光缆结构
实际应用中，为了提高光纤的强度、耐温等性能，光纤必须制成光缆才能使用。 光缆的定义: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。 光缆的结构可分为缆芯，加强元件和护层三大部分。下图为层绞式和骨架式两种常见 的光缆结构。
缆芯是光缆结构中的主体，其作用主要是妥善地安置 光纤的位置，使光纤在各种外力影响下仍能保持优良的传 输性能。多芯光缆还要对光纤进行着色以便于识别。 对加强元件的要求是具有高杨氏模量，高弹性范围， 高比强度(强度和重量之比)，低线膨胀系数，优良的抗腐 蚀性和一定的柔软性。加强件一般采用钢丝，钢绞线或钢 管等，而在强电磁干扰环境和雷区中则使用高强度的非金 属材料玻璃丝和凯夫拉尔纤维。 光纤护层同电缆护层一样，是由护套等构成的多层组 合体。护层一般分为填充层、内护套、防水层、缓冲层、 铠装层和外护套等。
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光缆主要性能
光缆的最主要的技术要求是保证光纤在制造成缆、敷设以及在各种使用环境 下光纤的传输性能不受影响并具有长期稳定性。主要性能有： (1)机械性能：(a)抗拉强度 (b)抗压 (c)抗冲击 (d)弯曲 (2)温度特性：(a)高温 (b)低温 (3)重量和尺寸：(a)每公里重量(kg/km) (b)外径尺寸 其中最关键是机械性能，目的是保持光缆在各种敷设条件下都能为缆芯提供 足够的抗拉、抗压、抗弯曲等机械强度等。必须采用加强芯和光缆保护层（简称护 层），根据敷设方式的不同护层要求也不一样。如： 管道光缆的保护层要求具有较高的抗拉、抗侧压、抗弯曲的能力； 直埋光缆要加装铠装层，要考虑地面的振动和虫咬等； 架空光缆的护层要考虑天气环境、日光辐射等； 海底光缆则要求具有更高的抗拉强度和更高的抗水压能力。
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光缆材料及保护
Fibre 光纤 PE sheath 聚乙烯护套
纤膏 松套管 单根加强芯 缆膏 余长控制 阻水纱、阻水带 金属带纵包 PE护套 严格挑选材料
提供机械保护 径向防水 轴向防水
Cable filling 缆芯填充物
Water blocking material 阻水材料 Loose tube 松套管 Tube filling 松套管填充物 Strength member 加强芯 Filler 填充绳 PSP 涂塑钢带
避免光纤受力
阻止潮气侵入
控制材料析氢＋反应析氢
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x5
光缆分类
z z z z 按光纤在光缆中的状态分：紧结构、松结构、半松半紧结构 按缆芯结构分：中心管式、层绞式、骨架式 按光缆敷设条件分：架空、管道、直埋和水底光缆 按光缆使用环境场合分：室外光缆、室内光缆
常见光缆类型如下：
Central Tube optical cable 中心束管式光缆
Loose Tube optical cable 层绞式光缆
Slotted Core optical cable 骨架式光缆
Ribbon optical cable 带状光缆
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幻灯片 14 x5
xie, 2008-2-4
增加光缆芯数系列
层绞式结构光缆
层绞式结构光缆：把放置在松套管内的光纤绕在加强芯周围绞合而构成
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骨架式结构光缆
骨架式结构光缆：把光纤放入加强芯周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成。
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束管式光缆
束管式光缆：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 。
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带状光缆
带状光缆：带状光纤单元放入形成中心束管、骨架式或层绞式结构
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单芯光缆
单芯光缆：简称单芯软光缆，主要用于局内（或站内）或仪表测试软线
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光纤熔接
光纤与光纤的连接有两种形式，一种是永久性连接，另一种是活动连接。永久性 连接具有粘接法和熔接法之分，目前多采用熔接法。
在单模光纤连接时，除要求纤径一致之外，更重要的是要求在实质上代表分布 宽度的模场直径(MFD:ModeField Diameter)一致。 目前工程中多采用高精度自动熔接机，光纤端面切割好后，光纤间的对准、 调整、熔接及损耗测量等步骤都在微处理机的控制下自动完成，熔接质量很好，接 头附加损耗可控制在0．1dB以下。
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光纤冷接（光纤机械接续）
