚乙烯粘结护套、纵包皱纹钢带铠装聚乙烯护层通信用室外光缆，适用于直埋敷设。

 

GYTA——金属加强构件、松套层绞填充式、铝－聚乙烯粘结护套通信用室外光缆，适用于管道及架空敷设。

 

GYTS——金属加强构件、松套层绞填充式、钢－聚乙烯粘结护套通信用室外光缆，适用于管道及架空敷设。

 

GYTY53——金属加强构件、松套层绞填充式、聚乙烯护套、纵包皱纹钢带铠装、聚乙烯套通信用室外光缆，适用于直埋敷设。

 

GYTA53——金属加强构件、松套层绞填充式、铝－聚乙烯粘结护套、纵包皱纹钢带铠装、聚乙烯套通信用室外光缆，适用于直埋敷设。

 

GYTA33——金属加强构件、松套层绞填充式、铝－聚乙烯粘结护套、单细圆钢丝铠装、聚乙烯套通信用室外光缆，适用于直埋及水下敷设。

 

GYFTY——非金属加强构件、松套层绞填充式、聚乙烯护套通信用室外光缆，适用于管道及架空敷设，主要用于有强电磁危害的场合。

 

GYXTC8S——金属加强构件、中心管填充式、8字型自承式、钢聚乙烯粘结护套通信用室外光缆，适用于自承式架空敷设。

 

GYTC8S——金属加强构⑺商撞?SPAN class=GramE>绞填充式、8字型自承式、钢聚乙烯粘结护套通信用室外光缆，适用于自承式架空敷设。

 

ADSS－PE——非金属加强构件、松套层绞填充式、圆型自承式、纺纶加强聚乙烯护套通信用室外光缆，适用于高压铁塔自承式架空敷设。

 

MGTJSV——金属加强构件、松套层绞填充式、钢聚乙烯粘结护套、聚氯乙烯外护套煤矿用阻燃通信光缆，适用于煤矿井下敷设。

 

GJFJV——非金属加强构件、紧套光纤、聚氯乙烯护套室内通信光缆，主要用于大楼及室内敷设或做光缆跳线使用。

 

四、 光缆的使用场合及主要性能指标

 

光缆的使用场合：一般情况，单护套光缆适用于架空和管道，而双护套光缆适用于直埋。室内光缆适用于大楼及室内使用。

 

光缆主要性能指标

 

① 衰减：衰减指标为光缆中重要的指标，在生产过程中对衰减指标进行检测，可以发现生产及工艺中存在的问题。

 

各类光纤衰减指标要求（A级光纤）：

 

B1.1（单模）：1310nm≤0.36db/km

 

1550nm≤0.22db/km

 

B4（单模）:1550nm≤0.22db/km

 

 

A1a(多模50/125):850nm≤ 2.5db/km

 

1300nm≤0.7db/km

 

A1b(多模62.5/125):850nm≤3.0db/km

 

1300nm≤0.8db/km

 

② 光纤其它指标

 

单模光纤：模场直径、截止波长、色散、零色散波长、零色散斜率、芯包同芯度误差、包层直径、涂覆层直径、偏振模色散系数（PMD）等。

 

多模光纤：数值孔径、带宽、芯径、包层直径、包层不圆度、涂覆层直径、芯包同芯度误差、涂层不圆度、涂层/包层同芯度误差等。

 

③ 光缆机械性能

 

拉伸、压扁、反复弯曲、扭转、冲击等。

 

④ 光缆环境性能

 

光缆高低温性能（-40℃~+60℃）、渗水性能、滴流性能。

 

⑤ 其它

 

钢、铝带电气导通性，钢铝带搭接宽度，PE护套厚度，计米准确性。

 

五、光缆工艺流程

 

1、光纤着色工艺

 

着色工艺生产线的目的是给光纤着上鲜明、光滑、稳定可靠的各种颜色，以便在光缆生产过程中和光缆使用过程中很容易地辩认光纤。着色工艺使用的主要原材料为光纤及着色油墨，着色油墨颜色按行业标准分为12种，其中按广电行业标准及信息产业部标准规定的色谱排列是不一样的，广电标准的色谱排列如下：本（白）、红、黄、绿、灰、黑、蓝、橙、棕、紫、粉红、青绿，信息产业部行业标准的色谱排列如下：蓝、桔、绿、棕、灰、本（白）、红、黑、黄、紫、粉红、青绿。在不影响识别的情况下允许使用本色代替白色。现本公司采用的色谱排列按信息产业部标准进行，在用户要求时也可按广电行业标准色谱排列。在用户要求每管光纤数在12芯以上时，可根据需要用不同的颜色按不同的比例调配出其它颜色来对光纤进行区分。

