“下有光缆,严禁开挖”。光缆是干什么的?如果挖开了会有什么后果呢?
当你宅在家里,兴高采烈上网、看高清 IPTV、刷朋友圈时,如果附近的光缆被挖断了,这些事情可能就要说拜拜了。
因为,光缆是通讯传输的重要组成部分,它肩负着传输网络信号的重大使命。
说起光缆,就不得不提一下光纤了。下图中黄色线缆就是光纤,即通常所说的尾纤。(如果想了解光纤更详细内容,请参见光纤大全。)
运营商的机房引出的光纤,要跟另一个房间、或大楼,甚至距离好几公里外的家中光猫连接,可不能直接拉一根长长的光纤过去连接。单根光纤易弯曲、折损、抗冲击能力差,就像一根筷子容易折断,一把筷子难折断一样。为了保证光纤的安全,需要将长距离传输光信号的多根光纤捆绑在一起,合并成光缆铺放。而且为了避免外界高温、雨水和鼠虫鸟等的破坏,还需要给他加装多层盔甲:加强构件、护层和填充剂等。
好了,现在我们一起来看下光缆的组成部分吧:
缆芯:由单根或多根光纤组成。
加强构件:用于增强光缆拉抗力的组件。材料一般为钢丝或非金属纤维。通常位于缆芯中心,有时候也配置在护层中。
护层(护层通常是内护套 → 铠装层 → 外护层三层结构):用于防水防潮、抗拉、抗压、抗弯等。材料为聚乙烯或聚氯乙烯(PE 或 PVC)、聚氨酯聚酰胺,以及铝钢等金属。位置为由内到外的一层或多层圆筒状护套。铠装层一般为钢丝钢带,位于外护层内,主要是防止外力损坏光缆。
除此之外,缆芯和护层之间还会有用于防潮防水的填充材料。填充材料一般为防潮油膏。
就像雪花一样,虽然基本形状类似,但是实际世界上没有两片完全一样形状的雪花,科学家们已经发现了上万种形状的雪花,而不同结构的光缆,从截面上看,也是一朵朵美丽的雪花,每种雪花(截面)都有独特的美感。按不同结构形状分类,光缆分为层绞式、骨架式、束管式和带状式。
层绞式:松套或紧套光纤绕在中心加强构件周围绞合而构成的光缆。紧套或松套光纤指穿上保护外衣的光纤,保护外衣材料主要有聚丙烯、尼龙-12、聚酯弹性体、氟-46、纤维增强塑料、定向拉伸聚合物等。层绞式结构光缆类似于传统的电缆结构,因此又称为古典光缆。此类光缆可收容的光纤数量一般是 6~12 芯,也有 24 芯。随着光纤数量需求增多,出现了单元式绞合,即套管内的光纤不仅是 1 根光纤芯,而是多根光纤芯,也扩展了层绞式光缆可容纳的光纤数量。
层绞式光缆制造容易,光缆中光纤余长易控制,光缆机械、环境性能好,可用于直埋、管道和架空铺设。
骨架式:既然叫骨架式,毫无疑问光缆内肯定是有一个叫骨架的部分。此种光缆就是拿塑料骨架的槽来收容光纤。骨架槽的横截面可能是 V 形、U 形等形状,纵向是螺旋形或正弦形。一个骨架槽可放置 5~10 根经涂覆的光纤。
骨架式光缆对光纤具有良好的保护性能、侧压强度好、结构紧凑、缆径小,适用于管道布放。另外光纤密度大,可达数千芯。但是骨架式光缆制造复杂。
束管式:跟骨架式光缆类似,在束管式光缆中心内有一个大管子,用于收容光纤。这个管子叫大套管。大套管内装载经过涂覆后的光纤,这些光纤无绞合放置在大套管内。加强构件层绕在大套管周围。
此类光缆结构简单、制造工艺简捷;对光纤的保护优于其他结构的光缆、耐侧压,可提高网络传输的稳定性,光缆截面积小,重量轻,特别适宜架空铺设。束管中光纤数量灵活,但缆中光纤数不宜过多。
带状式:带状式光缆以光缆内收容的光纤为带状光纤单元而得名。带状光纤单元是以几层带状光纤叠放组成的矩形光纤组合。将带状光纤单元放入大套管中,就是束管式带状光缆;放入骨架槽内,就是骨架式带状光缆;放入光纤套管内以绞合方式绕着中心加强构件放置,就是层绞式带状光缆。束管式带状光缆示意图如下:
带状式光缆带体积小,可提高光缆中光纤的密度,容纳更多的光纤芯数,例如 320~3456 芯。带状光缆适用于当前发展迅速的光纤接入网。
我们常说的用户光缆、市话光缆、长途光缆和海底光缆,其实就是根据光缆用途不同进行分类的说法。这些光缆跟光缆结构对应关系如下:
光缆的外观会印刷上英文加数字的符号标注光缆类型。啥意思???