在光纤接续领域，机械式光纤接续和熔接接续是实现光纤固定连接的两种不同 方式。机械式光纤接续俗称为光纤冷接，是指不需要熔接机，只通过简单的接续工 具、利用机械连接技术实现单芯或多芯光纤永久连接的方式。
光纤冷接子基本技术参数
光纤直径(um) 涂敷护层直径 (um) 保存期限(年) 插入损耗(dB) 回波损耗(dB) 125 满足外套涂层直径250µm—250µm，250µm—900µm， 900µm—900µm对接 30 45,在-40℃及85℃长期工作与正常温度下相比 附加损耗 ≤0.3 大于 4.4 -40℃~85℃ ≤95%(+40℃时) 小于（包含） 40*4*4 （长*宽*高 mm） 一次接续合格率大于99%,并且能多次重复 开启使用（至少三次）
机械式光纤接续所采用的机 械式光纤接续子，又称为光纤冷 接子。 光纤冷接子可用于多种护层 直径光纤间的对接，适用于护层 直径为 250µm、900µm 等光纤间 任意接续。
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抗拉强度(N) 环境温度(℃) 相对湿度 外形 其它要求
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光纤现场连接器分类
预埋型： – 生产过程中，在陶瓷芯前段预埋裸纤，且端面经过精密的研磨处 理和检验。 – 现场对用户光缆的光纤端面进行切割，并通过内置对准机构和预 埋裸纤机械连接。 直插型： – 生产过程中，陶瓷芯完全贯通。 – 现场对用户光缆的光纤端面进行切割， 直接插入陶瓷芯，端面在 现场不再经过研磨和检验。
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光分路器类型
熔融拉锥型——FBT(Fused Biconical Taper) 将两根(或以上)去除涂覆 层的光纤以一定的方式靠拢，在高温加热下熔融， 同时向两侧拉伸，最终在加热区形成 双锥体形式的特殊波导结构，实现传输光 功率耦合的一种方法。 平面光波导型——PLC（Planar Lightwave Circuit） 平面光波导技术是用半导体工艺制作光波导分支器件，分路的功能在芯片 上完成，可以在一只芯片上实现多达1X32以上分路，然后，在芯片两端分别耦 合封装输入端和输出端多通道光纤阵列。
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光分路器
（1）熔融拉锥式分光器，英文名称：Fused Bi-conical Taper (FBT) • 均匀性较差 • 插入损耗随温度变化变化量大 • 多路分路器（如1×16、1×32）体积比较大，可靠性也会降低，安装空间受到限制。
平面光波导式分光器，英文名称： Planar Lightwave Circuit (PLC) • 损耗对传输光波长不敏感，可以满足不同波长的传输需要； • 分光均匀，可以将信号均匀分配给用户； • 结构紧凑，体积小，可以直接安装在现有的各种产品内，不需特殊设计留出很大 的安装空间； • 单只器件分路通道很多，可以达到32路以上。
类型 PBT/PLC 类型 PBT/PLC ZBITI 1:2 ≤3.6dB 1:4 ≤7.3dB 2:4 ≤7.8dB 1:8 ≤10.7dB 2:8 ≤11.2dB 1:16 ≤13.8dB 2:16 ≤14.1dB 1:32 ≤17.1dB 2:32 ≤17.4dB 1:64 ≤20.8dB 2:64 ≤21.2dB
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常用光纤活动连接器类型
光纤连接器常采用螺丝卡口、卡销固定、推拉式三种结构。
SC型
LC型
FC型
ST型
MU型
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MT-RJ型
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光纤活动连接器端面类型
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课 程 提 纲
1 2 3 4
光纤基础知识 光缆基础知识 蝶形光缆介绍 无源光器件介绍 光通信系统简介
)
5
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光通信系统基础知识
一、基本光通信系统的构架及其功能介绍： 1. 发送单元：把电信号转换成光信号 2. 传输单元：载送光信号的介质 3. 接收单元：接收光信号并转换成电信号 4. 连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤 二、基本光通信系统方框图： 发送单元 传输单元 接收单元
电E/光O转换
光纤
光O/电E转换
信号
光发 射机
光源
中继器
检测器
光接 收机
信号
连接器件
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光通信系统基础知识
一、基本光通信系统的构架及其功能介绍： 1. 发送单元：把电信号转换成光信号 2. 传输单元：载送光信号的介质 3. 接收单元：接收光信号并转换成电信号 4. 连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤 二、基本光通信系统方框图： 发送单元 传输单元 接收单元
电E/光O转换
光纤
光O/电E转换
