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1、 项目1-2 光缆识别 任务1 光缆工程施工项目1-2 光缆识别 教学活动场所：光缆工程技能实训室 教学方式：引导 学习活动：小组讨论学习、训练目标描述学时： 4了解光纤的结构和类型、特性。掌握光纤的导光原理。掌握光缆的结构、种类、型号、端别。根据需要确定缆内光纤纤芯序号。同时训练学生的表达能力。一、资询、准备阶段首先，老师就光缆工程实训室器材展示柜中的各种类型的光缆分配给各个小组，让各小组同学直观感受一下光缆。 项目及要求说明：各小组经过学习讨论后，详细说明所取到的光缆的结构特征、类型、应用场合、光缆型号及其含义；纤芯数量、光纤结构、特性等。 图1 光缆实物图p 学生小组讨论学习要点：首先，
2、光缆是怎么制作出来的？ 知识连接1、光缆的结构分那几部分？典型的光缆结构有哪几种？ 知识连接2、光缆可以分为哪几类？ 知识连接3、如何识别光缆上的型号？ 知识连接4、如何识别光缆的端别及纤序？ 知识连接6. 典型光纤由几部分组成？各部分的作用是什么? 知识连接 7. 光纤中光是如何传输的？为什么包层的折射率必须小于纤芯的折射率？ 知识连接 8.光纤损耗主要有几种原因？其对光纤通信系统有何影响？ 知识连接9.光纤色散主要有几种类型？其对光纤通信系统有何影响？ 知识连接教师职责： 负责准备相关资料，同时，列出本项任务需要同学们掌握的重要专业知识点。可以提问的方式引导小组讨论学习。二、计划阶段学生根
3、据老师布置的任务，准备相关知识的查找、学习，拟定学习和归纳总结的重点。上交学习计划书。教师根据学生拟定的学习计划评定学生的学习、总结能力。三、项目实施小组根据布置的任务和拿到的光缆进行学习讨论。各小组经过自主学习讨论后形成一个对光缆指标参数的一个成文的报告。 教师职责： 小组讨论过程中，教师随时准备解答学生一切可能的问题。同时，教师注意观察各小组的讨论情况，注意收集问题。 四、展示或汇报阶段小组成员陈述光缆识别的结果。陈述过程中，其他组成员可提问，教师及时对问题进行补充说明或引申。 五、评分表附表：小组展示评价指标 项目指标成员展示总体印象 20%陈述内容完整性、条理性 30%内容表述正确性占
4、 40%对老师、其他各组的提问答复的正确程度 10%评分结果评选今日之星 _。六、今天值日值日小组_，成员任务_。七、课后习题链接光缆的制造工艺 首先，老师可以让同学们对光缆的制作工艺作一个了解。材料制备与提纯制棒拉丝预涂覆套塑成缆成品检验材料提纯读分析质量检验特性测量筛选图2 光缆制作工艺流程1.材料制备与提纯生产石英光纤所需的原材料有：（1）液态卤化物四氯化硅(SiCl4 )、四氯化锗（GeCl4）、三氯氧磷（POCl3）、三溴化硼（Bbr3）以上物质，常温下是无色透明液体，有刺鼻气味，易水解，在潮湿的空气中强烈发烟，有一定的毒性、腐蚀性。（2）氧化反应和载运气体有:氧（O2）、氩（Ar）
5、等等。除上所述材料外，还有石英管或石英棒、石墨棒以及一系列涂料。 2.制棒国际上生产石英光纤预制棒的方法有十多种，其中普遍使用，并能制作出优质光纤的制棒方法主要有以下四种： -改进的化学汽相沉积法(MCVD-Modified Chemical Vapour Deposition)-棒外化学汽相沉积法(OVD-Outside Chemical Vapour Deposition)-轴向汽相沉积法(VAD-Vapour phase Axial Deposition)-微波等离子体激活化学汽相沉积法(PCVD- Plasma activated Chemical Vapour Deposition