在中国,光缆的型号命名由中华人民共和国通信行业标准 YD / T 908-2011《光缆型号命名方法》规范,光缆型号由型式、规格和特殊性能标识三大部分组成,其中特殊性能标识可缺省。
注:型式、规格和特殊性能标识之间用空格隔开。
光缆的型式组成如下所示:
光缆规格组成如下所示:
光缆型号中型式的 I(分类)含义参见下表:
代号 | 含义 |
GY | 通信用室(野)外光缆 |
GYW | 通信用微型室外光缆 |
GYC | 通信用气吹布放微型室外光缆 |
GYL | 通信用室外路面微槽敷设光缆 |
GYP | 通信用室外防鼠啮排水管道光缆 |
GJ | 通信用室(局)内光缆 |
GJC | 通信用气吹布放微型室内光缆 |
GJX | 通信用室内蝶形引入光缆 |
GJY | 通信室内外光缆 |
GJYX | 通信用室内外蝶形引入光缆 |
GH | 通信用海底光缆 |
GM | 通信用移动式光缆 |
GS | 通信用海底光缆 |
GT | 通信用特殊光缆 |
光缆型号中型式的 II(加强构件)含义参见下表:
代号 | 含义 |
无符号 | 金属加强构件 |
F | 非金属加强构件 |
光缆型号中型式 III(结构特征)含义参见下表:
结构特征类型 | 代号 | 含义 |
缆芯光纤结构 | 无符号 | 分立式光纤结构 |
D | 光纤带结构 | |
二次被覆结构 | 无符号 | 光纤松套被覆结构或无被覆结构 |
S | 光纤束结构 | |
J | 光纤紧套被覆结构 | |
松套管材料 | 无符号 | 塑料松套管或无松套管 |
M | 金属松套管 | |
缆芯结构 | 无符号 | 层绞结构 |
G | 骨架槽结构 | |
X | 中心管结构 | |
阻水结构 | 无符号 | 全干式或半干式 |
T | 填充式结构 | |
承载结构 | 无符号 | 非自承载式结构 |
C | 自承式结构 | |
吊线材料 | 无符号 | 金属加强吊线或无吊线 |
F | 非金属加强吊线 | |
截面形状 | 无符号 | 圆形 |
E | 椭圆形状 | |
B | 椭圆形状 | |
8 | 8 字形状 |
光缆型号中型式的 IV(护套)含义参见下表:
代号 | 含义 |
Y | 聚乙烯护套 |
V | 聚氯乙烯护套 |
U | 聚氨酯护套 |
H | 低烟无卤护套 |
A | 铝 — 聚乙烯粘接护套(简称 A 护套) |
S | 钢 — 聚乙烯粘接护套(简称 S 护套) |
F | 非金属纤维增强 — 聚乙烯粘接护套(简称 F 护套) |
W | 夹带钢丝的钢 — 聚乙烯粘接护套(简称 W 护套) |
L | 铝护套 |
G | 钢护套 |
当光缆有外护层(即型式的 V)时,外护层可能包含垫层、铠装层和外被层的部分或全部,因此 V 用两组数字表示。每组数字可能由 1 位或 2 位数字组成。型式的 V(护层)含义参见下表:
第一组(铠装层) | 第二组(外被层或外套) | ||
代号 | 含义 | 代号 | 含义 |
0 | 无铠装层 | 无符号 | 无外被层 |
1 | 钢管 | 1 | 纤维外被 |
2 | 绕包双钢带 | 2 | 聚氯乙烯套 |
3 | 单细圆钢丝 | 3 | 聚乙烯套 |
33 | 双细圆钢丝 | 4 | 聚乙烯套加覆尼龙套 |
4 | 单粗圆钢丝 | 5 | 聚乙烯保护套 |
44 | 双粗圆钢丝 | 6 | 阻燃聚乙烯套 |
5 | 皱纹钢带 | 7 | 尼龙套加覆聚乙烯套 |
6 | 非金属丝 | - | - |
7 | 非金属带 | - | - |
光缆型号的规格由光纤、通信线和馈电线规格组成,三者之间用“+”隔开。通信线和馈电线可以全部或部分缺省。
光纤规格由光纤数和光纤类别组成,光纤类别参见光纤产品分类表格,光纤数用光缆中间同类别光纤的实际有效数目的数字表示。光纤类别代号应符合 GB / T 12357 以及 GB / T 9771 中的规定,光纤类别参见下表:
多模光纤 | 单模光纤 | ||
