1、第第1212章章 光缆及线路设备光缆及线路设备第二教学情境内容和要求第二教学情境内容和要求参观光缆线路参观光缆线路 光缆及线路设备光缆及线路设备认识光缆认识光缆熟练掌握光缆结熟练掌握光缆结构并辨认纤序构并辨认纤序了解光缆线路了解光缆线路设备的应用设备的应用第第1212章章 光缆及线路设备光缆及线路设备12.1 光缆结构光缆结构光缆的结构主要有骨架式、中心管式、层绞式、带式等光缆的结构主要有骨架式、中心管式、层绞式、带式等 。光缆组成结构包括缆芯、护层、加强芯光缆组成结构包括缆芯、护层、加强芯序号序号组成部分组成部分说明说明1缆芯缆芯单芯：单根二次涂覆光纤单芯：单根二次涂覆光纤多芯：多根二次涂覆
2、光纤，分多芯：多根二次涂覆光纤，分为带状和单位式结构两种为带状和单位式结构两种2护层护层内护层：铝带和聚乙烯加钢丝内护层：铝带和聚乙烯加钢丝铠装铠装外护层：聚乙烯或氯乙烯外护层：聚乙烯或氯乙烯3加强芯加强芯承受敷设安装时的外力承受敷设安装时的外力12.1.1 骨架式光缆骨架式光缆 骨架式单螺旋绞光骨架式单螺旋绞光缆，把裸纤放在缆，把裸纤放在S S绞绞的的U U型骨架槽内，从型骨架槽内，从单纤骨架开发到多纤单纤骨架开发到多纤骨架，采用色谱区分骨架，采用色谱区分技术来区分同一骨架技术来区分同一骨架槽内的光纤。骨架式槽内的光纤。骨架式光缆结构如图所示。光缆结构如图所示。使光纤向一个方向旋转，即光纤带
3、螺旋绞技术使光纤向一个方向旋转，即光纤带螺旋绞技术 低密度聚乙烯低密度聚乙烯的的光纤槽的塑料骨架，加强芯由多股细钢丝或增光纤槽的塑料骨架，加强芯由多股细钢丝或增强型塑料。强型塑料。骨架型式有中心增强螺旋型，正反螺旋型，分散增强基本单元骨架型式有中心增强螺旋型，正反螺旋型，分散增强基本单元型。型。靠光纤在槽中的位移来抵抗拉伸和温度变化光缆的形变。靠光纤在槽中的位移来抵抗拉伸和温度变化光缆的形变。骨架槽的制作工艺要求高，效率低；骨架槽的制作工艺要求高，效率低；成缆的设备复杂、收放线同步要求高、退扭复杂、速度很慢，成缆的设备复杂、收放线同步要求高、退扭复杂、速度很慢，对大芯数光缆无法实现对大芯数光缆
4、无法实现。这种结构在九十年代初期陆续被淘汰。这种结构在九十年代初期陆续被淘汰。12.1.2 中心束管式光缆中心束管式光缆 1.1.以美国以美国AT&TAT&T公司为代表的中心束管松套结构，光纤位于光缆的中心，具有良好的弯公司为代表的中心束管松套结构，光纤位于光缆的中心，具有良好的弯曲特性、结构紧凑，其结构见图曲特性、结构紧凑，其结构见图3-33-3。2.2.束管式结构的光纤与加强芯分开，提高了网络传输的稳定可靠性束管式结构的光纤与加强芯分开，提高了网络传输的稳定可靠性。3.3.同时束管式结构由于直接将一次光固化涂层光纤放置于束管中，所以光缆的光纤数同时束管式结构由于直接将一次光固化涂层光纤放置
5、于束管中，所以光缆的光纤数量灵活量灵活。最早的中心束管式结构没有钢带铠装，采用平行镀锌钢丝加强，存在渗水和低温特性最早的中心束管式结构没有钢带铠装，采用平行镀锌钢丝加强，存在渗水和低温特性不够好的问题，后来增加了钢带铠装。不够好的问题，后来增加了钢带铠装。光缆很难开剥，后来用阻水带或油膏填充工艺，进一步合理化了该结构。大于光缆很难开剥，后来用阻水带或油膏填充工艺，进一步合理化了该结构。大于1212芯时，芯时，需要采用复杂的扎束技术来区分光纤。需要采用复杂的扎束技术来区分光纤。当多组光纤放在一个套管中时，需要多个放纤架，设备的利用率受到限制，不利于大当多组光纤放在一个套管中时，需要多个放纤架，设
6、备的利用率受到限制，不利于大规模的生产，同时在工程上也不便于分歧。规模的生产，同时在工程上也不便于分歧。其纵包成型工艺会减小余长，包覆太松，将导致高低温时套管收缩或伸长，工程上会其纵包成型工艺会减小余长，包覆太松，将导致高低温时套管收缩或伸长，工程上会出现在接头盒处断纤或损耗增加，因为包覆的紧，吃掉过多余长，导致抗拉伸能力的出现在接头盒处断纤或损耗增加，因为包覆的紧，吃掉过多余长，导致抗拉伸能力的下降。下降。12.1.3 层绞式光缆层绞式光缆 1.S绞成缆结构，采用了收放线绞成缆结构，采用了收放线同步退扭技术，光缆节距稳定，同步退扭技术，光缆节距稳定，油膏填充绕包聚酯带，优点是油膏填充绕包聚酯