信号
光发 射机
光源
中继器
检测器
光接 收机
信号
连接器件
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光缆结构
实际应用中，为了提高光纤的强度、耐温等性能，光纤必须制成光缆才能使用。 光缆的定义: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。 光缆的结构可分为缆芯，加强元件和护层三大部分。下图为层绞式和骨架式两种常见 的光缆结构。
缆芯是光缆结构中的主体，其作用主要是妥善地安置 光纤的位置，使光纤在各种外力影响下仍能保持优良的传 输性能。多芯光缆还要对光纤进行着色以便于识别。 对加强元件的要求是具有高杨氏模量，高弹性范围， 高比强度(强度和重量之比)，低线膨胀系数，优良的抗腐 蚀性和一定的柔软性。加强件一般采用钢丝，钢绞线或钢 管等，而在强电磁干扰环境和雷区中则使用高强度的非金 属材料玻璃丝和凯夫拉尔纤维。 光纤护层同电缆护层一样，是由护套等构成的多层组 合体。护层一般分为填充层、内护套、防水层、缓冲层、 铠装层和外护套等。
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光缆主要性能
光缆的最主要的技术要求是保证光纤在制造成缆、敷设以及在各种使用环境 下光纤的传输性能不受影响并具有长期稳定性。主要性能有： (1)机械性能：(a)抗拉强度 (b)抗压 (c)抗冲击 (d)弯曲 (2)温度特性：(a)高温 (b)低温 (3)重量和尺寸：(a)每公里重量(kg/km) (b)外径尺寸 其中最关键是机械性能，目的是保持光缆在各种敷设条件下都能为缆芯提供 足够的抗拉、抗压、抗弯曲等机械强度等。必须采用加强芯和光缆保护层（简称护 层），根据敷设方式的不同护层要求也不一样。如： 管道光缆的保护层要求具有较高的抗拉、抗侧压、抗弯曲的能力； 直埋光缆要加装铠装层，要考虑地面的振动和虫咬等； 架空光缆的护层要考虑天气环境、日光辐射等； 海底光缆则要求具有更高的抗拉强度和更高的抗水压能力。
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光缆材料及保护
Fibre 光纤 PE sheath 聚乙烯护套
纤膏 松套管 单根加强芯 缆膏 余长控制 阻水纱、阻水带 金属带纵包 PE护套 严格挑选材料
提供机械保护 径向防水 轴向防水
Cable filling 缆芯填充物
Water blocking material 阻水材料 Loose tube 松套管 Tube filling 松套管填充物 Strength member 加强芯 Filler 填充绳 PSP 涂塑钢带
避免光纤受力
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光缆分类
z z z z 按光纤在光缆中的状态分：紧结构、松结构、半松半紧结构 按缆芯结构分：中心管式、层绞式、骨架式 按光缆敷设条件分：架空、管道、直埋和水底光缆 按光缆使用环境场合分：室外光缆、室内光缆
常见光缆类型如下：
Central Tube optical cable 中心束管式光缆
Loose Tube optical cable 层绞式光缆
Slotted Core optical cable 骨架式光缆
Ribbon optical cable 带状光缆
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增加光缆芯数系列
层绞式结构光缆
层绞式结构光缆：把放置在松套管内的光纤绕在加强芯周围绞合而构成
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骨架式结构光缆
骨架式结构光缆：把光纤放入加强芯周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成。
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束管式光缆
束管式光缆：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 。
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带状光缆
带状光缆：带状光纤单元放入形成中心束管、骨架式或层绞式结构
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单芯光缆
单芯光缆：简称单芯软光缆，主要用于局内（或站内）或仪表测试软线
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光纤熔接
光纤与光纤的连接有两种形式，一种是永久性连接，另一种是活动连接。永久性 连接具有粘接法和熔接法之分，目前多采用熔接法。
在单模光纤连接时，除要求纤径一致之外，更重要的是要求在实质上代表分布 宽度的模场直径(MFD:ModeField Diameter)一致。 目前工程中多采用高精度自动熔接机，光纤端面切割好后，光纤间的对准、 调整、熔接及损耗测量等步骤都在微处理机的控制下自动完成，熔接质量很好，接 头附加损耗可控制在0．1dB以下。
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光纤冷接（光纤机械接续）
