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通信光缆

信息传输介质

通信光缆是由若干根（芯）光纤（一般从几芯到几千芯）构成的缆心和外护层所组成。光纤与传统的对称铜回路及同轴铜回路相比较，其传输容量大得多；衰耗少；传输距离长；体积小；重量轻；无电磁干扰；成本低，是当前最有前景的通信传输媒体。它正广泛地用于电信、电力、广播等各部门的信号传输上，将逐步成为未来通信网络的主体。下面介绍通信光缆的相关知识。

背景
通信光缆 Communication Optical Fiber Cable。通信光缆是由若干根（芯）光纤（一般从几芯到几千芯）构成的缆心和外护层所组成。光纤与传统的对称铜回路及同轴铜回路相比较，其传输容量大得多；衰耗少；传输距离长；体积小；重量轻；无电磁干扰；成本低，是当前最有前景的通信传输媒体。它正广泛地用于电信、电力、广播等各部门的信号传输上，将逐步成为未来通信网络的主体。光缆在结构上与电缆主要的区别是光缆必须有加强构件去承受外界的机械负荷，以保护光纤免受各种外机械力的影响。
定义
通信光缆：直译成中文就是通信光纤线缆。正式定义：一定数量的光纤按照一定方式组成缆心，外层包覆有护套，有的还包覆外护层，用以实现光信号传输的一种通信线路。
中文名：通信光缆
外文名：Communication Optical Fiber Cable
别称：通信光纤线缆
应用学科：信息通信
特点：光纤、缆心、护套、光信号
简史
光纤的理论是由英国籍华人高锟博士在1966年提出来的。可见华人也是非常有智慧和创新能力的。高锟指出：在改进制作工艺后人们有可能做出适合通信用的低损耗光纤。这个预言在1970年由美国康宁玻璃公司制造的低损耗石英光纤所证实。该公司的光纤损耗指标是20 dB/km。
1976年，美国贝尔研究所在亚特兰大建成第一条光纤通信实验系统，采用了西方电气公司制造的含有144根光纤的光缆。
1980年，由多模光纤制成的商用光缆开始在市内局间中继线和少数长途线路上采用。
1983年，单模光纤制成的商用光缆开始在长途线路中采用。
1988年，横跨大西洋的海底光缆敷设成功，连接了美国、英国和法国。
我国在1978年自行研制出了通信光缆。1984年开始使用单模光纤，通信光缆逐步应用于长途线路。
结构
缆心
缆心：它位于光缆的中心，是光缆的主体；它的作用是妥善安置光纤，使光纤在一定的外力作用下仍然能够保持优良传输性能。常用的缆心结构大体上分为如下四种：
1）层绞式，层绞式又分为松套和紧套两种。如图1所示为层绞式光缆结构图。
图1 层绞式光缆结构图
2）骨架式，又称为槽式；
3）带式
4）中心束管式，通常简称为束管式。
那么，光缆和电缆在结构上又有什么不同呢？不像电缆，本身导电的金属就有一定的强度，光缆必须设有加强构件，以承受机械拉伸负荷。光缆有两种放置加强构件的方式：
1）放置在缆心中部的中心加强芯方式，常用于层绞式和骨架式。如上图所示。这种加强方式多被欧洲和日本采用。
2）加强构件放置在护层外周的方式。这种方式多用于美国。
护层
请参见上图，护层位于缆心的外围，由内护套和外护层组成。
1）护套
光缆常用的护套属于半密封性的粘结护套。它由双面涂塑的铝带（PAP）或钢带（PSP）在缆心外纵包粘结构成。护套除了为缆心提供机械保护外，主要是阻止潮气或水进入缆心。PAP护套的光缆可以直接敷设于管道或架空安装。而PSP护套的光缆可用于直埋敷设。当然，还有更好的全密封金属护套，但制作成本较高。
2）外护层
外护层（外护套）为光缆护套提供进一步的保护。就好像给光缆穿上“铠甲”一样，我们称它为铠装。通常在直埋、爬坡、水底、防鼠啮咬等场合下需要对光缆装铠。铠装的种类包括涂塑钢带、不锈钢带、单层钢丝、双层钢丝等，有时还使用尼龙铠装。在铠装层外还需要加上外被层以避免金属铠装受到腐蚀。
如上图，为了防止潮气一旦进入光缆内部就四处扩散，大部分光缆在缆心内填充复合物（油膏），这种光缆称为充油光缆。它具有投资省，维护工作量小等优点。
当然也有充气光缆，采用我们前面介绍的充气维护的方式，这样可以实现实时监控，具有及时排除故障的优点。缺点是成本较高。
分类
按结构划分
分为：1）层绞式；2）骨架式；3）带式；4）束管式。
按安装方式分
分为：1）架空光缆；2）直埋光缆；3）管道光缆；4）水底光缆；5）局用光缆。
按光纤种类分
分为：1）紧套光缆；2）松套光缆；3）单模光缆；4）多模光缆；5）色拉移位光缆
按填充物划分
分为：1）充油式光缆；2）充气式光缆。
趋势
通信光缆比通信电缆具有更大的传输容量，中继距离长，体积小，重量轻，无电磁干扰等一系列的优点。有逐渐取代通信电缆的趋势。
型号编制方法
Ⅰ分类
GY 通信用室(野)外光缆，GM 通信用移动式光缆，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。
Ⅱ加强
构件无金属加强构件
F 非金属加强构件
G 金属重型加强构件
Ⅲ光缆结构特性
S 光纤松套被覆结构
J 光纤紧套被覆结构
D 光纤带结构
无层绞式结构
G 骨架槽结构
X 缆中心管(被覆)结构
T 填充式结构
B 扁平结构
Z 阻燃
C 自承式结构
Ⅳ护套
Y 聚乙烯
V 聚氯乙烯
F 氟塑料
U 聚氨酯
E 聚酯弹性体
A 铝带-聚乙烯粘结护层
S 钢带-聚乙烯粘结护层
W 夹带钢丝的钢带-聚乙烯粘结护层
L 铝
G 钢
Q 铅
Ⅴ外护层
(1)铠装层
0 无铠装
2 双钢带
3 细圆钢丝
4 粗圆钢丝
5 皱纹钢带
6 双层圆钢丝
(2)外被层或外套
1 纤维外护套
2 聚氯乙烯护套
3 聚乙烯护套
4 聚乙烯护套加敷尼龙护套
5 聚乙烯管
Ⅵ光纤芯数直接由阿拉伯数字写出
Ⅶ光纤类别A 多模光纤B 单模光纤
故障原因
一、雷电的冲击
光缆的铠装元件都是金属导体，如果电力线产生短路的情况或者雷电击中金属件的时候，就会产生出强大的电流破坏光缆线路设备，严重时甚至会出现人员的伤亡。
二、光缆线路的绝缘性欠佳
通信光缆线路如果没有做好绝缘工作，那么接头盒进水之后或者处于受潮的情况下就会由于应力腐蚀及静态疲劳等原因大幅度减小光缆的运作强度，严重的时候会出现光缆断裂的情况。
三、外力的影响
线路故障很多情况下是受外力的影响而产生。由于很多通信光缆线路都在野外进行铺设，一般的埋设标准都是深入地层以下的，所以不能有效避免很多外界因素对光缆线路的破坏。
四、线路接头处的故障
在线路接头的地方最容易出现故障，这是因为接头处的光纤对原有光缆结构已经不具备保护力或者保护力已经明显减弱，所以日常的运行保护工作只能依赖于接头盒进行，这就导致故障的发生几率大大增加。
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