7、带，优点是光缆性能稳定，缺点是设备复光缆性能稳定，缺点是设备复杂，效率低，能耗大。杂，效率低，能耗大。2.1995年开发出了年开发出了SZ往复绞合往复绞合成缆设备，大大简化了成缆过成缆设备，大大简化了成缆过程，提高了生产效率。程，提高了生产效率。3.SZ绞成缆采用往复绞合工艺、绞成缆采用往复绞合工艺、双偏芯扎纱，油膏填充，纵包双偏芯扎纱，油膏填充，纵包或绕包包带，最大可生产或绕包包带，最大可生产12单单元管。元管。4.开发了填充绳作为填充单元，开发了填充绳作为填充单元，设计了领示色和全色谱两种区设计了领示色和全色谱两种区分方法，层绞式结构光缆的典分方法，层绞式结构光缆的典型结构如下图。型结构如
8、下图。SZSZ绞技术是先向一个绞技术是先向一个方向旋转（向左为方向旋转（向左为S S绞），再反方向旋转绞），再反方向旋转（向右为（向右为Z Z绞）。绞）。 层绞式光缆属于中心构件配层绞式光缆属于中心构件配置方式，中心增强构件采用置方式，中心增强构件采用塑料被覆的多股绞合或实心塑料被覆的多股绞合或实心钢丝和纤维增强塑料两种增钢丝和纤维增强塑料两种增强件。强件。层绞式光缆按使用可分为直层绞式光缆按使用可分为直埋型，如埋型，如GYTA53GYTA53、GYTY53GYTY53、GYTA53+33GYTA53+33等，管道和架空等，管道和架空的主要是的主要是GYTAGYTA和和GYTSGYTS。护层结
9、构的不同导致工艺上护层结构的不同导致工艺上的区别，出现了扎纹纵包工的区别，出现了扎纹纵包工艺和铝带平带工艺，出现了艺和铝带平带工艺，出现了热熔胶粘接工艺。热熔胶粘接工艺。12.1.4 带状光纤结构光缆带状光纤结构光缆 1.把多根光纤并排成带技术，这一技术最早还是日本，用于骨架式带缆，把多根光纤并排成带技术，这一技术最早还是日本，用于骨架式带缆，而引入中国最早的是中心管式带缆而引入中国最早的是中心管式带缆。2.带状光缆可容纳大量的光纤，还可以单元光纤的一次连接，以适应大量带状光缆可容纳大量的光纤，还可以单元光纤的一次连接，以适应大量光纤接续，安装的需要光纤接续，安装的需要。3.光纤带的关键技术是
10、并带，主要指标是平整度的控制，并带用的着色光光纤带的关键技术是并带，主要指标是平整度的控制，并带用的着色光纤也与普通着色纤的着色工艺控制不同，另一个关键就是收排线的整齐纤也与普通着色纤的着色工艺控制不同，另一个关键就是收排线的整齐度和张力要与套管工艺匹配度和张力要与套管工艺匹配。带纤套管工艺中的带纤都是采用带纤套管工艺中的带纤都是采用S S或或Z Z绞进绞进管的，因此其余长的概念与普通套管是不管的，因此其余长的概念与普通套管是不同的，由于套管粗，一般都不采用轮式牵同的，由于套管粗，一般都不采用轮式牵引，采用多是履带牵引。引，采用多是履带牵引。控制余长的关键参数是：放带张力、入管控制余长的关键参
11、数是：放带张力、入管节距、模具（多个）、水温和收线张力，节距、模具（多个）、水温和收线张力，其理论计算要特别计算每个边带边纤的应其理论计算要特别计算每个边带边纤的应变，并且与实际测试结果结合应证。变，并且与实际测试结果结合应证。12.1.5 其他类型的光缆其他类型的光缆随着光纤通信的应用范围越来越广，光缆结随着光纤通信的应用范围越来越广，光缆结构也在不断变化。构也在不断变化。光缆新材料的出现，也进一步促进了光缆结光缆新材料的出现，也进一步促进了光缆结构的改进，使光缆性能有明显改进。构的改进，使光缆性能有明显改进。不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发