在光纤接续领域，机械式光纤接续和熔接接续是实现光纤固定连接的两种不同 方式。机械式光纤接续俗称为光纤冷接，是指不需要熔接机，只通过简单的接续工 具、利用机械连接技术实现单芯或多芯光纤永久连接的方式。
光纤冷接子基本技术参数
光纤直径(um) 涂敷护层直径 (um) 保存期限(年) 插入损耗(dB) 回波损耗(dB) 125 满足外套涂层直径250µm—250µm，250µm—900µm， 900µm—900µm对接 30 45,在-40℃及85℃长期工作与正常温度下相比 附加损耗 ≤0.3 大于 4.4 -40℃~85℃ ≤95%(+40℃时) 小于（包含） 40*4*4 （长*宽*高 mm） 一次接续合格率大于99%,并且能多次重复 开启使用（至少三次）
机械式光纤接续所采用的机 械式光纤接续子，又称为光纤冷 接子。 光纤冷接子可用于多种护层 直径光纤间的对接，适用于护层 直径为 250µm、900µm 等光纤间 任意接续。
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抗拉强度(N) 环境温度(℃) 相对湿度 外形 其它要求
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光纤现场连接器分类
预埋型： – 生产过程中，在陶瓷芯前段预埋裸纤，且端面经过精密的研磨处 理和检验。 – 现场对用户光缆的光纤端面进行切割，并通过内置对准机构和预 埋裸纤机械连接。 直插型： – 生产过程中，陶瓷芯完全贯通。 – 现场对用户光缆的光纤端面进行切割， 直接插入陶瓷芯，端面在 现场不再经过研磨和检验。
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光分路器类型
熔融拉锥型——FBT(Fused Biconical Taper) 将两根(或以上)去除涂覆 层的光纤以一定的方式靠拢，在高温加热下熔融， 同时向两侧拉伸，最终在加热区形成 双锥体形式的特殊波导结构，实现传输光 功率耦合的一种方法。 平面光波导型——PLC（Planar Lightwave Circuit） 平面光波导技术是用半导体工艺制作光波导分支器件，分路的功能在芯片 上完成，可以在一只芯片上实现多达1X32以上分路，然后，在芯片两端分别耦 合封装输入端和输出端多通道光纤阵列。
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光分路器
（1）熔融拉锥式分光器，英文名称：Fused Bi-conical Taper (FBT) • 均匀性较差 • 插入损耗随温度变化变化量大 • 多路分路器（如1×16、1×32）体积比较大，可靠性也会降低，安装空间受到限制。
平面光波导式分光器，英文名称： Planar Lightwave Circuit (PLC) • 损耗对传输光波长不敏感，可以满足不同波长的传输需要； • 分光均匀，可以将信号均匀分配给用户； • 结构紧凑，体积小，可以直接安装在现有的各种产品内，不需特殊设计留出很大 的安装空间； • 单只器件分路通道很多，可以达到32路以上。
类型 PBT/PLC 类型 PBT/PLC ZBITI 1:2 ≤3.6dB 1:4 ≤7.3dB 2:4 ≤7.8dB 1:8 ≤10.7dB 2:8 ≤11.2dB 1:16 ≤13.8dB 2:16 ≤14.1dB 1:32 ≤17.1dB 2:32 ≤17.4dB 1:64 ≤20.8dB 2:64 ≤21.2dB
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常用光纤活动连接器类型
光纤连接器常采用螺丝卡口、卡销固定、推拉式三种结构。
SC型
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ST型
MU型
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光纤活动连接器端面类型
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光纤基础知识 光缆基础知识 蝶形光缆介绍 无源光器件介绍 光通信系统简介
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光通信系统基础知识
一、基本光通信系统的构架及其功能介绍： 1. 发送单元：把电信号转换成光信号 2. 传输单元：载送光信号的介质 3. 接收单元：接收光信号并转换成电信号 4. 连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤 二、基本光通信系统方框图： 发送单元 传输单元 接收单元
电E/光O转换
光纤
光O/电E转换
信号
光发 射机
光源
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光通信系统基础知识
一、基本光通信系统的构架及其功能介绍： 1. 发送单元：把电信号转换成光信号 2. 传输单元：载送光信号的介质 3. 接收单元：接收光信号并转换成电信号 4. 连接器件：连接光纤到光源、光检测以及其它光纤 二、基本光通信系统方框图： 发送单元 传输单元 接收单元
电E/光O转换
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