知識(shí)點(diǎn)光纜結(jié)構(gòu)課件

第12章光纜及線路設(shè)備第二教學(xué)情境內(nèi)容和要求參觀光纜線路

光纜及線路設(shè)備認(rèn)識(shí)光纜熟練掌握光纜結(jié)構(gòu)并辨認(rèn)纖序了解光纜線路設(shè)備的應(yīng)用第12章光纜及線路設(shè)備12.1 光纜結(jié)構(gòu)光纜的結(jié)構(gòu)主要有骨架式、中心管式、層絞式、帶式等。光纜組成結(jié)構(gòu)包括纜芯、護(hù)層、加強(qiáng)芯序號(hào)組成部分說(shuō)明1纜芯單芯：?jiǎn)胃瓮扛补饫w多芯：多根二次涂覆光纖，分為帶狀和單位式結(jié)構(gòu)兩種2護(hù)層內(nèi)護(hù)層：鋁帶和聚乙烯加鋼絲鎧裝外護(hù)層：聚乙烯或氯乙烯3加強(qiáng)芯承受敷設(shè)安裝時(shí)的外力12.1.1骨架式光纜骨架式單螺旋絞光纜，把裸纖放在S絞的U型骨架槽內(nèi)，從單纖骨架開(kāi)發(fā)到多纖骨架，采用色譜區(qū)分技術(shù)來(lái)區(qū)分同一骨架槽內(nèi)的光纖。骨架式光纜結(jié)構(gòu)如圖所示。使光纖向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)，即光纖帶螺旋絞技術(shù)

低密度聚乙烯的光纖槽的塑料骨架，加強(qiáng)芯由多股細(xì)鋼絲或增強(qiáng)型塑料。骨架型式有中心增強(qiáng)螺旋型，正反螺旋型，分散增強(qiáng)基本單元型?？抗饫w在槽中的位移來(lái)抵抗拉伸和溫度變化光纜的形變。骨架槽的制作工藝要求高，效率低；成纜的設(shè)備復(fù)雜、收放線同步要求高、退扭復(fù)雜、速度很慢，對(duì)大芯數(shù)光纜無(wú)法實(shí)現(xiàn)。這種結(jié)構(gòu)在九十年代初期陸續(xù)被淘汰。12.1.2中心束管式光纜以美國(guó)AT&T公司為代表的中心束管松套結(jié)構(gòu)，光纖位于光纜的中心，具有良好的彎曲特性、結(jié)構(gòu)緊湊，其結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖3-3。束管式結(jié)構(gòu)的光纖與加強(qiáng)芯分開(kāi)，提高了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)姆€(wěn)定可靠性。同時(shí)束管式結(jié)構(gòu)由于直接將一次光固化涂層光纖放置于束管中，所以光纜的光纖數(shù)量靈活。最早的中心束管式結(jié)構(gòu)沒(méi)有鋼帶鎧裝，采用平行鍍鋅鋼絲加強(qiáng)，存在滲水和低溫特性不夠好的問(wèn)題，后來(lái)增加了鋼帶鎧裝。光纜很難開(kāi)剝，后來(lái)用阻水帶或油膏填充工藝，進(jìn)一步合理化了該結(jié)構(gòu)。大于12芯時(shí)，需要采用復(fù)雜的扎束技術(shù)來(lái)區(qū)分光纖。當(dāng)多組光纖放在一個(gè)套管中時(shí)，需要多個(gè)放纖架，設(shè)備的利用率受到限制，不利于大規(guī)模的生產(chǎn)，同時(shí)在工程上也不便于分歧。其縱包成型工藝會(huì)減小余長(zhǎng)，包覆太松，將導(dǎo)致高低溫時(shí)套管收縮或伸長(zhǎng)，工程上會(huì)出現(xiàn)在接頭盒處斷纖或損耗增加，因?yàn)榘驳木o，吃掉過(guò)多余長(zhǎng)，導(dǎo)致抗拉伸能力的下降。