第二章_光纤光缆结构要点课件.ppt

光纤和光缆光纤和光缆主要章节主要章节3.1 3.1 光纤和光缆光纤和光缆3.2 3.2 光纤的导光原理光纤的导光原理3.3 3.3 单模光纤单模光纤3.4 3.4 光纤的损耗特性光纤的损耗特性3.5 3.5 光纤的传输特性光纤的传输特性光纤和光缆光纤和光缆1. 1. 光纤的结构光纤的结构2. 2. 光纤的分类光纤的分类3. 3. 光缆的结构光缆的结构4. 4. 四类典型结构的光缆四类典型结构的光缆5. 5. 光缆的型号光缆的型号 一般光纤是一种高度透明的玻璃丝，由纯石英经复杂的工艺拉制而成结构多层同轴圆柱体 组成纤芯、包层和涂覆层 光纤的结构n纤芯：作用传导光波成份高纯度SiO2+极少量的掺杂剂（如P2O5）掺杂目的是提高纤芯对光的折射率n1n直径3m-100m单模光纤：3m-10m多模光纤：50m左右n包层作用将光波限制在纤芯中传播成分高纯度SiO2+极少量的掺杂剂（如B2O3）掺杂目的是使折射率n2略低于纤芯折射率n1直径125m-140m各组成部分功能注意：纤芯n1包层n2n涂敷层 作用是保护光纤不受水汽侵蚀和机械擦伤， 同时增加光纤的柔韧性一次涂覆层丙烯酸酯、有机硅或硅橡胶材料缓冲层一般为性能良好的填充油膏二次涂覆层聚丙烯或尼龙等高聚物 涂覆后的光纤其外径约1.5mm。

通常所说的光纤为此种光纤涂敷层裸纤 由纤芯和包层组成的光纤，强度和柔韧性较差 光纤芯线 经过涂敷后的光纤基本概念光纤的分类n按光纤截面上折射率分布分类 阶跃型光纤（SIF） 渐变型光纤（GIF） W型光纤阶跃型光纤：在纤芯和包层交界处的折射率呈阶梯形 突变，纤芯的折射率n1和包层的折射率n2是均匀常数渐变型光纤：纤芯的折射率n1随着半径的增加而按一 定规律(如平方律、双正割曲线等) 逐渐减少，到纤芯 与包层交界处为包层折射率n2，纤芯的折射率不是均 匀常数 W型光纤（双包层光纤）：在纤芯与包层之间设有一 折射率低于包层的缓冲层，使包层折射率介于纤芯 和缓冲层之间 光纤的纤芯折射率剖面分布 2b 2b 2b 2c 2a 2a 2a n n n n1 n1 n1 n2 n2 n2 n3 0 a b r 0 a b r 0 a c b r （a）阶跃光纤 （b） 渐变光纤 （c）W型光纤 n按传输模式的数量分类多模光纤单模光纤单模光纤只传输一种模式，纤芯直径较细，通常在3m-10m范围内多模光纤可传输多种模式，纤芯直径较粗，典型尺寸为50m左右包层直径都为125m-140mn按光纤的工作波长分类 短波长光纤（0.8-0.9m） 长波长光纤（1.0-1.8m） 超长波长光纤（大于2m）n按制造光纤所使用的材料分类 石英系列 塑料包层石英纤芯 全塑光纤 光纤通信中主要用石英光纤主要用石英光纤，以后所说的光纤也主要是指石英光纤。

n按套塑结构不同 分为紧套光纤和松套光纤紧套光纤在一次涂覆的光纤上再套上一层塑料套管，光纤在套管内不能自由活动松套光纤在光纤涂覆层外面再套上一层塑料套管，光纤可以在套管中自由活动课堂练习课堂练习】n已知某长度为已知某长度为13km的单模光纤的功率传输的单模光纤的功率传输损耗为损耗为0.195dB/km，激光器耦合进入光纤，激光器耦合进入光纤输入端的功率为输入端的功率为1mW，那么用功率计在光纤，那么用功率计在光纤输出端检测出的最大光功率是多少？输出端检测出的最大光功率是多少？n 光纤成缆的原因1. 增加抗冲击、抗弯曲等性能；2. 根据不同使用情况可以制成不同结构形式的光缆光缆的基本结构及类型n 对光缆的基本要求1. 不能因成缆而使光纤的传输特性下降2. 在成缆过程中光纤不能断裂3. 缆径细、重量轻4. 便于施工和维护n组成：缆芯、加强芯、光缆护层1、缆芯 由单根或多根芯线组成光缆的基本结构2.加强芯作用：用于增强光缆敷设时可承受的负荷材料：钢丝和非金属纤维位置：通常处在缆芯中心，有时配置在护中3.光缆护层作用：防水防潮、抗拉抗压抗弯等材料：聚乙烯或聚氯乙烯(PE或PVC)、聚氨酯聚酰胺。