12、展趋势，新的光缆结构以及在现有结构的发展趋势，新的光缆结构以及在现有结构上不断改进的各种结构也在不断涌现。构上不断改进的各种结构也在不断涌现。 1、ADSS和和OPGW全介质自承式光缆全介质自承式光缆ADSSADSSADSS型光缆是由多根松套管（或部型光缆是由多根松套管（或部分填充绳）绕中心非金属加强构件分填充绳）绕中心非金属加强构件（FRPFRP）绞合成圆整缆芯，缆芯外）绞合成圆整缆芯，缆芯外挤上挤上PEPE内护套后再绞绕一定数量起内护套后再绞绕一定数量起增强作用的芳纶纱，最后挤上增强作用的芳纶纱，最后挤上PEPE外外护套。护套。光缆全截面阻水，具有低损耗、低光缆全截面阻水，具有低损耗、低色
13、散、适用于高压输电线路电力通色散、适用于高压输电线路电力通信系统的需要。信系统的需要。将光纤复合在输电线路的架空地线将光纤复合在输电线路的架空地线中。中。 为避免雷击等大电流通过光缆时损为避免雷击等大电流通过光缆时损伤光纤，把多根光纤放在不锈钢保伤光纤，把多根光纤放在不锈钢保护管中，其光纤单元中采用护管中，其光纤单元中采用PBTPBT材材料（属于聚酯系列），于套管外面料（属于聚酯系列），于套管外面再加上一层不锈钢管，还可在再加上一层不锈钢管，还可在塑料塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑套管与不锈钢管之间加上一层热塑胶，光纤得到了充分的机械保护。胶，光纤得到了充分的机械保护。复合光纤架空地线复合
14、光纤架空地线OPGW（电力地电力地线复合室外光缆线复合室外光缆）。）。光纤单元（不锈光纤单元（不锈钢管）钢管）铝包钢线铝包钢线2、“干缆芯干缆芯”式光缆式光缆1.所谓所谓“干缆芯干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。芯。2.这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组合来完成，其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相合来完成，其防水性能、渗水性能都与传统的光缆相同，但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。同，但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。3.首先是方便，因为阻水材料不含粘性脂类，操作使首先是方便，因为阻
15、水材料不含粘性脂类，操作使用比较方便安全；其次，干式光缆重量轻、易接续、用比较方便安全；其次，干式光缆重量轻、易接续、易搬运，设备投资小、成本低，生产使用中也显得干易搬运，设备投资小、成本低，生产使用中也显得干净卫生，在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间净卫生，在长期使用中还可减少缆芯中各种元件之间的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆的线路的相对移动。特别是在接入网室内缆和用户缆的线路中，好处更加明显。中，好处更加明显。3、生态光缆、生态光缆生态光缆生态光缆现有光缆中使用的一些材料现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求，如已不符合环保的要求，如PVCPVC燃烧时会放出有毒性气体，光燃
16、烧时会放出有毒性气体，光缆稳定剂中有时含铅，都是对缆稳定剂中有时含铅，都是对人体及环境有害的。人体及环境有害的。 由于环境因素正日益受到重由于环境因素正日益受到重视，人们从环境保护及阻燃性视，人们从环境保护及阻燃性能的要求出发，开发了生态光能的要求出发，开发了生态光缆，应用于室内、楼房及家庭。缆，应用于室内、楼房及家庭。 20012001年年ITU-TITU-T已通过了一项已通过了一项L45L45建议建议“使电信网外部使电信网外部设备对环境的影响最小化设备对环境的影响最小化”建建议。议。 已有不少公司开发了一些新已有不少公司开发了一些新生态材料，如对室内用缆，开生态材料，如对室内用缆，开发了含