 

光纤着色后应满足以下各方面的要求：

 

1、着色光纤颜色不迁移，不褪色（用丁酮或酒精擦拭也如此）。

 

2、光纤排线整齐，平整，不乱线，不压线。

 

3、光纤衰减指标达到要求，OTDR测试曲线无台阶等现象。

 

光纤着色工艺使用的设备为光纤着色机，光纤着色机由光纤放线部分，着色模具及供墨系统，紫外线固化炉，牵引，光纤收线及电器控制部分等组成。主要原理为紫外固化油墨经着色模具涂覆于光纤表面，经过紫外线固化炉固化后固定于光纤表面，形成易于分色的光纤。使用的油墨为紫外固化型油墨。

 

2、光纤二套工艺

 

光纤二次套塑工艺就是选用合适的高分子材料，采用挤塑的方法，在合理的工艺条件下，给光纤套上一个合适的松套管，同时在管与光纤之间，填充一种化学物理性能长期稳定、粘度合适、防水性能优良、对光纤有长期良好保护性能、与套管材料完全相容的光纤专用油膏。

 

二套工艺作为光缆工艺中的关健工序，控制的主要指标有：

 

1、光纤余长控制。

 

2、松套管的外径控制。

 

3、松套管的壁厚控制。

 

4、管内油膏的充满度。

 

5、对于分色束管，颜色应鲜明，一致，易于分色。

 

光纤二次套塑工艺使用的设备为光纤二次套塑机，设备组成由光纤放线架，油膏填充装置，上料烘干装置，塑料挤出主机，温水冷却水槽，轮式牵引，冷水冷却水槽，吹干装置，在线测径仪，皮带牵引，储线装置，双盘收线及电器控制系统等组成。

 

3、成缆工艺

 

成缆工艺又称绞缆工艺，是光缆制造过程中的一道重要工序。成缆的目的是为了增加光缆的柔软性及可弯曲度，提高光缆的抗拉能力和改善光缆的温度特性，同时通过对不同根数松套管的组合而制造出不同芯数的光缆。

 

成缆工艺主要控制的工艺指标有：

 

1、成缆节距。

 

2、扎纱节距，扎纱张力。

 

3、放线、收线张力。

 

成缆工艺使用的设备为光缆成缆机，设备组成由加强件放线装置，束管放线装置，SZ绞合台，正反扎纱装置，双轮牵引，引线及电器控制系统等组成。

 

4、护套工艺

 

根据光缆不同的使用敷设条件，缆芯外加上不同的护套，以满足不同条件下以光纤的机械保护。光缆护套作为光缆抵御外界各种特殊复杂环境的保护层必须具有优良的机械性能、耐环境性能、耐化学腐蚀性能。

 

机械性能指光缆在铺设、使用过程中，必然受到各种机械外力的拉伸、侧压、冲击、扭转、反复弯曲、弯折作用，光缆护套必须能经受这些外力的作用。

 

耐环境性能指光缆在使用寿命中，要能经受住外界正常的此外线辐射、温度变化、潮气的侵蚀。

 

耐化学腐蚀性能指光缆护套能耐受特殊环境中的酸、碱、油污等的腐蚀。对于阻燃等特殊性能则必须采用特殊的塑料护套来保证性能。

 

护套工艺要控制的工艺指标有：

 

1、钢、铝带与缆芯的间隙合理。

 

2、钢、铝带的搭接宽度满足要求。

 

3、PE护层的厚度满足工艺要求。

 

4、印字清晰，完整，米标准确。

 

5、收排线整齐，平整。

 

护套工艺使用的设备为光缆护套挤塑机，设备组成由缆芯放线装置，钢丝放线装置，钢（铝）纵包放带轧纹成型装置，油膏填充装置，上料烘干装置，90挤塑主机，冷却水槽，皮带牵引，龙门收线装置及电器控制系统等组成。

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