12.1.3層絞式光纜S絞成纜結(jié)構(gòu)，采用了收放線同步退扭技術(shù)，光纜節(jié)距穩(wěn)定，油膏填充繞包聚酯帶，優(yōu)點(diǎn)是光纜性能穩(wěn)定，缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜，效率低，能耗大。1995年開(kāi)發(fā)出了SZ往復(fù)絞合成纜設(shè)備，大大簡(jiǎn)化了成纜過(guò)程，提高了生產(chǎn)效率。SZ絞成纜采用往復(fù)絞合工藝、雙偏芯扎紗，油膏填充，縱包或繞包包帶，最大可生產(chǎn)12單元管。開(kāi)發(fā)了填充繩作為填充單元，設(shè)計(jì)了領(lǐng)示色和全色譜兩種區(qū)分方法，層絞式結(jié)構(gòu)光纜的典型結(jié)構(gòu)如下圖。SZ絞技術(shù)是先向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)（向左為S絞），再反方向旋轉(zhuǎn)（向右為Z絞）。

層絞式光纜屬于中心構(gòu)件配置方式，中心增強(qiáng)構(gòu)件采用塑料被覆的多股絞合或?qū)嵭匿摻z和纖維增強(qiáng)塑料兩種增強(qiáng)件。層絞式光纜按使用可分為直埋型，如GYTA53、GYTY53、GYTA53+33等，管道和架空的主要是GYTA和GYTS。護(hù)層結(jié)構(gòu)的不同導(dǎo)致工藝上的區(qū)別，出現(xiàn)了扎紋縱包工藝和鋁帶平帶工藝，出現(xiàn)了熱熔膠粘接工藝。12.1.4帶狀光纖結(jié)構(gòu)光纜把多根光纖并排成帶技術(shù)，這一技術(shù)最早還是日本，用于骨架式帶纜，而引入中國(guó)最早的是中心管式帶纜。帶狀光纜可容納大量的光纖，還可以單元光纖的一次連接，以適應(yīng)大量光纖接續(xù)，安裝的需要。光纖帶的關(guān)鍵技術(shù)是并帶，主要指標(biāo)是平整度的控制，并帶用的著色光纖也與普通著色纖的著色工藝控制不同，另一個(gè)關(guān)鍵就是收排線的整齊度和張力要與套管工藝匹配。帶纖套管工藝中的帶纖都是采用S或Z絞進(jìn)管的，因此其余長(zhǎng)的概念與普通套管是不同的，由于套管粗，一般都不采用輪式牽引，采用多是履帶牽引?？刂朴嚅L(zhǎng)的關(guān)鍵參數(shù)是：放帶張力、入管節(jié)距、模具（多個(gè)）、水溫和收線張力，其理論計(jì)算要特別計(jì)算每個(gè)邊帶邊纖的應(yīng)變，并且與實(shí)際測(cè)試結(jié)果結(jié)合應(yīng)證。12.1.5其他類型的光纜隨著光纖通信的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣，光纜結(jié)構(gòu)也在不斷變化。光纜新材料的出現(xiàn)，也進(jìn)一步促進(jìn)了光纜結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使光纜性能有明顯改進(jìn)。不同的場(chǎng)合和不同的要求造成了光纜的多結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)，新的光纜結(jié)構(gòu)以及在現(xiàn)有結(jié)構(gòu)上不斷改進(jìn)的各種結(jié)構(gòu)也在不斷涌現(xiàn)。1、ADSS和OPGW全介質(zhì)自承式光纜ADSSADSS型光纜是由多根松套管（或部分填充繩）繞中心非金屬加強(qiáng)構(gòu)件（FRP）絞合成圓整纜芯，纜芯外擠上PE內(nèi)護(hù)套后再絞繞一定數(shù)量起增強(qiáng)作用的芳綸紗，最后擠上PE外護(hù)套。光纜全截面阻水，具有低損耗、低色散、適用于高壓輸電線路電力通信系統(tǒng)的需要。將光纖復(fù)合在輸電線路的架空地線中。

