通信光缆的结构是由其传输用途、运行环境、敷设方式等诸多因素决定的。从大的方面讲,常用通信光缆分为室内光缆和室外光缆两大类,这里主要介绍室外光缆。
由于光纤比较脆弱,极易受到外界的损伤,所以光纤需要进行成缆。光纤成缆具体的原因有:
光缆的结构及分类
①如果不成缆,过大的张力会使光纤断裂。
②与其他元件组合成光缆后,会具有良好的传输性能以及抗拉、抗冲击、抗弯曲等机械性能。
③可根据不同的使用情况,制成不同结构形式的光缆。
④可加入金属线,以传送电能。
1.光缆的结构
光缆的基本结构一般由光纤、加强元件、绑带和外护层等几部分构成,如图3-8所示。另外,根据需要还有防水层、缓冲层、绝缘金属导线填充物等。
图3-8 光缆的截面图
光缆的分类如表3-1所示。
表3-1 光缆的分类
图3-9 GYSTA型层绞式光缆(金属 加强构件松套层绞填充式铝-聚乙烯 黏结护套通信用室外光缆)
室外光缆的基本结构有:层绞式、中心管式、骨架式。每种基本结构中既可放置分离光纤,亦可放置带状光纤。
(1)层绞式光缆
层绞式光缆端面如图3-9所示。层绞式光缆结构是由多根二次被覆光纤松套管(或部分填充绳)绕中心金属加强件绞合成圆形的缆芯,缆芯外先纵包复合铝带,并挤上聚乙烯内护套,再纵包阻水带和双面覆膜皱纹钢(铝)带,再加上一层聚乙烯外护层组成。
层绞式光缆的结构特点:光缆中容纳的光纤数量多;光缆中光纤余长易控制;光缆的机械、环境性能好;适宜于直埋、管道敷设,也可用于架空敷设。
(2)中心管式光缆
中心管式光缆如图3-10所示,是由一根二次光纤松套管或螺旋形光纤松套管,无绞合直接放在缆的中心位置,纵包阻水带和双面涂塑钢(铝)带,两根平行加强圆磷化碳钢丝或玻璃钢圆棒位于聚乙烯护层中组成的。按松套管中放入的是分离光纤、光纤束还是光纤带,中心管式光缆分为分离光纤的中心管式光缆或光纤带中心管式光缆等。
图3-10 GYXTS型中心束管式光缆[金属加强构件钢—聚乙烯黏结护套中心束管式全填充型通信用光缆(细钢丝铠装)]
中心管式光缆的优点:光缆结构简单、制造工艺简捷,光缆截面小、重量轻,适宜架空敷设,也可用于管道或直埋敷设。中心管式光缆的缺点:缆中光纤芯数不宜过多(如分离光纤为12芯、光纤束为36芯、光纤带为216芯),松套管挤塑工艺中松套管冷却不够,成品光缆中松套管会出现后缩,光缆中光纤余长不易控制等。
中心管式带状光缆结构为大芯数光缆提供了最经济有效的配置,以4、6、8、12光纤带为基带,可生产48~216芯各种芯数不同规格的带状光缆。光纤带号由1~18个数字字母喷印在光纤带上予以识别。
(3)骨架式光缆
目前,骨架式光缆在国内仅限于干式光纤带光缆,即将光纤带以矩阵形式置于U形螺旋骨架槽或SZ螺旋骨架槽中,阻水带以绕包方式缠绕在骨架上,使骨架与阻水带形成一个封闭的腔体(如图3-11所示)。当阻水带遇水后,吸水膨胀产生一种阻水凝胶屏障。阻水带外再纵包双面覆塑钢带,钢带外挤上聚乙烯外护层。
图3-11 GYDGA-216Xn-4F(骨架式9槽4层4芯光纤带A护套光缆)
骨架式光纤带光缆的优点:结构紧凑、缆径小、纤芯密度大(上千芯至数千芯),接续时无须清除阻水油膏、接续效率高。缺点:制造设备复杂(需要专用的骨架生产线)、工艺环节多、生产技术难度大等。
2.光缆型号及识别
光缆型号是识别光缆规格程式和用途的代号,如图3-12所示。
(1)光缆的型号
光缆的型号由分类、加强构件、派生、护套、外护套五个部分组成,如图3-13所示。
光缆的型号
图3-12 光缆型号
图3-13 光缆规格程式
下面对各部分代号表示的内容做详细说明:
1)分类代号
2)加强构件代号
3)派生特征代号
4)护套代号
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5)外护套代号
