光纤光缆( 四 )


光纤光缆各种光缆中都有增强件,用以承载拉力 。它由具有高弹性模量的高强度材料製成,常用的有钢丝、高强度玻璃纤维和高模量合成纤维芳纶等 。增强件使光缆在使用应力下只产生极低的伸长形变(例如小于0.5%),以保护光纤免受应力或只承受极低的应力,以防光纤断裂 。光缆的护套结构和材料视使用环境和要求而定,与同样使用条件下的电缆基本相同 。按照光缆的使用环境分,有架空光缆、直埋光缆、海底光缆、野战光缆等 。新型介绍用于长途通信的新型大容量长距离光纤光缆主要是一些大有效面积、低色散维护的新型G.655光纤光缆,其PMD值极低,可以使现有传输系统的容量方便地升级至10~40Gbit/s,并便于在光纤光缆上採用分散式拉曼效应放大,使光信号的传输距离大大延长 。用于城域网通信的新型低水峰光纤光缆城域网设计中须要考虑简化设备和降低成本,还须要考虑非波分复用技能(CWDM)运用的可能性 。低水峰光纤光缆在1360~1460nm的延伸波段使频宽被大大扩展,使CWDM系统被极大地最佳化,增大了传输信道、增长了传输距离 。一些城域网的设计可能不仅要求光纤光缆的水峰低,还要求光纤光缆具有负色散值,一方面可以抵消光源光器件的正色散,另一方面可以组合运用这种负色散光纤光缆与G.652光纤光缆或G.655标準光纤光缆,运用它来做色散补偿,从而防止複杂的色散补偿设计,节约成本 。如果将来在城域网光纤光缆中採用拉曼放大技能,这种网路也将具有明显的优势 。但是毕竟城域网的规範还不是很成熟,所以城域网光纤光缆的规格将会随着城域网模式的变化而不断变化 。用于区域网路的新型多模光纤光缆由于区域网路和用户驻地网的高速发展,大量的综合布线系统也採用了多模光纤光缆来代替数字电缆,因此多模光纤光缆的市场份额会逐渐加大 。之所以选用多模光纤光缆,是因为区域网路传输距离较短,虽然多模光纤光缆比单模光纤光缆价格贵50%~100%,但是它所配套的光器件可选用发光二极体,价格则比雷射管便宜很多,而且多模光纤光缆有较大的芯径与数值孔径,容易连线与耦合,相应的连线器、耦合器等元器件价格也低得多 。ITU-T至今未接受62.5/125μm型多模光纤光缆标準,但由于区域网路发展的须要,它仍然得到了广泛运用 。而ITU-T推选的G.651光纤光缆,即50/125μm的标準型多模光纤光缆,其芯径较小、耦合与连线相应困难一些,虽然在部分欧洲国家和日本有一些运用,但在北美及欧洲大多数国家很少採用 。针对这些疑问,目前有的公司已执行了改良,研製出新型的5O/125μm光纤光缆渐变型(G1)光纤光缆,区别于传统的50/125μm光纤光缆纤芯的梯度折射率分布,它将频宽的常态分配执行了调整,以配合850nm和1300nm两个视窗的运用,这种改良可能会为50/125pm光纤光缆在区域网路运用找到新的市场 。前途未卜的空芯光纤光缆据报导,美国一些公司及大学研究所正在开发一种新的空芯光纤光缆,即光是在光纤光缆的空气够传输 。从理论上讲,这种光纤光缆没有纤芯,减小了衰耗,增长了通信距离,防止了色散导致的干扰现象,可以支持更多的波段,并且它允许较强的光功率注入,估计其通信能力可达到光纤光缆的100倍 。欧洲和日本的一些业界人士也十分关注这一技能的发展,越来越多的研究证明空芯光纤光缆似有可能 。如果真能实用,就能处理现有光纤光缆系统长距离传输的疑问,并大大降低光通信的成本 。但是,这种光纤光缆运用起来还会遇到许多棘手的疑问,比如光纤光缆的稳定性、侧压性能及弯曲损耗的增大等 。因此,对于这种光纤光缆的现场运用还需做进一步的探讨 。参考要点光纤光缆的选用除了根据光缆芯数和光纤种类,还要根据光纤的使用来选择光缆的外护套,在选用时要注意以下几点:1.户外用光缆直埋时,宜选铠装光缆,架空时,可选用两根或多根加强筋的黑色塑胶外护套的光缆 。2.建筑物内用的光缆在选用时应该注意其阻燃,毒和烟的特性,一般在管道中和强制通风处,可选用阻燃和有烟的类型,暴露的环境中应选用阻燃、无烟和无毒的类型 。