此外，还有铝钢等金属防潮位置：由内到外可加入一层或层圆筒状护套4.填料 材料：防潮油胶 作用：防潮防水 位置：缆芯和护套之间5.铠装 材料：钢丝钢带 位置：最外一层 作用：防外力损坏 12芯松套层绞式直埋光缆四类典型结构的光缆1、层绞式结构光缆 把经过套塑的光纤绕在加强芯周围绞合而构成12芯松套层绞式直埋光缆 6芯紧套层绞式光缆12芯松套层绞式直埋防蚁光缆12芯松套层绞式水底光缆2、骨架式结构光缆 骨架式结构光缆是把紧套光纤或一次涂覆光纤放入加强芯周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成12芯骨架式光缆骨架式自承式架空光缆3、束管式结构光缆 把一次涂覆光纤或光纤束放入大套管中，加强芯配置在套管周围而构成 12芯束管式光缆4、带状结构光缆 把带状光纤单元放入大套管中，形成中心束管式结构；也可把带状光纤单元放入凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构中心束管式带状光缆层绞式带状光缆光缆典型结构小结典型结构层绞式结构骨架式结构束管式结构带状式结构制造较容易，光纤数量较少（12芯以下）结构简单，对光纤保护较好，耐压、抗弯性能较好，节省了松套管材料和相应工序，但也对放置光纤入槽工艺提出了更高的要求体积小、重量轻、制造容易、成本低，是更能发挥光纤优点的光缆结构之一。

空间利用率最高的光缆，可容纳大量光纤，每个单元的接续可一次完成光缆型号（补）光缆型号由它的型式代号和规格代号构成，中间用一短横线分开1、光缆型式代号由五个部分组成，如下图所示GYGZL03-12T50/125：分类代号及其意义为（应用环境)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通信用设备内光缆；GH通信用海底光缆；GT通信用特殊光缆加强构件代号及其意义为：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派生特征代号及其意义为：D光纤带状结构；G骨架槽结构；B扁平式结构；Z自承式结构T填充式结构护层代号及其意义为；（护层使用材料）Y聚乙烯护层；V聚氯乙烯护层；U聚氨酯护层；A铝-聚乙烯粘结护层；L铝护套；G钢护套；Q铅护套；S钢-铝-聚乙烯综合护套 ：外护层的代号及其意义为： 外护层是指铠装层及其铠装外边的外护层，外护层的代号及其意义如下 代 号铠装层（方式）代 号外护层（材料）0无0无11纤维层2双钢带2聚氯乙烯套3细圆钢丝3聚乙烯套4粗圆钢丝5单钢带皱纹纵包2、光缆规格 由五部分七项内容组成，如下图所示光缆的规格组成部分n 光纤成缆的原因1. 增加抗冲击、抗弯曲等性能；2. 根据不同使用情况可以制成不同结构形式的光缆光缆的基本结构及类型n 对光缆的基本要求1. 不能因成缆而使光纤的传输特性下降2. 在成缆过程中光纤不能断裂3. 缆径细、重量轻4. 便于施工和维护n组成：缆芯、加强元件、光缆护层1、缆芯 由单根或多根芯线组成。

光缆的基本结构2.加强芯作用：用于增强光缆敷设时可承受的负荷材料：钢丝和非金属纤维位置：通常处在缆芯中心，有时配置在护中3.光缆护层作用：防水防潮、抗拉抗压抗弯等材料：聚乙烯或聚氯乙烯(PE或PVC)、聚氨酯聚酰胺此外，还有铝钢等金属防潮位置：由内到外可加入一层或层圆筒状护套4.填料 材料：防潮油胶 作用：防潮防水 位置：缆芯和护套之间5.铠装 材料：钢丝钢带 位置：最外一层 作用：防外力损坏 12芯松套层绞式直埋光缆四类典型结构的光缆1、层绞式结构光缆 把经过套塑的光纤绕在加强芯周围绞合而构成12芯松套层绞式直埋光缆 6芯紧套层绞式光缆12芯松套层绞式直埋防蚁光缆12芯松套层绞式水底光缆2、骨架式结构光缆 骨架式结构光缆是把紧套光纤或一次涂覆光纤放入加强芯周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成12芯骨架式光缆骨架式自承式架空光缆3、束管式结构光缆 把一次涂覆光纤或光纤束放入大套管中，加强芯配置在套管周围而构成 12芯束管式光缆4、带状结构光缆 把带状光纤单元放入大套管中，形成中心束管式结构；也可把带状光纤单元放入凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构中心束管式带状光缆层绞式带状光缆光缆典型结构小结典型结构层绞式结构骨架式结构束管式结构带状式结构制造较容易，光纤数量较少（12芯以下）结构简单，对光纤保护较好，耐压、抗弯性能较好，节省了松套管材料和相应工序，但也对放置光纤入槽工艺提出了更高的要求。

