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标题: 光纤光缆最新进展（一） [打印本页]

作者: leehunter 时间: 2003-8-21 01:10
标题: 光纤光缆最新进展（一）

　 [摘要] 本文对国内外光缆的最新进展进行了综合分析。针对国内现状，对大芯数光缆、接入网光缆、ADSS光缆提出了若干建议。同时，还对涉及光纤光缆测量方面的一些新技术作了简单的介绍。

　 [关键词] 光缆；大芯数光缆；ADSS光缆；干式光缆；接入网用光缆；测量技术

　 1 引言

　随着通信产业的飞速发展，特别是近些年来互联网及接入网的突飞猛进，对光纤通信的要求越来越高，通信带宽不断上升，应用范围不断扩大。虽然EDFA（掺铒光纤放大器）和DWDM（密集波分复用）的出现，为增加带宽和信道数量创造了一定的机会，但在许多方面仍有不足，尚需传输介质----光缆的配合。全球光缆需求量近几年每年约有20％增加，由于光缆用途十分广泛，故不同的使用场合对光缆性能及特别提出不同的要求，因此适应各种需求的新型光纤光缆不断涌现，从而带动了光纤光缆的发展。另一方面，新工艺、新材料、新技术的不断开发，又为创造新型光缆提供了坚实的基础。本文就光纤光缆的结构及其研究方法等进行论。本文参考文献为第48届国际线缆会议（1999年）论文集。

　 2 新型光缆结构

　光缆的基本结构有三类：中心管式、骨架式和松管层绞式。就其应用场合和敷设方式来看，又可分为管道光缆、架空光缆、直埋光缆、海底光缆（或水下光缆）。此外，还有电力系统用光缆，如ADSS（自承式全介质）光缆和OPGW（光纤架架空复合地线）光缆等。现就当前比较热门的几种光缆结构的现状及其发展分别作一介绍。

　 2.1 高纤密度光缆

　高纤密度光缆是随着宽带宽应用和光纤到户的需求而发展的，它敷设在长途通信、大城市环网和馈送回路的初始分支中。1991年日本的NTT公司在FTTH网中采用了一条4000芯的光缆。直到1995年之后，美国市场才出现第一批高纤密度光缆，目前大量生产的高纤密度光缆为800-1000光纤数/根。美国西康公司撰文指出中心管、层绞和骨架三类结构光缆可分成十一种。

　其中，中心管式和松管层式结构是非金属缆，骨架结构是非铠装缆，中心加强件为绞合钢丝绳。中心管和层绞结构的额定张力为2700N和4000N，骨架结构的额定张力范围是4000-8000N。研究和比较了这十一种光缆的基本特征（如缆的尺寸、缆重及刚性等）和性能（如环境、机械及施工性能），得出如下结论：中心管和层绞式光缆，光纤带阵列成方形时可获得最大密度；骨架式光缆可通过采用增加光纤带芯数来提高密度，例如SC20和SC32骨架式光缆分别采用的是8芯带和16芯带，它们的密度分别为1.61光纤数/mm（2次方）和2.1光纤数/mm（2次方），后者是前者的1.3倍。

　对于芯数在2000芯以下的光缆，缆重与芯数成正比；而2000芯以上的光缆的缆重却因结构而异，干式缆比一般填充式缆轻。光缆的柔软性在这三者中以骨架式光缆为最优，这是因为光缆的刚性元件高度集中在缆中心；而中心管式光缆柔软性最差，因其加强件移到缆的边缘处。

　光缆的环境性能和机械过侧压、冲击、扭转和低温弯曲等试验表明，骨架式光缆有最好的机械性能，其原因在于缆芯结构具有较强的侧压承受能力。光缆的施工性能是管道孔径对光缆长度和弯曲半径的要求，在该性能上中心管式和层绞式光缆优于骨架式光缆。高装填密度的中心管式光缆可达1296芯，它可敷设在直径31.7mm的管孔中，这一点在美国市场非常重要，因为美国的管孔直径通常是31.7mm，这也可能是中心管式光缆走红美国市场的原因之一。