為避免雷擊等大電流通過(guò)光纜時(shí)損傷光纖，把多根光纖放在不銹鋼保護(hù)管中，其光纖單元中采用PBT材料（屬于聚酯系列），于套管外面再加上一層不銹鋼管，還可在塑料套管與不銹鋼管之間加上一層熱塑膠，光纖得到了充分的機(jī)械保護(hù)。復(fù)合光纖架空地線OPGW（電力地線復(fù)合室外光纜）。光纖單元（不銹鋼管）鋁包鋼線2、“干纜芯”式光纜所謂“干纜芯”即區(qū)別于常用的填充管型的光纜纜芯。這種纜的阻水功能主要靠阻水帶、阻水紗和涂層組合來(lái)完成，其防水性能、滲水性能都與傳統(tǒng)的光纜相同，但它具有生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工和維護(hù)上的一些優(yōu)點(diǎn)。首先是方便，因?yàn)樽杷牧喜缓承灾悾僮魇褂帽容^方便安全；其次，干式光纜重量輕、易接續(xù)、易搬運(yùn)，設(shè)備投資小、成本低，生產(chǎn)使用中也顯得干凈衛(wèi)生，在長(zhǎng)期使用中還可減少纜芯中各種元件之間的相對(duì)移動(dòng)。特別是在接入網(wǎng)室內(nèi)纜和用戶纜的線路中，好處更加明顯。3、生態(tài)光纜生態(tài)光纜現(xiàn)有光纜中使用的一些材料已不符合環(huán)保的要求，如PVC燃燒時(shí)會(huì)放出有毒性氣體，光纜穩(wěn)定劑中有時(shí)含鉛，都是對(duì)人體及環(huán)境有害的。由于環(huán)境因素正日益受到重視，人們從環(huán)境保護(hù)及阻燃性能的要求出發(fā)，開(kāi)發(fā)了生態(tài)光纜，應(yīng)用于室內(nèi)、樓房及家庭。2001年ITU-T已通過(guò)了一項(xiàng)L45建議——“使電信網(wǎng)外部設(shè)備對(duì)環(huán)境的影響最小化”建議。已有不少公司開(kāi)發(fā)了一些新生態(tài)材料，如對(duì)室內(nèi)用纜，開(kāi)發(fā)了含有阻燃添加劑的聚酞胺化合物，以及無(wú)鹵性阻燃塑料等。4、納米材料的光纜近來(lái)，一些廠商已開(kāi)發(fā)出納米光纖涂料、納米光纖油膏、納米護(hù)套用聚乙烯（PE）及光纖護(hù)套管用納米PBT等材料。采用納米材料的光纜，利用了納米材料所具有的許多優(yōu)異性能，對(duì)光纜的抗機(jī)械沖擊性能、阻水、阻氣性都有一定的改善，并可延長(zhǎng)光纜的使用壽命。目前此類材料尚處于試用階段。5、無(wú)金屬光纜無(wú)金屬光纜是指光纜除光纖，絕緣介質(zhì)外，無(wú)任何金屬的光纜結(jié)構(gòu)，抗電磁、雷電性能優(yōu)良，防靜電。室外無(wú)金屬光纜結(jié)構(gòu)一般采用非金屬中心加強(qiáng)件，玻璃纖維或芳綸纖維周邊加強(qiáng)，聚乙烯外護(hù)套。適用于強(qiáng)電區(qū)長(zhǎng)途通信，局間通信及光纜進(jìn)局，尤其適用于電力系統(tǒng)、多雷電及電磁干擾嚴(yán)重的場(chǎng)合，常用于架空線路較多。6、淺水光纜和海底光纜海底光纜要求長(zhǎng)距離、低衰減的傳輸，而且要適應(yīng)海底的環(huán)境，對(duì)抗水壓、抗氣損、抗拉伸、抗沖擊的要求都特別嚴(yán)格。海底光纜又分為：淺海光纜和深海光纜，圖3-9是水底光纜的典型結(jié)構(gòu)，圖3-10就是海底光纜實(shí)物圖片。淺水光纜是區(qū)別于海底光纜而提出來(lái)的另一類結(jié)構(gòu)的水下光纜，適合于在海岸邊上、淺水中安裝，無(wú)需中繼、通信距離比較短的水下（如島嶼間、沿海岸邊上的城市）敷設(shè)。