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1、第第1212章章 光缆及线路设备光缆及线路设备第二教学情境内容和要求第二教学情境内容和要求参观光缆线路参观光缆线路 光缆及线路设备光缆及线路设备认识光缆认识光缆熟练掌握光缆结熟练掌握光缆结构并辨认纤序构并辨认纤序了解光缆线路了解光缆线路设备的应用设备的应用第第1212章章 光缆及线路设备光缆及线路设备12.1 光缆结构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、加强芯光缆组成结构包括缆芯、护层、加强芯序号序号组组成部分成部分说说明明1缆缆芯芯单单芯：芯：单单根二次涂覆光根二次涂覆光纤纤多芯：多根二次涂覆
2、光多芯：多根二次涂覆光纤纤，分，分为带为带状和状和单单位式位式结结构两种构两种2护层护层内内护层护层：铝带铝带和聚乙和聚乙烯烯加加钢丝钢丝铠铠装装外外护层护层：聚乙：聚乙烯烯或或氯氯乙乙烯烯3加加强强芯芯承受敷承受敷设设安装安装时时的外力的外力12.1.1 骨架式光缆骨架式光缆 骨架式单螺旋绞光骨架式单螺旋绞光缆，把裸纤放在缆，把裸纤放在S S绞绞的的U U型骨架槽内，从型骨架槽内，从单纤骨架开发到多纤单纤骨架开发到多纤骨架，采用色谱区分骨架，采用色谱区分技术来区分同一骨架技术来区分同一骨架槽内的光纤。骨架式槽内的光纤。骨架式光缆结构如图所示。光缆结构如图所示。使光纤向一个方向旋转，即光纤带螺
3、旋绞技术使光纤向一个方向旋转，即光纤带螺旋绞技术 低密度聚乙烯低密度聚乙烯的的光纤槽的塑料骨架，加强芯由多股细钢丝或增光纤槽的塑料骨架，加强芯由多股细钢丝或增强型塑料。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。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。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；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，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对大芯数光缆无
4、法实现。这种结构在九十年代初期陆续被淘汰。这种结构在九十年代初期陆续被淘汰。12.1.2 中心束管式光缆中心束管式光缆 1.1.以美国以美国AT&TAT&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，其结构见图特性、结构紧凑，其结构见图3-33-3。2.2.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。3.3.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同时束管式结构由于直接将一次光固化涂层光纤放置
5、于束管中，所以光缆的光纤数量灵活灵活。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。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1212芯时，芯时，需要采用复杂的扎束技术来区分光纤。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，不利于大当多组光纤放在一个套管中时，需要多个放纤架，设备
6、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。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。下降。12.1.3 层绞式光缆层绞式光缆 1.S绞成缆结构，采用了收放线绞成缆结构，采用了收放线同步退扭技术，光缆节距稳定，同步退扭技术，光缆节距稳定，油膏填充绕包聚酯带，优点是油膏填充绕包聚酯带
7、，优点是光缆性能稳定，缺点是设备复光缆性能稳定，缺点是设备复杂，效率低，能耗大。杂，效率低，能耗大。2.1995年开发出了年开发出了SZ往复绞合成往复绞合成缆设备，大大简化了成缆过程，缆设备，大大简化了成缆过程，提高了生产效率。提高了生产效率。3.SZ绞成缆采用往复绞合工艺、绞成缆采用往复绞合工艺、双偏芯扎纱，油膏填充，纵包双偏芯扎纱，油膏填充，纵包或绕包包带，最大可生产或绕包包带，最大可生产12单单元管。元管。4.开发了填充绳作为填充单元，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分方法，层绞式结构光缆的典型结构如下图。型结构如下
8、图。SZSZ绞技术是先向一个绞技术是先向一个方向旋转（向左为方向旋转（向左为S S绞），再反方向旋转绞），再反方向旋转（向右为（向右为Z Z绞）。绞）。 层绞式光缆属于中心构件配层绞式光缆属于中心构件配置方式，中心增强构件采用置方式，中心增强构件采用塑料被覆的多股绞合或实心塑料被覆的多股绞合或实心钢丝和纤维增强塑料两种增钢丝和纤维增强塑料两种增强件。强件。层绞式光缆按使用可分为直层绞式光缆按使用可分为直埋型，如埋型，如GYTA53GYTA53、GYTY53GYTY53、GYTA53+33GYTA53+33等，管道和架空等，管道和架空的主要是的主要是GYTAGYTA和和GYTSGYTS。护层结构