3楼内垂直布线时,可选用层绞是光缆;水平布线式,可选用分支光缆 。4.传输距离在2km以内的可选用多模光缆;超过2km可选用中继或单模光缆 。以上是单从套用方面考虑应该主义的几个问题,实施时候还需要灵活掌握,其实,布线环境複杂多样,各种问题都可能随时出现,这就需要我们在规划和施工时严格按照布线标準实施,遇到问题,灵活分析,就会圆满解决 。单模光纤,只传输主模,也就是说光线只沿光纤的内芯进行传输,由于完全避免了模式射散使得单模光纤的传输频带很宽,因而适用于大容量,长距离的光纤通讯,单模光纤使用的光波长1310nm或1550nm 。多模光纤,在一定的工作波长下,有多个模式在光纤中传输,这种光纤称之为多模光纤,由于色散或像差,因此这种光纤传输性能较差频带比较窄,传输容量比较小,距离也比较短 。光纤光缆的选择要点1、光缆芯数的选定在施工方便的条件下,儘量选择盘长较大的光缆 。选择光缆芯数时,要把效益和长期规划结合起来,充分考虑扩容的可能性;根据“建设一条线服务一大片”的指导思想,充分考虑沿途各大单位的通信需要 。2、光缆结构程式的选择长途干线光缆应採用波长1310nm视窗,并能在1550nm视窗使用的单模光纤;光纤筛选张力应不小于5N(牛顿);採用无金属线对光缆,在雷击严重或强电影响地段可採用非金属构件加强芯光缆,光缆芯採用充油膏结构 。光缆护层结构选择的规定:架空和管道光缆(简易塑胶管管道)为防潮层+PE外护层;直埋光缆为防潮层+PE内护层+钢带铠装层+PE外护层;水底光缆为防潮层+PE内护层+粗钢丝铠装层+PE外护层 。光缆的机械性能应符合表1.1所规定 。光缆承受短期允许张力或侧压力,在张力或侧压力解除后光纤衰减不变化,光纤延伸率不大于0.15%;光缆在承受长期允许张力或侧压力时,光纤衰减不变化,光缆延伸率不大于0.2%,光前没有应变 。3、水底光缆的选用通航机动船、帆船、木筏较多的主要航运河流,应採用钢丝铠装光缆;河水流速特别急、河道变化较大时,应採用双层钢丝铠装光缆;河宽(两堤或自然岸间)大于150m的平原河流,宜採用钢丝铠装光缆;有的河宽虽小于150m,但流速较大(3m/s以上)、河床土质鬆散、两岸易受沖刷塌方、河底坎坷不平或为石质河床、大卵石河床,应才用刚丝铠装的水底光缆;有的河宽虽不大于150m,但河床土质稳定,流速很小,河道顺直又无沖刷现象,可不採用刚丝铠装的水底光缆;山区河流,应根据河床土质、流速、流量的大小、沖刷程度以及上游水文等情况确定 。备用水底光缆的设定,综合考虑的因素有:特大的河流;河床稳定性能很差的较大河流;有其他特殊要求;限于自然地形和施工条件,光缆的安全程度较差或抢修很困难 。延长光纤光缆的使用寿命的方法第一,当疲劳参数n一定时,纤维的寿命ts只与所承受到的应力σ有关,因此,减小纤维承受到的应力是提高光纤使用寿命的一种方法 。当人们製造光纤时,在光纤表面上形成一种压缩应力以对抗所承受到的张应力,使张应力减到儘可能小的程度,由此就产生了压应力包层技术来製造光纤 。若设光纤承受到的应力为σa,寿命为t1,当光纤具有压应力σR包层时,光纤的寿命为t2:t2= t1[(σa-σR)/σa]-n,其中,(σa-σR)为光纤真正承受到的净应力 。由此表明:具有压应力包层的光纤比一般光纤的寿命长得多 。近年来就有人用掺GeO2石英做光纤表面的压缩层,也有人用掺TiO2石英做光纤的外包层使光纤本身的抗拉强度从50kpsi提高到130kpsi(相当抗拉强度从430g提高到1100g),也使光纤的静态疲劳参数从n=20~25提高到n=130 。第二,提高光纤的静态疲劳参数n来提高光纤的使用寿命 。因此,人们在製造光纤时,设法把石英纤维本身与大气环境隔绝开来,使之不受大气环境的影响,儘可能地把n值由环境材料参数转变为光纤材料本身的参数,就可以使n值变得很大,由此产生了在光纤表面的“密封被覆技术” 。展望由于瑞利散射损耗与