6、)（1）外部汽相沉积法OVD这种方法如图3所示。基棒由石墨石英或氧化铅做成，从喷管出来的SiO2粉尘在旋转并移动的基棒上形成一层沉积层，沉积层较为松散，沉积过程完成后抽走基棒，将粉尘预制棒置于固化炉中,在高温(大约14000C)环境下将其脱水固化，制成洁净的玻璃基棒，这种管状芯棒的中心空洞在拉丝过程中会消失。图3OVD法沉积过程（2）改进的化学汽相沉积法MCVDMCVD广泛用于低损耗渐变折射率光纤的生产，图4示出了其过程，反应气体(O2、SiCl4、CeCl4等)由基管(合成石英管)的左侧流进基管，基管是旋转的，下面有来回移动的喷灯，这样SiO2、GeO2和其它掺杂物将形成粉尘并沉积在基管内的
7、表面，经过喷灯烧结成一层纯净的玻璃薄层，其工作温度大约有16000C。当管子内壁的玻璃沉积层达到一定厚度时，停止反应气体的供给，将基管加热至20000C，使之成为实心棒。图4MCVD工艺示意图（3）汽相轴向沉积法VAD这种方法是在反应室里放置一根基棒石英玻璃棒，基棒可以旋转并向反应室外移动，如图5所示。当反应气体送入反应室后，就在基棒上沉积，基棒的旋转运动保证了芯棒的轴对称性，疏松的预制棒在向上移动的过程中经过一环形加热器，从而生成玻璃预制棒。玻璃预制棒沉积预制棒环形加热器反应气体入孔反应室。图5VAD工艺示意图（4）等离子体化学汽相沉积法PCVD该方法与MCVD有些相似，它用微波加热腔代替喷
8、灯，在合成石英管内形成离子化气体-等离子体。等离子体激发的化学反应可直接将一层纯净玻璃直接沉积在管壁上，而不形成粉尘，当达到所需的厚度的玻璃以后，再将管子制成实心预制棒。目前微波加热腔的移动速度在8m/min，这允许管内沉积数千个薄层，从而使每层的沉积厚度减小，因此折射率分布的控制更为精确，可以获得更高的带宽。PCVD生产工艺动画演示。熔缩过程动画演示。3拉丝与涂覆 下面的动画中演示拉丝的设备，预制棒被放在拉丝加热炉，其底部受热熔化，受热熔化的部分开始下降，置于底部的拉线塔上卷绕轴的转速决定光纤的拉制速度，而拉制速度又决定了光纤的粗细，所以卷绕轴的转速必须精确控制并保持不变。光纤直径监测仪通过
9、反馈实现对于拉丝速度的调整，光纤拉成以后，将被立即涂覆上一层有弹性的覆盖物。夹具预制棒拉丝加热炉直径监测仪涂覆设备硬化设备（紫外灯或热源）卷线轴。 光纤拉制工艺动画演示。 拉丝用的加热炉有高纯石墨炉（应用最广）、氧化锆炉、CO2 激光器和高频炉几种。预涂覆材料主要有硅树脂、聚氨基甲酸乙脂、环氧树脂和丙稀酸树脂等几种。缓冲层为一层低密度的硅树脂，其厚度为100-150uM。拉丝速度的快慢主要由涂料特性和固化速度决定，一般为20-50米/分钟，最高可达每分钟600米。拉出的光纤整齐地绕在收丝轮上。 4套塑与成缆拉丝机控制的光纤已带有预涂覆层和缓冲层，为了增大光纤直径和机械强度，再在光纤上套上一层塑