這種光纜區(qū)別于海底光纜的環(huán)境，需要的光纖數(shù)不多，但要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低，易于安裝和運(yùn)輸，便于修復(fù)和維護(hù)。7、微管類光纜微管類光纜是將外護(hù)套與光纖分離，工程中可以預(yù)敷設(shè)微管道，然后利用DRAKA提出的氣吹微纜技術(shù)，完成光纖的敷設(shè)。在城市網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中有明顯的優(yōu)勢(shì)，其基本結(jié)構(gòu)如圖3-11。這種結(jié)構(gòu)對(duì)于光纜工藝的關(guān)鍵技術(shù)為套管尺寸的改小，12芯光纖套管的尺寸要做到1.6mm，對(duì)設(shè)備控制精度有很高的要求。在并帶線上生產(chǎn)UV光纖束的工藝技術(shù)，采用紫外光固化材料對(duì)多到12芯的光纖進(jìn)行半松的包覆保護(hù)，可以做到12芯束外徑1.3mm，結(jié)構(gòu)如圖3-12。圖UV光纖束8、FTTX蝶型光纜接入網(wǎng)用蝶型光纜，代表結(jié)構(gòu)如圖所示。蝶型光纜是裸纖直接護(hù)套的技術(shù)路線，是基于接入網(wǎng)最后一百米的要求來(lái)設(shè)計(jì)的，有管道和架空、管道引入等形式，蝶型光纜的抗拉、燃燒特性和環(huán)境安全性能與普通光纜不同。該結(jié)構(gòu)的難點(diǎn)在于光纖損耗的控制，光纜結(jié)構(gòu)尺寸的控制以及與快速接頭的配合。同時(shí)要求降低光纖表面摩擦系數(shù)，便于多根光纜在一個(gè)管道中施工。9、室內(nèi)光纜傳統(tǒng)的室內(nèi)光纜主要是跳線用光纜和短距離樓內(nèi)連接用光纜，光纖到戶開(kāi)始后，樓內(nèi)的光纜類型開(kāi)始增加，有分支光纜、布線光纜等。光纜工藝上都基于緊套工藝，材料有PVC、HYTREL、PA、LSZH等，與以往的松套工藝區(qū)別比較大，對(duì)剝離有各種要求。室內(nèi)光纜典型結(jié)構(gòu)如圖：PVC（PolyvinylChloride，聚氯乙烯/低煙低鹵阻燃聚氯乙烯）。Hytrel（熱塑性聚脂彈性體）。PA(Polyamide，就是Nylon尼龍材料，屬于聚酰胺類)。LSZH/LS0H（LowSmokeZeroHalogen，聚烯烴類）。10、光電混合光纜光電混合光纜，旨在解決取電困難的通信點(diǎn)，把電線與光纖在一根纜中結(jié)合，結(jié)構(gòu)上采用了層絞設(shè)計(jì)，但由于有電源線在其中，在結(jié)構(gòu)尺寸上變化較大，特性中也增加了電源線的部分，結(jié)構(gòu)如圖：11、雨（污）水管道光纜雨（污）水管道光纜，旨在利用新的管道資源雨（污）水管道光纜在結(jié)構(gòu)上結(jié)合了ADSS和GYTA的特質(zhì)，在應(yīng)用上采用自承式架于管道上壁，在防潮上用鋁帶保護(hù)，結(jié)構(gòu)如圖：12、3G室外設(shè)備連接用光纜3G室外設(shè)備連接用光纜，旨在解決BBU和RRU直接連接的問(wèn)題，解決了室內(nèi)設(shè)備與室外設(shè)備的一次性連接，在工廠做好連接頭后直接應(yīng)用。結(jié)構(gòu)上采用緊套結(jié)構(gòu)，外護(hù)套采用TPU材料（熱塑性聚氨酯彈性體），耐磨性好，其結(jié)構(gòu)如圖所示。13、路面開(kāi)槽光纜路面開(kāi)槽光纜是在開(kāi)槽施工方法的情況下敷設(shè)光纜，解決某些小區(qū)水泥路面接入的問(wèn)題.在一