知识点光缆结构课件

第12章光缆及线路设备第二教学情境内容和要求参观光缆线路

光缆及线路设备认识光缆熟练掌握光缆结构并辨认纤序了解光缆线路设备的应用第12章光缆及线路设备12.1 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。光缆组成结构包括缆芯、护层、加强芯序号组成部分说明1缆芯单芯：单根二次涂覆光纤多芯：多根二次涂覆光纤，分为带状和单位式结构两种2护层内护层：铝带和聚乙烯加钢丝铠装外护层：聚乙烯或氯乙烯3加强芯承受敷设安装时的外力12.1.1骨架式光缆骨架式单螺旋绞光缆，把裸纤放在S绞的U型骨架槽内，从单纤骨架开发到多纤骨架，采用色谱区分技术来区分同一骨架槽内的光纤。骨架式光缆结构如图所示。使光纤向一个方向旋转，即光纤带螺旋绞技术

低密度聚乙烯的光纤槽的塑料骨架，加强芯由多股细钢丝或增强型塑料。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。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，对大芯数光缆无法实现。这种结构在九十年代初期陆续被淘汰。12.1.2中心束管式光缆以美国AT&T公司为代表的中心束管松套结构，光纤位于光缆的中心，具有良好的弯曲特性、结构紧凑，其结构见图3-3。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。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12芯时，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。12.1.3层绞式光缆S绞成缆结构，采用了收放线同步退扭技术，光缆节距稳定，油膏填充绕包聚酯带，优点是光缆性能稳定，缺点是设备复杂，效率低，能耗大。1995年开发出了SZ往复绞合成缆设备，大大简化了成缆过程，提高了生产效率。SZ绞成缆采用往复绞合工艺、双偏芯扎纱，油膏填充，纵包或绕包包带，最大可生产12单元管。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分方法，层绞式结构光缆的典型结构如下图。SZ绞技术是先向一个方向旋转（向左为S绞），再反方向旋转（向右为Z绞）。

层绞式光缆属于中心构件配置方式，中心增强构件采用塑料被覆的多股绞合或实心钢丝和纤维增强塑料两种增强件。层绞式光缆按使用可分为直埋型，如GYTA53、GYTY53、GYTA53+33等，管道和架空的主要是GYTA和GYTS。护层结构的不同导致工艺上的区别，出现了扎纹纵包工艺和铝带平带工艺，出现了热熔胶粘接工艺。12.1.4带状光纤结构光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。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S或Z绞进管的，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变，并且与实际测试结果结合应证。12.1.5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。1、ADSS和OPGW全介质自承式光缆ADSSADSS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（FRP）绞合成圆整缆芯，缆芯外挤上PE内护套后再绞绕一定数量起增强作用的芳纶纱，最后挤上PE外护套。光缆全截面阻水，具有低损耗、低色散、适用于高压输电线路电力通信系统的需要。将光纤复合在输电线路的架空地线中。

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护管中，其光纤单元中采用PBT材料（属于聚酯系列），于套管外面再加上一层不锈钢管，还可在塑料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。复合光纤架空地线OPGW（电力地线复合室外光缆）。光纤单元（不锈钢管）铝包钢线2、“干缆芯”式光缆所谓“干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。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同，但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。首先是方便，因为阻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、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。3、生态光缆生态光缆现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求，如PVC燃烧时会放出有毒性气体，光缆稳定剂中有时含铅，都是对人体及环境有害的。由于环境因素正日益受到重视，人们从环境保护及阻燃性能的要求出发，开发了生态光缆，应用于室内、楼房及家庭。2001年ITU-T已通过了一项L45建议——“使电信网外部设备对环境的影响最小化”建议。已有不少公司开发了一些新生态材料，如对室内用缆，开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等。4、纳米材料的光缆近来，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（PE）及光纤护套管用纳米PBT等材料。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。目前此类材料尚处于试用阶段。5、无金属光缆无金属光缆是指光缆除光纤，绝缘介质外，无任何金属的光缆结构，抗电磁、雷电性能优良，防静电。室外无金属光缆结构一般采用非金属中心加强件，玻璃纤维或芳纶纤维周边加强，聚乙烯外护套。适用于强电区长途通信，局间通信及光缆进局，尤其适用于电力系统、多雷电及电磁干扰严重的场合，常用于架空线路较多。6、浅水光缆和海底光缆海底光缆要求长距离、低衰减的传输，而且要适应海底的环境，对抗水压、抗气损、抗拉伸、抗冲击的要求都特别严格。海底光缆又分为：浅海光缆和深海光缆，图3-9是水底光缆的典型结构，图3-10就是海底光缆实物图片。浅水光缆是区别于海底光缆而提出来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、通信距离比较短的水下（如岛屿间、沿海岸边上的城市）敷设。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是将外护套与光纤分离，工程中可以预敷设微管道，然后利用DRAKA提出的气吹微缆技术，完成光纤的敷设。在城市网络建设中有明显的优势，其基本结构如图3-11。这种结构对于光缆工艺的关键技术为套管尺寸的改小，12芯光纤套管的尺寸要做到1.6mm，对设备控制精度有很高的要求。在并带线上生产UV光纤束的工艺技术，采用紫外光固化材料对多到12芯的光纤进行半松的包覆保护，可以做到12芯束外径1.3mm，结构如图3-12。图UV光纤束8、FTTX蝶型光缆接入网用蝶型光缆，代表结构如图所示。蝶型光缆是裸纤直接护套的技术路线，是基于接入网最后一百米的要求来设计的，有管道和架空、管道引入等形式，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。该结构的难点在于光纤损耗的控制，光缆结构尺寸的控制以及与快速接头的配合。同时要求降低光纤表面摩擦系数，便于多根光缆在一个管道中施工。9、室内光缆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。光缆工艺上都基于紧套工艺，材料有PVC、HYTREL、PA、LSZH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：PVC（PolyvinylChloride，聚氯乙烯/低烟低卤阻燃聚氯乙烯）。Hytrel（热塑性聚脂弹性体）。PA(Polyamide，就是Nylon尼龙材料，属于聚酰胺类)。LSZH/LS0H（LowSmokeZeroHalogen，聚烯烃类）。10、光电混合光缆光电混合光缆，旨在解决取电困难的通信点，把电线与光纤在一根缆中结合，结构上采用了层绞设计，但由于有电源线在其中，在结构尺寸上变化较大，特性中也增加了电源线的部分，结构如图：11、雨（污）水管道光缆雨（污）水管道光缆，旨在利用新的管道资源雨（污）水管道光缆在结构上结合了ADSS和GYTA的特质，在应用上采用自承式架于管道上壁，在防潮上用铝带保护，结构如图：12、3G室外设备连接用光缆3G室外设备连接用光缆，旨在解决BBU和RRU直接连接的问题，解决了室内设备与室外设备的一次性连接，在工厂做好连接头后直接应用。结构上采用紧套结构，外护套采用TPU材料（热塑性聚氨酯弹性体），耐磨性好，其结构如图所示。13、路面开槽光缆路面开槽光缆是在开槽施工方法的情况下敷设光缆，解决某些小区水泥路面接入的问题.在一