　综上所述，就芯数而言，中心管式864-1296芯光缆、双层骨架式2000-3200芯且外层为SZ绞的光缆有着最好的前景；SZ层绞式光缆以864芯以下为好，它有着较好接入性能；干式缆和高装填密度的中心管式光缆有着明显的优势，它是光缆未来的发展方向。

　 2.2 ADSS光缆

　 ADSS光缆虽然在国内外广泛应用，但是对其应用特性，特别是高电场下的表现尚了解不多。

　 1）超大芯数带状ADSS光缆通常ADSS光缆都在60芯以下，最近FITEL Lucent公司研制了一种新型光缆，芯数高达432芯，每管含6条12芯光纤带，6根松套管绕中心加强件作SZ绞合，节距最大为1.5m。该结构采用SZ绞合，利于从光缆中间的分叉接入。缆芯为干式并少量使用粘滞的阻水化合物，紧密的缆芯结构能提高光缆中各部分之间的耦合能力，防止相对移动。内外护层之间的转矩处均衡地分散着高强度的芳纶纱绳，外层护套为中密度聚乙烯或抗高电压侵蚀的材料构成，这种双层护套能提高抗侧压性能。对这种新型光缆按相应的标准或标准草案进行了常规质量鉴定试验、增强张力试验和户外架空试验。

　 a）常规质量鉴定试验机械试验（按GR-20 Issue 1）包括高低温弯曲、冲击、侧压、加载弯曲、扭转、弯曲性能的试验。环境试验（按GR-20 Issue 1）包括温度循环、光缆时效、低温、阻水试验。

　 b）增强张力试验（按TR-NWT-001121 Issue 1）反复加载8次，每次最大张力达到光缆的最大额定负载，共1h，它相当于最坏的敷设情况。结果表明，光缆的最大应变为0.15％，光纤最大应变为0.18％，在最大张力时光纤最大衰耗增加为0.02dB/km。

　 c）户外架空试验这类可靠性试验对ADSS缆至关重要，国内基本不做这样的试验，这很可能留下隐患。

　急速振动试验（按IEEE P1222草案），其目的是确定光缆在正弦波振动状态下的性能，特别是在ADSS缆的基本频率下的振动性能，此时振动波长为单跨距的两倍，由跨距、缆长、缆重及张力可算出基本频率。这里振动波频度f=2.9Hz，峰-峰值为20.3cm，共20h（大约振动21万次），光缆所受张力为最大敷设张力的50％，试验中和试验后光纤最大衰减变化可忽略（＜0.01dB，在1550nm时），端头夹持处也无问题。风激振动试验（按IEEE P1222草案），f=33.9Hz，它等效于风速16.1km/h，振幅为12.5mm，缆所加张力为最大敷设张力，共做38天（1.1亿次），试验中和检验后光纤衰减增加可忽略（＜0.01dB，在1550nm时），且无物理损伤。

　高温下的端头张力试验，其目的是考查在极端条件下，ADSS缆的固定端头性能。试验是模拟太阳光照射，在光缆的一个固定端头进行，将带固定头的光缆穿过一个特制的开洞封闭盒，固定端头和光缆护套上装有温度传感器，盒内有加热电灯和风扇，光缆处在最大敷设张力下，60℃、24h。试验中和试验后，光纤最大减变化＜0.01dB，且光缆固定端不打滑。

　目前国内外尚无测试标准。极端张力试验，在最大额定光缆负载的1.5倍张力下8h，试验中和试验后光纤最大衰减≤0.02dB。可见ADSS带状光缆检测中，除了进行与架空光缆、电力电缆相似的试验外，还增加了一些特殊的试验：高温下的张力试验和极端张力下的试验。

作者: freesea 时间: 2003-8-21 01:43
标题: 光纤光缆最新进展（一）
是最新进展吗？？

作者: leehunter 时间: 2003-8-21 16:47
标题: 光纤光缆最新进展（一）
是较新不是最新

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