10、料层（如尼龙12），这一工艺叫做套塑。套塑后的光纤称为光纤心线，套塑后要进行筛选，选出机械强度满足要求的心线进行成缆。成缆方式与电缆基本相似。 返回光缆的结构分哪几部分？光缆的结构包括缆芯、护层和加强芯组成。缆芯由光纤的芯数决定，可分为单芯型和多芯型两种。护层主要是对已成缆的光纤芯线起保护作用，避免受外界机械力和环境损坏。护层可分为内护层（多用聚乙烯或聚氯乙烯等）和外护层（多用铝带和聚乙烯组成的LAP外护套加钢丝铠装等）。加强芯主要承受敷设安装时所加的外力。典型结构的光缆如下：1、层绞式结构光缆把经过套塑的光纤绕在加强芯周围绞合而构成。层绞式结构光缆类似传统的电缆结构，故又称之为古典光缆。图示
11、为目前在市话中继和长途线路上采用的几种层绞式结构光缆的示意图（截面）。图7 6芯紧套层绞式光缆图8 12芯松套层绞式直埋光缆图9 12芯松套层绞式直埋防蚁光缆图10 648芯松套层绞式水底光缆图11 12芯松套+8芯2线对层绞式直埋光缆2、骨架式结构光缆骨架式结构光缆是把紧套光纤或一次涂覆光纤放入加强芯周围的螺旋形塑料骨架凹槽内而构成。骨架结构有中心增加螺旋型、正反螺旋型、分散增强基本单元型，图12（b）为螺旋型结构，图13为基本单元结构。目前，我国采用的骨架式结构光缆，都是采用如图12所示的结构。图14所示是采用骨架式结构的自承式架空光缆。图12 12芯骨架式光缆图13 70芯骨架式光缆图1
12、4 骨架式自承式架空光缆3、束管式结构光缆 把一次涂覆光纤或光纤束放入大套管中，加强芯配置在套管周围而构成。 图15所示的光缆结构即属护层增强构件配制方式。图15 12芯束管式光缆 图16、17所示是属于分散加强构件配置方式的束管式结构光缆。图16 648芯束管式光缆图17 LEX束管式光缆 另图18所示的浅海光缆实际上就是双层加铠装束管式光缆。图18 浅海光缆4、带状结构光缆把带状光纤单元放入大套管中，形成中心束管式结构；也可把带状光纤单元放入凹槽内或松套管内，形成骨架式或层绞式结构。如图19、20所示。图19 中心束管式带状光缆图20 层绞式带状光缆5、单芯结构光缆 单芯结构光缆简称单芯软
13、光缆，如图21所示。 这种结构的光缆主要用于局内（或站内）或用来制作仪表测试软线和特殊通信场所用特种光缆以及制作单芯软光缆的光纤。图21 单芯软光缆6、特殊结构光缆 特殊结构的光缆，主要有光/电力组合缆、光/架空地线组合缆和海底光缆和无金属光缆。这里只介绍后两种。 海底光缆 有浅海光缆和深海光缆两种，图22所示为典型的浅海光缆，图23所示是较为典型的深海光缆。 无金属光缆 无金属光缆是指光缆除光纤、绝缘介质外（包括增强构件、护层）均是全塑结构，适用于强电场合，如电站、电气化铁道及强电磁干扰地带。图22 浅海光缆图23 深海光缆 返回光缆可分为那几类？1按传输性能、距离和用途分可分为市话光缆、长
14、途光缆、海底光缆和用户光缆。2按光纤的种类分可分为多模光缆、单模光缆。3按光纤套塑方法分可分为紧套光缆、松套光缆、束管式光缆和带状多芯单元光缆。4按光纤芯数多少分可分为单芯光缆、双芯光缆、四芯光缆、六芯光缆、八芯光缆、十二芯光缆和二十四芯光缆等。5按加强件配置方法分 光缆可分为中心加强构件光缆（如层绞式光缆、骨架式光缆等）、分散加强构件光缆（如束管两侧加强光缆和扁平光缆）、护层加强构件光缆（如束管钢丝铠装光缆）和PE外护层加一定数量的细钢丝的PE细钢丝综合外护层光缆。 6按敷设方式分 光缆可分为管道光缆、直埋光缆、架空光缆和水底光缆。 7按护层材料性质分 光缆可分为聚乙烯护层普通光缆、聚氯乙烯护层阻燃光缆和尼龙防蚁防鼠光缆。8按传输导体、介质状况分 光缆可分为无金属光缆、普通光缆和综合光缆。 9按结构方式分