17、有阻燃添加剂的聚酞胺发了含有阻燃添加剂的聚酞胺化合物，以及无卤性阻燃塑料化合物，以及无卤性阻燃塑料等。等。 4、纳米材料的光缆、纳米材料的光缆1.近来，一些厂商已开发出纳米光纤涂料、近来，一些厂商已开发出纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯（纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯（PE）及光纤护套管用纳米及光纤护套管用纳米PBT等材料。等材料。2.采用纳米材料的光缆，利用了纳米材料采用纳米材料的光缆，利用了纳米材料所具有的许多优异性能，对光缆的抗机械所具有的许多优异性能，对光缆的抗机械冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善，冲击性能、阻水、阻气性都有一定的改善，并可延长光缆的使用寿命。并可延长光
18、缆的使用寿命。3.目前此类材料尚处于试用阶段。目前此类材料尚处于试用阶段。5、无金属光缆、无金属光缆1.无金属光缆是指光无金属光缆是指光缆除光纤，绝缘介质缆除光纤，绝缘介质外，无任何金属的光外，无任何金属的光缆结构，抗电磁、雷缆结构，抗电磁、雷电性能优良，防静电。电性能优良，防静电。2.室外无金属光缆结室外无金属光缆结构一般采用非金属中构一般采用非金属中心加强件，玻璃纤维心加强件，玻璃纤维或芳纶纤维周边加强，或芳纶纤维周边加强，聚乙烯外护套。聚乙烯外护套。适用于强电区长途通信，局间通适用于强电区长途通信，局间通信及光缆进局，尤其适用于电力信及光缆进局，尤其适用于电力系统、多雷电及电磁干扰严重的
19、系统、多雷电及电磁干扰严重的场合，常用于架空线路较多。场合，常用于架空线路较多。6、浅水光缆和海底光缆、浅水光缆和海底光缆1.海底光缆要求长距离、低衰减海底光缆要求长距离、低衰减的传输，而且要适应海底的环的传输，而且要适应海底的环境，对抗水压、抗气损、抗拉境，对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。伸、抗冲击的要求都特别严格。2.海底光缆又分为：浅海光缆和海底光缆又分为：浅海光缆和深海光缆，图深海光缆，图3-9是水底光缆的是水底光缆的典型结构，图典型结构，图3-10就是海底光就是海底光缆实物图片。缆实物图片。1.1.浅水光缆是区别于海底光缆而提出来浅水光缆是区别于海底光缆而提出来的另
20、一类结构的水下光缆，适合于在海岸的另一类结构的水下光缆，适合于在海岸边上、浅水中安装，无需中继、通信距离边上、浅水中安装，无需中继、通信距离比较短的水下（如岛屿间、沿海岸边上的比较短的水下（如岛屿间、沿海岸边上的城市）敷设。城市）敷设。2.2.这种光缆区别于海底光缆的环境，需这种光缆区别于海底光缆的环境，需要的光纤数不多，但要求结构简单、成本要的光纤数不多，但要求结构简单、成本较低，易于安装和运输，便于修复和维护。较低，易于安装和运输，便于修复和维护。7、微管类光缆、微管类光缆 1.微管类光缆是将外护套与光纤分离，工程中可以预敷设微管道，然后利微管类光缆是将外护套与光纤分离，工程中可以预敷设微
21、管道，然后利用用DRAKA提出的气吹微缆技术，完成光纤的敷设。提出的气吹微缆技术，完成光纤的敷设。2.在城市网络建设中有明显的优势，其基本结构如图在城市网络建设中有明显的优势，其基本结构如图3-11。1.1.这种结构对于光缆工艺的关键技术为套管尺寸的改小，这种结构对于光缆工艺的关键技术为套管尺寸的改小，1212芯光纤套管的芯光纤套管的尺寸要做到尺寸要做到1.6mm1.6mm，对设备控制精度有很高的要求。，对设备控制精度有很高的要求。2.2.在并带线上生产在并带线上生产UVUV光纤束的工艺技术，采用紫外光固化材料对多到光纤束的工艺技术，采用紫外光固化材料对多到1212芯芯的光纤进行半松的包覆保护
22、，可以做到的光纤进行半松的包覆保护，可以做到1212芯束外径芯束外径1.3mm1.3mm，结构如图，结构如图3-123-12。图图 UVUV光纤束光纤束8、FTTX蝶型光缆蝶型光缆接入网用蝶型光缆，代表结构如图所示接入网用蝶型光缆，代表结构如图所示 。1.1.蝶型光缆是裸纤直接护套的蝶型光缆是裸纤直接护套的技术路线，是基于接入网最后技术路线，是基于接入网最后一百米的要求来设计的，有管一百米的要求来设计的，有管道和架空、管道引入等形式，道和架空、管道引入等形式，蝶型光缆的抗拉、燃烧特性和蝶型光缆的抗拉、燃烧特性和环境安全性能与普通光缆不同。环境安全性能与普通光缆不同。2.2.该结构的难点在于光纤
