几种新结构的室外光缆

几种新结构的室外光缆

摘 要：

文章首先综述了几种新结构的室外光缆，其次推测出室外光缆结构的变化趋势.

关键词：

室外光缆；结构；材料

众所周知，光纤通信硬件是由光纤、光器件和系统设备3大部分组成的.在实际工程中光纤是以光缆形式应用的.光缆作为光纤的具体应用形式，包含着两重含义：(1) 可以用不同品种的光纤制成同一结构的光缆，供不同层次的网络使用；(2) 可以用不同的材料制成不同结构的光缆来满足不同应用场所的需要.自20世纪80年代初至今，光缆应用场所经历了从核心网到城域网、接入网的发展过程,未来将再度向着家庭桌面延伸或者由室外向室内发展.在光纤发展的同时，光缆无论是从材料选择、结构优化和制造工艺，还是从应用场所、铺设方式等方面都得到了长足的发展.

然而，近年来全球经济发展步伐缓慢，光缆建设工程数量减少，国内外出现了光纤、光缆供过于求的局面.特别是2002年国内光缆市场竞争十分激烈.光缆竞争的具体b体现形式是价格.正是光缆的价格和铺设方式等因素，促使聪明的光缆制造商在确保光缆的基本光传输性能和机械性能的基础上，通过设计新结构的室外光缆，积极采用新的光缆材料等具体措施来达到降低室外光缆成本和施工费用的目的.

为此，本文作者在阅读了2002年11月18～21日在美国佛罗里达州召开的第51届国际线缆会的会议论文集的基础上，通过分析几种新室外光缆的结构和性能之后，推测出室外光缆结构的发展趋势，供广大光缆制造商和用户参考.

1结构设计

光纤通信中常用的光纤是由石英玻璃制成的.尽管石英玻璃光纤具有优良的物理和化学性能，但是石英玻璃光纤的脆性，使其在由预制棒拉成光纤的过程中会在光纤表面产生一些微裂纹.光缆结构设计的关键就是要想方设法保证光纤表面产生的一些微裂纹不会受到外界环境机械应力和潮气的作用，否则光纤上的微裂纹会扩展甚至引起疲劳断裂.如果光缆结构设计不合理，材料选择不恰当，那么光缆受到的外界环境机械应力和潮气会使光纤上的微裂纹扩展甚至引起疲劳断裂.光缆中的光纤断裂就意味着光缆线路出现光信号传输中断故障，进而会导致整个光纤通信系统业务中断.因此，光缆的结构设计就是要选择合理的结构和优质的材料来有效地保护光缆中的光纤不受外界环境机械应力和潮湿气体的直接作用.在室外光缆的设计、生产和应用的发展过程中，人们逐渐认识到室外光缆研究的5个主要问题是：（1） 一定要按照光缆应用的实际场所的具体情况、敷设方法来设计光缆结构.（2） 光缆中所用的各种材料应该赋予光缆必要的机械性能和环境性能，如护套料给光缆以耐摩擦性能、阻水性能，油膏给光缆以良好的加工、阻水性能，金属加强件、金属复合带为光缆提供耐外界环境机械应力作用的性能.（3） 特种光缆的特殊性能是由特殊材料赋予的，如尼龙12、无卤阻燃护套料、耐电痕护套料分别赋予光缆防白蚁、无卤阻燃、耐电痕作用的性能.（4） 用先进的制造设备和良好的生产技术来制造优质的光缆.（5） 设法建立一整套适用于检测各种不同结构光缆性能的科学合理的试验方法.

现在，大多数室外光缆都是松套光缆.究其原因是松套光缆具有3大优点：（1） 松套管能够为光纤提供初级保护；（2） 松套管可以容纳阻水油膏；（3） 松套管可为光纤提供合适的余长，使光纤处在松疏状态.松套光缆按照缆芯可以容纳的纤芯数的多少和缆芯的剖面结构形状可以分为3种基本结构形式：中心管式光缆、层绞式光缆和骨架式光缆.

今天，作为室外光缆制造厂商和用户都十分熟悉光缆是由光纤和各种材料共同组成的.光缆的传输性能是由光纤的品种及其性能决定的，而光缆的机械性能和环境性能是由光缆材料的内在质量与制造工艺技术水平决定的.按照材料在光缆中所起的作用不同，可以将光缆材料分为3种：加强材料、阻水材料和特殊材料.加强材料为光缆提供良好的抗拉、耐侧压、抗冲击和耐弯曲等机械性能.光缆中常用的加强材料有磷化钢丝、不锈钢丝、玻璃钢棒和芳纶纱等.阻水材料赋予光缆完好的密封阻水性能.用作光缆的阻水材料有阻水油膏、阻水带、阻水纱、金属-塑料复合带和护套料等.特殊材料给予光缆特殊性能，如阻燃、耐电痕等.

笔者认为新结构的室外光缆变化要解决的主要问题是：（1） 积极选择新的材料，为研究新的光缆结构奠定物质基础；（2） 减小光缆尺寸，降低光缆重量，节约光缆材料（降低光缆成本，提高施工速度）；（3） 采用干式结构，缩短接续时间，节省施工费用.

2新结构的室外光缆

2.1小直径、轻重量光缆

一般评价光缆质量优劣的性能包括：光传输性能、机械性能和环境性能.光缆的光传输性能是由光缆中采用的光纤类型所决定的.光缆的机械性能和环境性能则取决于光缆结构、选用的材料种类及其质量、光缆制造技术水平.

针对目前光纤通信工程中，光缆结构发展趋势呈现出以管道光缆为主，直埋光缆和室外架空光缆为辅的格局.人们自然会想是否可以将对光缆结构的重型保护移植到管道上或选择其他的光缆材料，这样做既可以降低光缆成本（减小光缆尺寸，降低光缆重量），又可以节约施工费用（节约管道空间和施工更简便）.美国OFS BrightWave Carrollton的Richard.G.Gravely的论文[1]指出减小松套管光缆尺寸和重量的办法是：(1) 在保证光缆耐低温弯曲和机械性能稳定的前提下，设法减小松套管和中心加强件的尺寸；(2) 减小护套和皱纹金属覆膜带厚度.这种方法适用于全介质单层护套光缆、轻型铠装光缆（单层护套、单层铠装）、铠装光缆（双层护套、单层铠装）和短跨度接入ADSS光缆.例如，他们研制的144芯单层护套小直径管道光缆的直径仅为13.4 mm，而典型商用144芯单层护套管道光缆的直径为18.8 mm.表1给出了与传统光缆相比，直径小、重量轻的光缆的直径、重量降低的百分比数值.

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