9、的不同导致工艺上护层结构的不同导致工艺上的区别，出现了扎纹纵包工的区别，出现了扎纹纵包工艺和铝带平带工艺，出现了艺和铝带平带工艺，出现了热熔胶粘接工艺。热熔胶粘接工艺。12.1.4 带状光纤结构光缆带状光纤结构光缆 1.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引入中国最早的是中心管式带缆。2.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，安装的需要纤接续，安装的需要。3.光纤带的关键技术是并
10、带，主要指标是平整度的控制，并带用的着色光纤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张力要与套管工艺匹配。带纤套管工艺中的带纤都是采用带纤套管工艺中的带纤都是采用S S或或Z Z绞进绞进管的，因此其余长的概念与普通套管是不管的，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。引，采用多是履带牵引。控制余长的关键参数是：放带张力、入管控制余长的关键参数
11、是：放带张力、入管节距、模具（多个）、水温和收线张力，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。变，并且与实际测试结果结合应证。12.1.5 其他类型的光缆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。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。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不同的场合和不同的要求造成了光缆的多结构的发展
12、趋势，新的光缆结构以及在现有结构的发展趋势，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。构上不断改进的各种结构也在不断涌现。 1、ADSS和和OPGW全介质自承式光缆全介质自承式光缆ADSSADSSADSS型光缆是由多根松套管（或部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分填充绳）绕中心非金属加强构件（FRPFRP）绞合成圆整缆芯，缆芯外）绞合成圆整缆芯，缆芯外挤上挤上PEPE内护套后再绞绕一定数量起内护套后再绞绕一定数量起增强作用的芳纶纱，最后挤上增强作用的芳纶纱，最后挤上PEPE外外护套。护套。光缆全截面阻水，具有低损耗、低光缆全截面阻水，具有低损耗、低色散
13、、适用于高压输电线路电力通色散、适用于高压输电线路电力通信系统的需要。信系统的需要。将光纤复合在输电线路的架空地线将光纤复合在输电线路的架空地线中。中。 为为避免雷击等大电流通过光缆时损避免雷击等大电流通过光缆时损伤光纤伤光纤，把，把多根光纤放在不锈钢保多根光纤放在不锈钢保护管中，其光纤单元中采用护管中，其光纤单元中采用PBTPBT材材料（属于聚酯系列），于套管外面料（属于聚酯系列），于套管外面再加上一层不锈钢管再加上一层不锈钢管，还可在，还可在塑料塑料套管与不锈钢管之间加上一层热塑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。胶，光纤得到了充分的机械保护。复合光纤架空地线复合光
14、纤架空地线OPGW（电力地电力地线复合室外光缆线复合室外光缆）。）。光纤单元（不锈光纤单元（不锈钢管）钢管）铝包钢线铝包钢线2、“干缆芯干缆芯”式光缆式光缆1.所谓所谓“干缆芯干缆芯”即区别于常用的填充管型的光缆缆即区别于常用的填充管型的光缆缆芯。芯。2.这种缆的阻水功能主要靠阻水带、阻水纱和涂层组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。同，但它具有生产、运输、施工和维护上的一些优点。3.首先是方便，因为阻水材料不含粘性脂类，操作使首先是方便，因为阻水
15、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、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。中，好处更加明显。3、生态光缆、生态光缆生态光缆生态光缆现有光缆中使用的一些材料现有光缆中使用的一些材料已不符合环保的要求，如已不符合环保的要求，如PVCPVC燃烧时会放出有毒性气体，光燃烧
16、时会放出有毒性气体，光缆稳定剂中有时含铅，都是对缆稳定剂中有时含铅，都是对人体及环境有害的。人体及环境有害的。 由于环境因素正日益受到重由于环境因素正日益受到重视，人们从环境保护及阻燃性视，人们从环境保护及阻燃性能的要求出发，开发了生态光能的要求出发，开发了生态光缆，应用于室内、楼房及家庭。缆，应用于室内、楼房及家庭。 20012001年年ITU-TITU-T已通过了一项已通过了一项L45L45建议建议“使电信网外部使电信网外部设备对环境的影响最小化设备对环境的影响最小化”建建议。议。 已有不少公司开发了一些新已有不少公司开发了一些新生态材料，如对室内用缆，开生态材料，如对室内用缆，开发了含有阻燃添加剂的聚酞胺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化合物，以及无卤性阻燃塑料等。等。 4、纳米材料的光缆、纳米材料的光缆1.近近来来，一一些些厂厂商商已已开开发发出出纳纳米米光光纤纤涂涂料料、纳纳米米光光纤纤油油膏膏、纳纳米米护护套套用用聚聚乙乙烯烯（PE）及光纤护套管用纳米及光纤护套管用纳米PBT等材料。等材料。2.采采用用纳纳米米材材料料的的光光缆缆，利利用用了了纳纳米米材
