光纜

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光纜(Fiber Optic Cable)

目錄

什麼是光纜[1]

  光纜是由光纖(細如頭髮的玻璃絲)和塑料保護套管及塑料外皮構成,光纜內沒有金、銀、銅、鋁等金屬,一般無回收價值。光纜是指一定數量的光纖按照一定方式組成纜芯,外包有護套,有的還包覆外護層,用以實現光信號傳輸的一種通信線路。

光纜的結構和類型[2]

  在實際的應用中,都是將光纖製成不同結構形式的光纜.因為光纖本身比較脆弱,容易斷裂,若是直接和外界接觸,則容易產生接觸傷痕,甚至被折斷。光纜種類很多,但是不論它的具體結構如何,都是由光纖芯線、護套和加強部件組成。

  1.光纖芯線

  通常把經過塗覆的光纖稱為光纖芯線。光纜中光纖芯線結構分為單心型和多心型兩種。單心型芯線分為緊套芯線和松套芯線,多心型芯線分為帶狀結構和單元式結構。可以按照用途來選用上述多種形式。

  2.護套

  護套起著對纜芯的機械保護和環境保護作用,要求具有良好的抗側壓力性能及密封防潮和耐腐蝕的能力。護套通常由聚乙烯(PE)或聚氯乙烯(PVC)和鋁帶或鋼帶構成,不同使用環境和敷設方式對護套的材料結構有不同的要求。護套與光纖芯線合在一起通常稱之為纜芯。

  3.加強部件

  加強部件起著承受光纜拉力的作用,通常處在纜芯中心,有時配置在護套中。加強部件通常使用楊氏模量大的鋼絲或非金屬材料,如芳綸纖維(Kevlar)。

  光纜類型多種多樣,根據纜芯結構的特點,光纜可分為三種基本形式。

  (1)層絞式。把松套光纖繞在中心加強部件周圍絞合而構成。這種結構的纜芯製造設備簡單,工藝相當成熟,得到廣泛應用。採用松套光纖的纜芯可以增強抗拉強度,改善溫度特性。

  (2)骨架式。把緊套光纖或一次被覆光纖放入中心加強部件周圍的螺旋形塑料骨架凹槽內而構成。這種結構的纜芯抗側壓力性能好,有利於對光纖的保護。

  (3)中心束管式。把一次被覆光纖或光纖束放入大套管中,加強部件配置在套管周圍而構成。這種結構的加強部件同時起著護套的部分作用,有利於減輕光纜的重量。

  (4)帶狀式。把帶狀光纖單元放入大套管內,形成中心束管式結構;也可以把帶狀光纖單元放入骨架凹槽內或松套管內,形成骨架式或層絞式結構。帶狀式纜芯有利於製造容納幾百根光纖的高密度光纜,這種光纜已廣泛應用於接入網。

光纜的特性[2]

  主要是機械特性和溫度特性。機械特性包括拉力特性、壓力特性、彎曲特性等,成品光纜一般要求給出這些特性。這些特性的參數都可以用經驗公式進行分析計算,在這裡我們只做簡要的定性說明。

  1.拉力特性

  光纜能承受的最大拉力取決於加強部件的材料和橫截面積,一般要求大於1km光纜的重量,多數光纜在100~400kg範圍。

  2.壓力特性

  光纜能承受的最大側壓力取決於護套的材料和結構,多數光纜能承受的最大側壓力為100~400kg/10cm。

  3.彎曲特性

  彎曲特性主要取決於纖芯與包層的相對折射率差以及光纜的材料和結構。實用光纖的最小彎曲半徑一般為20~50mm,光纜的最小彎曲半徑一般為200~500mm。若等於或者大於光纖最小彎曲半徑,光輻射引起的光纖附加損耗可以忽略;若小於最小彎曲半徑,附加損耗則急劇增加。

  4.溫度特性

  光纖本身具有良好的溫度特性。光纜溫度特性主要取決於光纜材料的選擇及結構的設計,採用松套管二次被覆光纖的光纜溫度特性較好。溫度變化時,光纖損耗增加,主要是由於光纜材料(塑料)的熱膨脹繫數比光纖材料(石英)大2~3個數量級,在冷縮或熱脹過程中,光纖受到應力作用而產生的。在我國,對光纜使用溫度的要求,一般在低溫地區為-40~+40℃,在高溫地區為-5~+60℃。

光纜的材料與質量[3]

  (1)外護套。室內光纜一般採用聚氯乙烯或阻燃聚氯乙烯,外表光滑明亮,柔韌性較好,易剝離。質量不好的光纜外皮光潔度不好,容易與光纜中的緊套、芳綸紗粘連。

  室外光纜的外護套一般採用優質黑色聚乙烯,成纜後平整光亮,沒有氣泡。劣質光纜外皮一般用回收材料生產,因此光纜外皮有很多極細的小坑窪,時間長了容易開裂進水。

  (2)光纖。正規光纜企業一般採用A級纖芯,一些低價劣質光纜通常使用C級、D級纖芯。這些光纖來源複雜,出廠時間較長,往往已經發潮變色,而且多模光纖里還經常混著單模光纖。如果施工中遇到:帶寬很窄,傳輸距離短,粗細不均勻,不能和尾纖對接,光纖缺乏柔韌性,盤纖時容易折斷等現象,都說明光纖質量不好。

  (3)加強鋼絲。室外光纜的鋼絲一般經過磷化處理,鋼絲不易生鏽,強度高。劣質光纜一般用細鐵絲代替,如果鋼絲可以隨意彎曲,這樣的鋼絲時間長了就會生鏽斷裂。

  (4)金屬鎧裝。正規企業採用雙面刷防鏽塗料的縱包扎鋼帶,劣質光纜採用普通鐵皮,通常只一面做過防鏽處理。

  (5)防水油膏。光纖對水和潮氣非常敏感,水或潮氣滲透到光纖中時,會導致光纖錶面的微裂紋迅速擴張而致使光纖斷裂。同時,水與光纖中金屬材料的化學反應產生的氫,會引起光纖的氫損。因此,光纜中的防水油膏可以防止光纖氧化。劣質光纜中用的油膏很少,這會嚴重影響光纖的使用壽命。

  (6)抗拉材料。室內光纜一般用芳綸紗作為抗拉材料,芳綸紗是一種高強度的化學纖維,價格昂貴。因為芳綸紗成本較高,劣質室內光纜一般把外徑做得很細,這樣可以少用芳綸紗來節約成本。這樣的光纜在穿管時容易被拉斷。

參考文獻

  1. 徐光迎 張東輝 鄭根讓主編.電腦應用基礎.人民郵電出版社,2009.09.
  2. 2.0 2.1 孫強 周虛編著.光纖通信系統及網路.科學出版社,2011.07.
  3. 易建勛 薑臘林 史長瓊編著.電腦網路設計.人民郵電出版社,2011.05.
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