体积小、重量轻、制造容易、成本低，是更能发挥光纤优点的光缆结构之一空间利用率最高的光缆，可容纳大量光纤，每个单元的接续可一次完成光缆型号（补）光缆型号由它的型式代号和规格代号构成，中间用一短横线分开1、光缆型式代号由五个部分组成，如下图所示GYGZL03-12T50/125：分类代号及其意义为（应用环境)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通信用设备内光缆；GH通信用海底光缆；GT通信用特殊光缆加强构件代号及其意义为：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GYGZL03-12T50/125：派生特征代号及其意义为：D光纤带状结构；G骨架槽结构；B扁平式结构；Z自承式结构T填充式结构护层代号及其意义为；（护层使用材料）Y聚乙烯护层；V聚氯乙烯护层；U聚氨酯护层；A铝-聚乙烯粘结护层；L铝护套；G钢护套；Q铅护套；S钢-铝-聚乙烯综合护套 ：外护层的代号及其意义为： 外护层是指铠装层及其铠装外边的外护层，外护层的代号及其意义如下 代 号铠装层（方式）代 号外护层（材料）0无0无11纤维层2双钢带2聚氯乙烯套3细圆钢丝3聚乙烯套4粗圆钢丝5单钢带皱纹纵包2、光缆规格 由五部分七项内容组成，如下图所示。

光缆的规格组成部分：光纤数目用1、2、，表示光缆内光纤的实际数目光纤类别的代号及其意义J二氧化硅系多模渐变型光纤；T二氧化硅系多模突变型光纤；Z二氧化硅系多模准突变型光纤；D二氧化硅系单模光纤；X二氧化硅纤芯塑料包层光纤；S塑料光纤光纤主要尺寸参数用阿拉伯数（含小数点数）及以m为单位表示多模光纤的芯径及包层直径，单模光纤的模场直径及包层直径GYGZL03-12T50/125：带宽、损耗、波长表示光纤传输特性的代号由a、bb及cc三组数字代号构成a表示使用波长的代号，其数字代号规定如下：1波长在0.85m区域；2波长在1.31m区域；3波长在1.55m区域注意，同一光缆适用于两种及以上波长，并具有不同传输特性时，应同时列出各波长上的规格代号，并用“/”划开bb表示损耗常数的代号两位数字依次为光缆中光纤损耗常数值（dB/km）的个位和十位数字cc表示模式带宽的代号两位数字依次为光缆中光纤模式带宽分类数值（MHzkm）的千位和百位数字单模光纤无此项GYGZL03-12T50/125：适用温度代号及其意义A适用于40+40B适用于30+50C适用于20+60D适用于5+60例如光缆是由12根芯径/包层直径为50/125m的二氧化硅系列多模突变型光纤组成，且在1.31m波长上，光纤的损耗常数不大于1.0dB/km，模式带宽不小于800MHzkm；光缆的适用温度范围为20+60。

其光缆规格型号为？GYGZL03-12T50/125 光缆中还附加金属导线（对、组）编号，如下图所示其符合有关电缆标准中导电线芯规格构成的规定 例如，2个线径为0.5mm的铜导线单线可写成210.5；4个线径为0.9mm的铝导线四线组可写成440.9L；4个内导体直径为2.6mm，外径为9.5mm的同轴对，可写成42.6/9.53）光缆型号例题设有金属重型加强构件、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50/125m的二氧化硅系列多模突变型光纤和5根用于远供及监测的铜线径为0.9mm的四线组，且在1.31m波长上，光纤的损耗常数不大于1.0dB/km，模式带宽不小于800MHzkm；光缆的适用温度范围为2。