代号 | 含义 | 代号 | 含义 |
A1a.1 | 二氧化硅渐变折射率多模光纤 | B1.1 | 二氧化硅非色散位移单模光纤,即 G.652.A/ G.652.B 光纤 |
A1a.2 | B1.2 | 二氧化硅截止波长位移单模光纤,即 G.654 光纤 | |
A1a.3 | B1.3 | 二氧化硅波长带扩展的非色散位移单模光纤,即即 G.652.C 光纤 | |
A1b | B2 | 二氧化硅色散位移单模光纤,即 G.653 光纤 | |
A1d | B4a | 二氧化硅非零色散位移单模光纤,即 G.655.A 光纤 | |
A2a~A2c | 二氧化硅突变折射率多模光纤 | B4b | 二氧化硅非零色散位移单模光纤,即 G.655.B 光纤 |
A3a~A3c | 二氧化硅渐变折射率、塑料包层多模光纤 | B4c | 二氧化硅非零色散位移单模光纤,即 G.655.C 光纤 |
A4a~A4d | 突变折射率塑料光纤 | B4d | 二氧化硅非零色散位移单模光纤,即 G.655.D 光纤 |
A4e | 渐变或多阶折射率塑料光纤 | B4e | 二氧化硅非零色散位移单模光纤,即 G.655.E 光纤 |
A4f~A4h | 渐变折射率塑料光纤 | B5 | 宽波长段光传输用非零色散光纤,即 G.656 光纤 |
- | - | B6a1 | 接入网用弯曲损耗不敏感光纤,即 G.657.A1 光纤 |
- | - | B6a2 | 接入网用弯曲损耗不敏感光纤,即 G.657.A2 光纤 |
- | - | B6b2 | 接入网用弯曲损耗不敏感光纤,即 G.657.B2 光纤 |
- | - | B6b3 | 接入网用弯曲损耗不敏感光纤,即 G.657.B3 光纤 |
通信线规格的构成应符合 YD / T 322-1996 中表 3 的规定。例如:2×2×0.4,表示 2 对标称直径为 0.4mm 的通信对。
馈电线规格的构成应符合 YD / T 1173-2010 中表 3 的规定。例如:4×1.5,表示 4 对标称截面积为 1.5mm2的馈电线。
这会知道前文提到的“GYFTA53”的含义了吧?猜猜是什么?
【答案:GY 通信室外光缆、F 非金属加强构件、T 填充式结构(此处代表结构特征,有几项是无符号,不能仅看字母 T 代表的含义,要将无符号的结构含义补充上,所以结构特征完整含义应该是:松套层绞式填充结构)、A 铝 — 聚乙烯粘接护套、5 皱纹钢带铠装、3 聚乙烯护套】
光缆的结构随着光网络的发展、使用环境的要求而发展。新一代的全光网络要求光缆提供更宽的带宽、容纳更多的波长、传送更高的速率、便于安装维护、使用寿命更长等。光缆新材料的出现,又促进了光缆结构的改进,如干式阻水料、纳米材料、阻燃材料等的采用,使光缆性能有明显改进。近年来,出现了生态光缆、纳米技术光缆、微型光缆等新兴光缆。
生态光缆:主要是从环境保护角度考虑,解决光缆含不环保材料问题,例如 PVC 燃烧会释放有毒气体、光缆稳定剂中含铅。此类光缆主要用在室内、楼房及家庭。目前已有公司生产出一些用于此类光缆的新材料如无卤性阻燃塑料。
纳米技术光缆:采用纳米材料(例如纳米光纤涂料、纳米光纤油膏、纳米护套用聚乙烯、光纤护套纳米 PBT)的光缆,利用了纳米材料所具有的许多优异性能,例如提高了光缆的抗机械冲击性能。
微型光缆:微型光缆主要为了配合气压或水压安装施工系统的运用,各种微型的光缆结构已在设计和使用中,要求光缆与管道之间有一定的系数,光缆重量要准确无误并且有一定的硬度等。微型光缆和自动安装的方式为了适应未来接入网的需求,特别是在用户驻地网络中综合布线系统、在智能建筑的智能管道中布线。
综上所述,光缆随着光网络更高技术的发展,不停在结构、新材料和性能提高方面继续改进,以迎展未来通信的多样需求,例如 5G 时代的海量数据承载、海量连接的需求。
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