(2)规格
1)光纤规格(简单)
光缆的规格是由光纤和导电芯线的有关规格组成的。在光纤的规格与导电芯线的规格之间用“+”号隔开。
光纤规格的构成:光纤的规格由光纤数和光纤类别组成。如果同一根光缆中含有两种或两种以上规格(光纤数和类别)的光纤时,中间应用“+”号连接。
①光纤数的代号用光缆中同类别光纤的实际有效数目的数字表示。
②光纤类别的代号应采用光纤产品的分类代号表示,按IEC 60793-2(1998)《光纤第2部分:产品规范》等标准规定用大写A表示多模光纤,大写B表示单模光纤,再以数字和小写字母表示不同种类光纤。多模光纤见表3-2,单模光纤见表3-3。
表3-2 多模光纤
表3-3 单模光纤
注:“B1.1”可简化为“B1”。
2)光纤规格(复杂)
光缆规格由五部分七项内容组成,如图3-14所示。
图3-14 光缆的规格组成部分
Ⅰ——光纤数目用1,2,…,表示光缆内光纤的实际数目。
Ⅱ——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。
Ⅲ——光纤主要尺寸参数:
用阿拉伯数字(含小数点数)及以μm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。
Ⅳ——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——使用波长的代号,其数字代号规定如下:
1——波长在0.85μm区域;
2——波长在1.31μm区域;
3——波长在1.55μm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“/”隔开。
bb——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——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(MHz·km)的千位和百位数字。单模光纤无此项。
Ⅴ——适用温度代号及其意义。
A——适用于-40℃~+40℃
B——适用于-30℃~+50℃
C——适用于-20℃~+60℃
D——适用于-5℃~+60℃
3)导电芯线的规格
导电芯线规格的构成应符合有关通信行业标准中铜芯线规格构成的规定。
2×1×0.9,表示2根线径为0.9 mm的铜导线单线。
3×2×0.5,表示3组每组2根线径为0.5 mm的铜导线线对。
4×2.6/9.5,表示4根内导体直径为2.6 mm、外导体内径为9.5 mm的同轴对。
4)实例
例1:金属加强构件、松套层绞、填充式、铝—聚乙烯黏结护套、皱纹钢带铠装、聚乙烯护层的通信用室外光缆,包含12根50/125μm二氧化硅系列渐变型多模光纤和5根用于远供电及监测的铜线径为0.9 mm的4线组,光缆的型号应表示为GYTA53 12Ala+4×5×0.9。
例2:金属加强构件、光纤带、松套层绞、填充式、铝-聚乙烯黏结护套通信用室外光缆,包含24根“非零色散位移型”类单模光纤,光缆的型号应表示为GYDTA24B4。
例3:非金属加强构件、光纤带、扁平型、无卤阻燃聚乙烯烃护层通信用室内光缆,包含12根常规或“非色散位移型”类单模光纤,光缆的型号应表示为GJDBZY12B1。
例4:已知缆内某光纤的型号为J50/125(12008)C,其意义:J表示多模渐变型;50/125表示芯径50μm,包层125μm;1表示工作波长0.85μm;20表示衰减常数2.0 dB/km;08表示带宽800(MHz·km);C表示环境温度-20℃~+60℃。
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