光缆的结构与种类

    光缆线路在长期使用中，必须经受敷设安装和长期维护运用的考验。因此，对光缆最基本的要求是：
    （1） 不能因成缆而使光纤的传输性能恶化；
    （2） 在成缆过程中光纤不断裂；
    （3） 缆径细、重量轻；
    （4） 便于施工和维护。
    在这一节，仅就通信用光缆的结构形式作一简单介绍。
    一、光缆的结构
    根据不同用途和不同的使用环境，光缆的种类很多，但不论光缆的具体结构如何，都是由缆芯、加强元件和护层所组成。
    1. 缆芯
    缆芯由光纤芯线组成，它可分为单芯和多芯两种。单芯型是由单根经二次涂覆处理后的光纤组成；多芯型是由多根经二次涂覆处理后的光纤组成，它又可分为带状结构和单位式结构如表2-6所示。

    目前，国内外对二次涂覆主要采用下列两种保护结构。
    （1）紧套结构
    如图2-22（a）所示，在光纤与套管之间有一个缓冲层，其目的是减小外力对光纤的作用。缓冲层一般采用硅树脂，二次涂覆用尼龙。这种光纤的优点是：结构简单，使用方便。
    （2）松套结构
    如图2-22（a）所示，将一次涂覆后的光纤放在一个管子中，管中填充油膏，形成松套结构。这种光纤的优点是：机械性能好、防水性能好、便于成缆。

（a）紧套结构                              （b）松套结构
图2-22 光纤结构示意图     2.加强元件
    由于光纤材料比较脆，容易断裂，为了使光缆便于承受敷设安装时所加的外力等，因此在光缆中要加一根或多根加强件位于中心或分散在四周。
    加强元件的材料可用钢丝或非金属的纤维――增强塑料（FRP）等。
    3.护层
    光缆的护层主要是对已经成缆的光纤起保护作用，避免由于外部机械力和环境影响造成对光纤的损坏。因此要求护层具有耐压力、防潮、湿度特性好、重量轻、耐化学侵蚀、阻燃等特点。
    光缆的护层可分为内护层和外护层。内护层一般用聚乙烯或聚氯乙烯等；外护层可根据敷设条件而定，可采用由铝带和聚乙烯组成的LAP外护套加钢丝铠装等。
    二、光缆的种类
    在公用通信网中用的光缆结构，如表2-7所示。

     下面仅介绍有代表性的几种光缆结构形式。
    1. 层绞式光缆
    它是将若干根光纤心线以强度元件为中心绞合在一起的一种结构，如图2-23（a）所示。这样光缆的制造方法和电缆相似，所以可采用电缆的成缆设备，因此成本较低。
    光纤心线数一般不超过10根。
    2. 单位式光缆
    它将几根至十几根光纤心线集合成一个单位，再由数个单位以强度元件为中心绞合成缆，如图2-23（b）所示。
    这样光缆的心线数一般适用于几十芯。
    3. 骨架式光缆
    这种结构是将单根或多根光纤放入骨架的螺旋槽内，骨架的中心是强度元件，骨架的沟槽可以是V型、U型或凹型，如图2-23（c）所示。
    由于光纤在骨架沟槽内具有较大空间，因此当光纤受到张力时，可在槽内作一定的位移，减少了光纤心线的应力应变和微变。这种光缆具有耐侧压、抗弯曲、抗拉的特点。
    4. 带状式光缆
    它是将4~12根光纤心线排列成行，构成带状光纤单元，再将这个带状单元按一定方式排列成缆，如图2-23（d）所示。
    这种光缆的结构紧凑，采用此种结构可做成上千心的高密度用户光缆。

     三、光缆型号的标志
    光缆型号由一条短横线隔开的两组代号组成。下面，说明光缆型号的两组代号的规定。
    首先，如果将每个代号的位置用一个小方格来代替（如图2-24所示），则光缆的型号可一般化写为：
    横线左侧5个小格为光缆型式的代号；横线右侧5个小格为光缆规格的代号。下面逐格加以说明。

     1、横线左侧5个小格的含义
    格Ⅰ：表示光缆分类的代号，在这一格的位置上由两个英文字母构成，它们的含义分别为：
    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。
    格Ⅱ：表示加强构件的代号，在这一格中或者无符号或者用一个英文字母构成，它们的含义分别为：
    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
    格Ⅲ：表示派生（形状、特性）的代号，在这一格的位置上由一个英文字母构成，它们的含义分别为：
    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
    格Ⅳ：表示护层的代号，在这一格的位置上由一个英文字母构成，它们的含义分别为：
    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
    格Ⅴ：表示外护套代号，由两位数字构成。其第一位数字表示铠装层材料；第二位数字表示外护层材料，它们的含义如表2-8所示。 表2-8 外护层代号及其意义     2. 横线右侧5个小格的含义
    横线右侧5个小格为光缆规格的代号。
    格1：表示这种光缆中，同类型光纤的根数，它用阿拉伯数字表示。
    格2：表示光纤类别的代号，在这一格的位置上由一个英文字母构成，它们的含义分别为：
    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。
    格3：表示光缆中光纤主要尺寸的参数。用阿拉伯数字，以μm为单位表示
    多模光纤的芯径/包层直径，例如50/125；
    单模光纤的模场直径/包层直径。
    格4：表示这种光缆中传输特性的代号。这一大格中分三个小格，用a、bb及cc分别描述光纤的使用波长、衰减系数和模式带宽。下面分别具体说明：
    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，用一位阿拉伯数字表示，它们的含义分别为：
    1――使用波长在0.85μm区域；
    2――使用波长在1.31μm区域；
    3――使用波长在1.55μm区域；
    bb――表示衰减系数的代号。用两位阿拉伯数字表示，其数字依次为光缆中光纤衰减系数（dB/km）的个位值和十分位值（第一位小数）。例如α=4（dB/km），则在bb这个位置上用40来表示。如α=0.2（dB/km），则在bb这个位置上用02来表示。
    cc――光纤模式带宽B・L（带宽距离积）的代号。用两位阿拉伯表示，其数字依次表示B・L（MHz・km）的千位值和百位值。例如B・L=400（MHz・km），由于千位是0，百位是4，故cc这个位置上应标04。
    说明：如果这条光纤有两个低损耗窗口，则应同时列出每个窗口波长的a及B・L值，并用斜短线“/”分开。
    格5：表示这种光缆中光纤允许适用温度，用代号来表示。在这一格的位置上由一个英文字母构成，它们的含义分别为：
    A――适用于-40℃～+40℃ B――适用于-30℃～+50℃
    C――适用于-20℃～+60℃ D――适用于-5℃～+60℃
    例如：某种光缆的型号为GYTS33-12D10/125(205)C,则所表示的含义为：
    通信用野外光缆、金属加强构件、填充式结构、钢-铝-聚乙烯综合护套、细圆钢丝、铠装、聚乙烯外护套，其中光纤规格为：12芯、二氧化硅系单模光纤，模场直径为10μm，包层直径为125μm，工作波长为1.31μm，光纤衰减系数不大于0.5 dB/km，（由于是单模光纤，故无模式带宽cc这部分内容），光缆的适用温度范围为-20℃～+60℃。