23、损耗该结构的难点在于光纤损耗的控制，光缆结构尺寸的控制的控制，光缆结构尺寸的控制以及与快速接头的配合。以及与快速接头的配合。3.3.同时要求降低光纤表面摩擦同时要求降低光纤表面摩擦系数，便于多根光缆在一个管系数，便于多根光缆在一个管道中施工。道中施工。9、室内光缆、室内光缆1.传统的室内光缆主要是跳线用光缆和短距离楼内连接用光缆，光纤到户开始传统的室内光缆主要是跳线用光缆和短距离楼内连接用光缆，光纤到户开始后，楼内的光缆类型开始增加，有分支光缆、布线光缆等。后，楼内的光缆类型开始增加，有分支光缆、布线光缆等。2.光缆工艺上都基于紧套工艺，材料有光缆工艺上都基于紧套工艺，材料有PVC、HYTRE
24、L、PA、LSZH等，与以等，与以往的松套工艺区别比较大，对剥离有各种要求。室内光缆典型结构如图：往的松套工艺区别比较大，对剥离有各种要求。室内光缆典型结构如图：PVC（Polyvinyl Chloride，聚氯乙烯，聚氯乙烯/低烟低卤阻燃聚氯低烟低卤阻燃聚氯乙烯）。乙烯）。Hytrel（热塑性聚脂弹性体）。（热塑性聚脂弹性体）。PA (Polyamide，就是，就是Nylon尼龙材料，属于聚酰胺类尼龙材料，属于聚酰胺类) 。LSZH/LS0H（Low Smoke Zero Halogen，聚烯烃类）。，聚烯烃类）。10、光电混合光缆、光电混合光缆光电混合光缆，旨在解光电混合光缆，旨在解决取电
25、困难的通信点，决取电困难的通信点，把电线与光纤在一根缆把电线与光纤在一根缆中结合，结构上采用了中结合，结构上采用了层绞设计，但由于有电层绞设计，但由于有电源线在其中，在结构尺源线在其中，在结构尺寸上变化较大，特性中寸上变化较大，特性中也增加了电源线的部分，也增加了电源线的部分，结构如图：结构如图：11、雨（污）水管道光缆、雨（污）水管道光缆 雨（污）水管道光缆，雨（污）水管道光缆，旨在利用新的管道资源旨在利用新的管道资源雨（污）水管道光缆在雨（污）水管道光缆在结构上结合了结构上结合了ADSS和和GYTA的特质，在应用上的特质，在应用上采用自承式架于管道上采用自承式架于管道上壁，在防潮上用铝带保
26、壁，在防潮上用铝带保护，结构如图：护，结构如图： 12、3G室外设备连接用光缆室外设备连接用光缆3G室外设备连接用光室外设备连接用光缆，旨在解决缆，旨在解决BBU和和RRU直接连接的问题，直接连接的问题，解决了室内设备与室外解决了室内设备与室外设备的一次性连接，在设备的一次性连接，在工厂做好连接头后直接工厂做好连接头后直接应用。应用。结构上采用紧套结构，结构上采用紧套结构，外护套采用外护套采用TPU材料材料（热塑性聚氨酯弹性（热塑性聚氨酯弹性体），耐磨性好，其结体），耐磨性好，其结构如图所示。构如图所示。13、路面开槽光缆、路面开槽光缆路面开槽光缆是在开路面开槽光缆是在开槽施工方法的情况下敷槽
27、施工方法的情况下敷设光缆，解决某些小区设光缆，解决某些小区水泥路面接入的问题水泥路面接入的问题.在一些国家，采用沿在一些国家，采用沿马路开槽的方法敷设光马路开槽的方法敷设光缆（见图），并有明确缆（见图），并有明确的施工方案。的施工方案。光缆的结构形成与相关应用场景光缆的结构形成与相关应用场景光光 缆缆 种类种类结结 构构光光 纤纤 芯芯 数数需需 要要 条条 件件中继光缆中继光缆层绞式层绞式骨架式骨架式大束管式大束管式带式带式10200低损耗、宽频带、长盘长低损耗、宽频带、长盘长海底光缆海底光缆层绞式、层绞式、骨架式、骨架式、大束管式大束管式4100低损耗、耐水压、耐张力、低损耗、耐水压、耐张力、长盘长长盘长用户光缆用户光缆以带式为以带式为主主可达可达200以上以上高密度、多芯、低（中）高密度、多芯、低（中）损耗损耗局内光缆局内光缆软线、带软线、带式式220质量轻、芯径细、柔软质量轻、芯径细、柔软
